CC BY
30
УДК 622.41:533.17
© Лань Тяньвэй, Чжан Хунвэй, И.М. Батугина, А.С. Батугин, Ли Шен, Хан Цзюнь, Сун Вэйхуа, Тан Гошуй, Юй Лицзян, 2014
Лань Тяньвэй, Чжан Хунвэй, И.М. Батугина, А.С. Батугин, Ли Шен, Хан Цзюнь, Сун Вэйхуа, Тан Гошуй, Юй Лицзян
ИЗУЧЕНИЕ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПРОЯВЛЕНИЯ ГОРНЫХ УДАРОВ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЦЗИНСИ В КИТАЕ*
Рассмотрена геодинамическая обстановка в угольном бассейне Цзинси. Изучены влияние тектонических движений на геологическое строение, поле напряжений; энергия деформаций земной коры, землетрясения, контрастная интенсивность строения впадины. Дана количественная оценка геодинамической обстановки в районе удароопасных шахт. Рассмотрен механизм формирования горного удара в бассейне Цзинси. Результаты исследований показали, что сильное сжимающее напряжение в эпоху Яньшань создало современную сложную тектоническую структуру шахтного поля, максимальное главное напряжение в настоящее время выше средней величины напряжений других шахт Китая, и это связано с тем, что бассейн Цзинси находится в области высоких энергий деформаций земной коры. Горные удары связаны с землетрясением во времени и в пространстве. Контраст интенсивности тектонического строения рельефа в районе шахты больше 0,5, что также создало благоприятные геодинамические условия для возникновения горных ударов. Ключевые слова: горный удар, геодинамическая обстановка, поле напряжений, землетрясение, тектоническая впадина.
Механизм формирования горных ударов сложен и зависит от многих влияющих факторов. Горный удар является одним из наиболее серьезных геодинамических бедствий [1-4]. Китай является одной из стран мира, где происходят наиболее сильные горные удары. К настоящему времени горные удары в Китае происходили на 142 угольных шахтах, которые расположены в 17 провинциях. Ежегодно происходит несколько сот разрушительных горных ударов. С 2005 г. произошел 31 несчастный случай во время горных ударов, при которых погибло около 300 чел. Один
из последних сильных горных ударов произошел 12 января 2013 г. на шахте Улун в г. Фусинь провинции Ляонин, при котором погибло 8 чел. На шахте Куангоу горный удар произошел на глубине 240 м (2010 г.) [5, 6]. С увеличением глубины и интенсивности разработки количество горных ударов растет, и их последствия становятся все более серьезными. Разработка профилактических мер снижения этой опасности является серьезной производственной и научной проблемой.
Изучение и раскрытие механизма горных ударов долгое время оставалось крупной научной проблемой в
* Работа выполнена при поддержке Открытого исследовательского фонда государственной лаборатории безопасности добычи угольных ресурсов Китайского горного университета (11КГО5); Открытого исследовательского фонда лаборатории теплодинамики и профилактики аварий министерства просвещения КНР (ЛБК200212); фонда отдела народного образования провинции Ляонин КНР (Ь2013140); фонда национальных естественных наук КНР (51274117) ; молодежного фонда национальных естественных наук КНР (51104085).
сЕтктмаль актикпнк&ЕЬ угольная гяпрым
Рис. 1. Схема геологической структуры бассейна Цзинси
области горного дела и горной геомеханики. И.М. Петухов впервые выдвинул гипотезу и разработал теорию механизма горного удара, основанную на представлениях о напряженном состоянии и энергии массива. Он разработал представление о системе «угольный пласт - вмещающие породы», энергия которых участвует в возникновении горных ударов. [7, 8]. И.М. Батугина в своих работах развивает представления о новой науке о Земле - Геодинамике недр. Эта наука синтезирует знания из смежных наук о Земле (геология, география, геотектоника, геодезия, геоморфология, геотехнология, геомеханика и др.), каждая из которых изучает одну из сторон геодинамики недр. Синтез закономерностей, полученных в смежных науках о Земле, позволил создать новый метод - метод геодинамического районирования недр [9]. Чжан Мэнтао выдвинул теорию нестабильности горного удара и внезапного выброса. Он считал, что горный удар и внезапный
выброс угля (породы) возникает при неустойчивом неравновесном состоянии горных пород, в результате чего происходит процесс потери динамической устойчивости [10, 11]. Чжан Хунвэй анализировал региональные тектонические условия, современные движения земной коры и установил, что региональные мелкие природные землетрясения связанны с горными ударами в пространстве и времени и выдвинул понятие геодинамического условия горного удара [12].
