[00879592]深部开采动力灾害预测及其危害性评价与防治研究

该项目属于采矿安全与环境科学领域。矿震、岩爆、冲击地压是深部开采可能诱发的同一类型的严重动力灾害。该项目以抚顺老虎台矿、山东玲珑金矿和吉林海沟金矿为依托工程，以扎实的地应力、工程地质、岩石力学和现场监测等基础资料为依据，以能量聚集和演化为主线，采用理论和实验分析、数值模拟等现代先进技术，揭示矿震和岩爆发生的机理及其与采矿过程、地质构造和应力环境的关系，对矿震和岩爆进行定量预测；将预测和防治、地下和地面、生产安全和环境安全融为一体进行研究，从理论上和实践上均有重大创新和实践。主要内容和特点如下：1．揭示了抚顺矿震的宏观规律、演化特征和动态发展趋势；通过老虎台矿百年开采过程中能量聚集与演化和断层活动型、顶板活动型、工作面冲击型三种不同的矿震震源机制的力学反演，揭示了矿震孕育、发生和开采过程的关系。2．在国内外首次建立了开采扰动势模型，揭示了矿震发生规模与开采深度、开采量、断层构造和应力环境的关系，为定量预测矿震发生时间、空间和强度开辟了有效途径。3．预测老虎台矿未来开采（最深采至-830m水平）可能诱发更大规模矿震，最大震级为里氏3.8-4.2级，地面震中烈度为VII度(对应里氏4.0级)，确定了抚顺地面烈度分区。为抚顺市城市安全、规划、设计提供了决策依据。4．确定了玲珑金矿深部开采引起的高应变能分布区和深部岩体聚集高应变能的能力，综合采用各种岩爆判断准则，对玲珑金矿深部开采诱发岩爆的强度和位置作出了预测。5．确定了老虎台矿和玲珑金矿井下矿震或岩爆危险性分区，提出了通过改进采矿方法和开采设计，减小和控制矿震和岩爆的措施。6．在玲珑金矿和海沟金矿建立了压力、位移、声发射和收敛多元信息耦合地压监测系统。首次提出了由压力和声发射联合表示的岩体稳定性的四种"判别模式"。该项目成果已经被抚顺市政府和相关矿山所采纳并付诸实施。特别是在抚顺项目鉴定后一个月，老虎台采至-780m水平时，抚顺发生了历史最高级别的里氏3.7级矿震，验证了该项研究成果的正确性。