深部矿井的地应力场

• 作者: Stephen D. McKinnon 张策(翻译) 郭啟良(校对)
• 来源期刊: 地壳构造与地壳应力
• 学科: 地球科学
• 关键词: 应力 应力场 岩爆 应变突发 数值模拟 断层 地震应力反演
• 年，卷（期）: 2016,（1）
• 页码范围: 1-13
• 页数: 13页
• 分类号: P315.5

摘要

地应力是任何地质力学设计任务的重要组成部分。在深部矿井中,这个要求更是重要。深矿中地应力不仅导致挖掘边界断裂,而且会诱发地震活动和应变爆裂、岩爆等相关问题。在矿井中测量地应力的传统方法是使用应力解除法拟合主应力,还可以使用区域应力数据汇编。两种方法都假设应力场相对简单,拟合过程中都对数据进行平滑以减少数据离散性。类似的方法通常应用于模拟断层和其他地质结构,因为它们在初期均匀的应力场中产生。在已发现的深矿的典型复杂地质环境中,有证据表明这些方法并不可用。应力场和地质结构之间的相互作用导致应力大小和取向的自然离散。在一些矿井中,这些变化很明显,对于特征设计也很重要。传统的测量和分析方法不能很好地适用于量化或再现这种应力场的行为。诱发地震活动是深部矿井的共同特征,地震数据通常也很丰富。起源于地壳地震分析的地震应力反演方法可以提供关于主应力方向及其相对大小的信息。其在釆矿地震活动中的应用已经很少,但是该方法具有在空间和时间上映射应力场的潜力。有例子表明该方法能够探测到大地震附近局部应力场的重大变化。该方法只能用于诱发地震,因此不能代替传统的应力测量。然而,在开挖的矿井中,它可以为矿井规划提供有价值的信息,并且可以更好地理解深层矿井中典型复杂地质环境中的断层与应力场之间的关系。