Область возникновения горного удара не ограничивается только частичной областью штрека или забоя, а имеет гораздо большие размеры. Поэтому нужны дальнейшие исследования геодинамической обстановки возникновения горного удара в макроскопическом масштабе. В этой статье проанализирована геодинамическая обстановка бассейна Цзинси, дана оценка контраста интенсивности строения рельефа и проанализирован механизм формирования горного удара.
1. Региональное геологическое строение бассейна Цзинси
1. 1 Особенность региональной геологической структуры
Тектонические движения в янь-шаньскую эпоху складчатости (конец юры - начало мела) привели к образованию складок и взбросов в юрских отложениях угольного бассейна Цзинси с общим трендом тектонических деформаций в направлении NE-NEE. Здесь кулисообразно расположены широкие синклинали Бэйхуашань, Тяотишань-Мяоанлин и Диюнлон-шань-Хуэйн, разделенные узкими антиклиналями (рис. 1). Эти структуры создают современную сложную тектоническую структуру угольного бассейна Цзинси.
1 - ось антиклинали, 2 - ось синклинали, 3 -взбросы, 4 - направление регионального сжатия; I - разлом Янхечэн, II - разлом Дахуэйчан; © - синклиналь Бэйхуашань, © - синклиналь Тя-отишань, © -синклиналь Бэйлин, ® - синклиналь Диюнлоншань, © - синклиналь Сянюй
Рис. 2. Схема поля тектонических напряжений бассейна Цзинси
Таблица 1
Результаты измерения напряжений месторождения Цзинси
Угольная шахта Порядок Глубина/^) Максимальное главное напряжение Промежуточное главное напряжение Максимальное главное напряжение
величина, MPa на-правление (°) наклонение (°) величина, MPa на-правление (°) наклонение (°) величина, MPa на-правление (°) наклонение (°)
Чангоуюй 1 462 16,78 90,12 17 12,36 46,34 67,16 10,58 184,75 14,82
Дааньшань 2 672 26,3 244 14,5 13,5 -59 -64 8,6 159 -20
3 510 20,5 252 -7 12,2 -16 -5 9,3 109 -80
4 465 19,1 232 12 12,4 -2 70 8,1 139 15
5 580 22,6 213 1 12,6 -58 -80 9,2 122 -9
Мучэнцзянь 6 740 23,1 182,65 -19,30 19,6 58,46 39,09 9,8 262,45 -13,19
7 500 15,9 206,33 -15,62 10,8 49,10 25,09 8,9 309,81 70,20
8 581 28,7 267,94 0,43 18,9 -1,57 48,70 11,4 177,57 41,30
Датай 9 884 42,56 264,49 -26,92 23,84 59,45 -60,73 8,85 169,02 -10,63
10 816 35,82 118 13 29,65 58 -64 26,4 203 -21
11 922 45,69 154,91 -2,11 24,44 80,21 77,62 19,10 244,85 8,95
Мэнтоугоу 12 562 23,96 41,8 -16,5 15,20 319 22,6 12,18 98,8 61,4
13 719 43,31 38,9 -9,2 24,83 308 -9,5 16,70 352 76,7
14 478 29,53 34,1 -12,8 12,92 305 5,8 11,89 58,9 76
15 710 35,46 60,5 -13,5 24,57 345 46,1 14,24 138,5 40,8
Рис. 3. Схема действия напряжения бассейна Цзинси
Малан
'■■■■'" Тааншань
угольная шахта
Сяюнлинг
J
__ г (
■- ТМучэнцзянь
угольная шахта Мэнтоугоу
' угольная шах"
угольная шахта
Чэньцзяфэнь
Хебэйнь ■■
Фаншань угольная шахта К*
аншань угольная шахта
Чангоуюй угольная шахта Чангоуюй угольная шахта
граница
угольной шахты
1.2. Особенность палеотектони-ческого поля напряжений угольного бассейна Цзинси
Современная тектоническая структура угольного бассейна Цзинси сформирована период яньшаньской и также гималайской складчатости. Тектонические движения под воздействием сильного сжатия в направлении NW-SE привели к перестройке структурного плана и в конце концов сформировали современную сложную тектоническую структуру с простиранием синклинальных и антиклинальных складок и взбросов в направлении NE-NEE. По всей видимости в это время направление максимального главного напряжения было NW-SE, перпендикулярно простиранию основных структур (рис. 2). Под влиянием этого поля напряжений была сформирована не только региональная тектоническая структура бассейна Цзинси, но и образовались более мелкие нарушения, осложняющие условия залегания угольных пласстов.
