深部采场地压与微震活动性时空演化关系研究

Deep underground excavation is rock strong unloading of the process under high stress conditions, the stope rockmass microseismic activity reflects the dynamic response of the mining activities, how to interpret and analyze the process of rockburst disaster bredmicroseismic activity is currently an important issue to be solved. This project uses real rock triaxial strong unloading mechanical tests and deep mining in situ monitoring methods, the use of microseismic monitoring, stress, deformation and velocity test means, rock static deformation damage observation and rock micro-fracture dynamic response monitoring phase the combined analysis of the temporal relationships between microseismic activity and recovery process.Deep mining rock microseismic activity build-up characteristics and load-unload response ratio analysis, with the stress and focal deformation process, strain change the parameters to quantitatively describe the dynamic response of rock in the mining process, the establishment of rockburstshort-term forecasting model. On this basis, by optimizing stope roadway layout, mining rate, excavation and rock support design, the mining site pressure can be dynamic regulated. Research projects not only more in-depth to reveal the dynamics of gestation process of rock burst can also provide an important basis for the theoretical basis for microseismic monitoring technology in the application of our safe production in mines and underground engineering disaster forecasting further.

深部采场开挖是岩体在高应力条件下强卸荷的过程，采场围岩的微震活动性反映了岩体内部对采矿活动的动力响应，如何解译和分析岩爆动力灾害孕育过程中的微震活动性规律是目前亟待解决的重要课题。本项目采用岩石真三轴强卸荷力学实验和深部采场原位监测方法，利用微震监测、应力、变形及波速测试等多手段，将岩体静态变形破坏观测与岩石微破裂动态响应监测相结合，分析微震活动与回采过程的时空演化关系。通过对深部采场围岩微震活动集结特征和岩体加卸载响应比分析，用与震源变形过程中应力、应变的改变有关的参数来定量描述岩体在采矿过程中的动力响应，建立岩爆发生的短期预测模型。在此基础上，优化采场巷道布置、采矿速率、开挖方式以及围岩支护设计，实现采场地压的动态调控。项目研究不仅可以更深入地揭示岩爆孕育过程中的动力学问题，还可以为进一步促进微震监测技术在我国矿山安全生产和地下工程灾害预报预测方面的应用提供重要基础理论依据。

深部采场开挖是岩体在高应力条件下强卸荷的过程，采场围岩的微震活动性反映了岩体内部对采矿活动的动力响应，如何深部开采灾害孕育过程中的微震活动性规律是目前亟待解决的重要课题。本项目针对以上科学问题，开展深部采场地压与微震活动性时空演化关系研究，获得以下研究成果：1）基于东北大学岩石真三轴仪器试验系统，开展真不同围压、不同加卸载速率和加卸载路径条件下硬岩真三轴加卸载力学实验，揭示了岩石真三轴应力加载过程中的变形规律，总结了真三轴加卸载路径条件下声发射时空演化规律；开展含保持载荷过程的花岗岩破坏试验研究，捕捉岩石破坏全过程的损伤破裂信息，运用余震衰减模型分析岩石保持载荷阶段声发射信号幂律衰减特征，揭示了声发射衰减特征与应力水平的内在关系；2）构建了基于微震监测、变形监测、应力测试、空区扫描、爆破震动等多种技术的深部岩体综合监测系统，实现开采全过程中围岩裂纹、能量、变形信息连续采集，揭示了爆破回采过程围岩破裂时空演化规律，获得了爆破前后微震事件平均能量、b值、分形维数、空间相关长度、累计微震能量释放等参数变化规律；3）基于空区扫描技术，准确获取采场空区三维形态和实际边界信息，开展依据采空区形态的开采过程数值模拟研究工作，结合微震和巷道变形监测数据，对采场各区域稳定性进行分析判断，系统研究采空区规模和微震参数之间的定量关系，揭示围岩损伤区域与开采活动之间的内在联系；4）考虑岩体应力分布和演化规律，结合现场巷道破坏特征，研究采场周围不同区域围岩劣化程度的差异性和发生不同失稳破坏的可能性，对不同区域巷道提出具有针对性的现场支护方案。同时采用微震监测所获得的应力分布规律，研究应力分布与爆破参数之间的关系，提出基于微震监测数据应力分析的深部采场开采顺序调控方法。本项目研究成果深入揭示了深部金属矿山开采过程中围岩损伤演化过程，为围岩稳定性评价提供理论指导和技术支撑。