地应力测量与监测技术实验研究——SinoProbe-06项目介绍

固体地壳的应力状态是地壳的最重要的性质之一。地壳表面和内部发生的各种构造现象及其伴生的各种地质灾害都与地壳应力的作用密切相关。地应力测量与监测不仅为深入认识地震的孕育和发生机制,进而为强震预测提供重要的科学依据,而且也是地球动力学基础研究的重要组成部分,此外,还将为国家重大工程建设,如深埋隧道、水电工程、深部能源开采、核废料处置场地的选址等深部地下工程的勘测设计提供重要的技术支撑。地应力测量与监测技术实验研究是国家科技专项“深部探测技术试验研究”所属的第六项目。该项目的主要任务是,围绕专项的总体科学目标,开展系统的地应力测量与监测及其实验对比研究,通过室内实验和野外现场实际测试,对现有各种主要的地应力测试技术的适用性和可靠性进行总体评价和研究,进而针对存在的问题开展研究和相关测试系统的创新性研发,从整体上提升现有主要地应力测试方法的技术水平;在北京地区建立深孔地应力综合观测试验站;在青藏高原东南缘开展地应力测量与监测,构建地应力监测网络,进而将其打造成具有国际影响力的地球动力学野外试验基地。

山东龙郓煤业10·20冲击地压事故区域应力背景与防控研究

矿山巷道、交通隧道等地下硐室围岩稳定与岩体所处区域地应力环境息息相关。分析区域深部地应力与地下硐室走向、形状等因素的关系,有助于提前规避硐室开挖风险。文章以山东龙郓煤业10·20冲击地压事故为背景,通过地应力测量与监测工作,初步揭示了山东西部地壳浅表层现今地应力环境,结合龙郓煤业矿区附近现今地应力场特征,探讨此次冲击地压事故产生的区域应力背景,并从地应力角度提出相应的防控建议。研究结果表明:测量深度范围内主应力大小总体上与深度成正比线性关系,最大水平主应力值为3.48~20.76 MPa,随深度增加梯度为0.0182 MPa/m;最小水平主应力值为3.44~14.95 MPa,随深度增加梯度为0.0130 MPa/m;区内最大水平主应力方位为北东43°~89°,平均方位为北东75°;地壳浅表层构造作用以水平构造作用为主,但随着深度的增加,逐渐向垂直构造作用转变;龙郓煤业10·20冲击地压事故的诱发机制主要是垂向应力大于水平主应力,现今处于拉张应力环境,尤其是巷道走向平行于最大水平主应力方向;建议龙郓煤业巷道轴线与最大水平主应力方向的夹角为60°~90°,同时巷道顶板可以采用拱形顶板,确保巷道岩体稳定。