1.3. Особенность поля современных тектонических напряжений угольного бассейна Цзинси
Некоторые результаты изучения поля напряжений месторождения Цзинси приводятся в работе [13]. Для более детального изучения поля современных тектонических напряжений на месторождении были проведены инструментальные измерения на угольных шахтах Чангоуюй и Датай (табл. 1). На рис. 3 показаны места измерения напряжений и ориентировка максимального сжатия.
Результаты измерения напряжений на шахтах месторождения Цзинси показывают, что максимальное главное напряжение ориентировано в направлении ЫЕ-ЕШ. Отношение между максимальным главным напряжением и промежуточным главным напряжением составляет 1,18-2,29, в среднем 1,63. Отношение между максимальным главным напряжением и минимальным главным напряжением составляет 1,36-4,81, в среднем 2,43.
0
НЮ
700
300
400
Е
га X 500
X
О
> Боа
700
SCO
900
1000
* Нэ месторождении Цзинси • В среднем по Китае
\ **
1 ♦
• »
\ ♦ *
В ■ * *
■ •
Г)
1Ш
200
500 "" 600
7(50 900 эш
♦ Ha месторождении Цзинси н & среднем по Китае
♦ f « 1«
*
• ♦
1 Л
♦ » ■ *
• »
Рис. 4. Соотношение между максимальным и средним главными напряжениями
В работе [13] приводится анализ результатов измерения напряжений в районе Хуабэй на севере Китая. Соотношения между максимальным и минимальным главными напряжениями описываются соотношениями (1) и (2):
стн/ сть = 320/Ь + 1,23 (1)
стн = 0,02Ш + 6,7808, (2)
где стн - максимальное главное напряжение; сть - минимальное главное напряжение; h - глубина.
На рис. 4 и 5 представлены соотношения напряжений, рассчитанные из результатов вычислений по формулам (1) и (2) и по данным измерений на шахтах месторождения Цзинси. Анализ рис. 4 показывает, что максимальное главное напряжение в районе месторождения Цзинси намного выше, чем в среднем в Китае. Особенно это отчетливо проявляется для глубин 700 м. Анализ рис. 5 показывает, что отношение между максимальным и минимальным главными напряжениями тоже значительно выше для района Цзинси, чем в среднем для Китая. Это показывает, что массив горных пород на месторождении Цзинси находится под воздействием сильного неоднородного тектонического напряжения.
«МО1 г 3 4 s
Рис. 5. Соотношение между максимальным и минимальным главными напряжениями
2. Особенность энергии деформации земной коры месторождения Цзинси
Согласно механической теории упругости, энергия единичного объема может быть разложена на энергию упругого деформирования W, энергию деформаций объема WV и энергию превращения формы WF. Плотность энергии деформаций связана с энергией превращения формы и ее плотности [14].
Связь напряжений и деформаций земной коры может быть выражена формулой (3):
ач = 2ц-ец + ^9-8ч (3)
где, ст - тензор напряжения; s - тензор деформаций; X, ц - константы; 8 - символ Кронекера.
На основе связи напряжений и деформаций плотность энергии деформаций земной коры может быть выражена:
°Е = 22trace(a 'е) = ^ + 2Т '5f) 'еч)(4)
где DE - плотность энергий деформаций, J/m3.
Скорость изменения плотности энергии деформаций является важ-
Таблица 2
Статистические данные о региональных землетрясениях
Магнитуда, 0<М<1.0 1.0<М^2.0 2.0<М^3.0 3.0<М^4.0 Итог
Количество 37 241 37 3 318
Доля в процентах 11,64% 75,79% 11,64% 0,93% 100%
ным показателем, который оценивает уровень накопленной энергии земной коры. Большая скорость изменения плотности энергий деформаций свидетельствует о высоком уровне накопленной энергии в земной коре. При горных ударах и сейсмических явлениях происходит высвобождение накопленной энергии земной коры, что влияет на характер их проявления. На рис. 6 показано, что месторождение Цзинси находится в районе с высокой скоростью изменения плотности энергий деформаций земной коры, что свидетельствует о том, что в земной коре этого района накоплены значительные запасы энергии. Таким образом, на месторождении Цзинси существуют энергетические предпосылки возникновения горных ударов.
3. Анализ региональной сейсмической активности района месторождения Цзинси
3.1. Особенность пространственного расположения сейсмических явлений
Когда достигаются условия предельно напряженного состояния в земной коре и превышается несущая способность горных пород, происходит нарушение равновесного состояния в виде горного удара или землетрясения с выделением энергии, после чего достигается новое равновесное состояние. В результате тектонической активности создаются условия концентрации напряжений и накопления энергии, что является необходимым условием проявления динамических явлений. Количество и энергетический класс региональных сейсмиче-
Рис. 6. Скорость изменения плотности энергий деформаций месторождения Цзинси (М3/т3-а-1)
ских явлении характеризуют интенсивность выделения сеИсмическоИ энергии, поэтому анализ естественной сейсмичности может характеризовать региональные геодинамические особенности геологической среды. В табл. 2 представлен анализ сейсмичности в районе, имеющем координаты: восточная долгота 115°30'~116°15'; северная широта 38°30'~39°50'. В этом регионе по данным сейсмологического бюро Пекина и китайской сейсмической станции за период времени с 30.04.1970 г. по 30.04.2012 г. произошло 318 землетрясений,
Рис. 7. Пространственное распределение региональных землетрясений бассейна Цзинси
M,
от
0,
1°
# о ы u о
й о
о
fr*
■J
Щ 60
1 -
2 -
3
с магнитудами до 3.4. "
Распределение глубин гипоцентров землетрясений несет информацию об активности структур и их геодинамическом состоянии. Глубины гипоцентров определены для 304 из 318 землетрясений. Наибольшая глубина гипоцентра для данного района составляет 30 км (одно землетрясение), а на глубинах до 1 км зарегистрировано 149 землетрясений (рис. 7). Мелкие землетрясения и горные удары имеют одинаковый уровень энергии.
3.2. Особенность распределения землетрясений и горных ударов во времени
Распределение землетрясений и горных ударов по времени на месторождении Цзинси представлено на рис. 8. Из рисунка видно, что существует корреляция между проявлением землетрясений и горных ударов.
— землетрясения Тин Си бассейна
— зешгстрясевня Пекина ■ — горный удар
U 4-А-,
1960 1965 1970 1975
1990 1985 1990
время/год
1995 2000 2005
3 2010
Рис. 8. Распределение землетрясений и торных ударов месторождения Цзинси
В 1978 г. произошло 4 горных удара и 19 землетрясений. В 2003 г. произошло 4 горных удара и 13 землетрясений, т.е. периоды максимумов горных ударов и землетрясений совпадают. В период снижения сейсмической активности горных ударов не происходит. Их появление является циклическим и соответствует представлениям о законе накопления - сброса - накопления энергии.
100- 300- 500. 700. 900. 1100- 1300- 1300-
Рис. 9. Схема контрастности рельефа в районе угольных шахт бассейна Цзинси: Угольные шахты: 1 - Датай, 2 - Мучэнцзянь, 3 - Дааньшань, 4 - Мэнтоугоу, 5 -Чэнцзы, 6 - Фаншань, 7 - Чангоуюй
4. Количественная оценка геодинамического состояния бассейна Цзинси
Тектонические структуры месторождения Цзинси сформировались под воздействием яньшаньского тектонического сжатия. В настоящее время все угольные шахты месторождения находятся в пониженных участках рельефа, отвечающих тектоническим впадинам. [15]. На рис. 9 показано
расположение угольных шахт месторождения. Контрастность рельефа тектонических впадин является важной характеристикой геодинамического состояния участка земной коры. Для анализа тектонических впадин исследовано их современное состояние без учета фактора времени. При расчетах использованы следующие формулы: C = f (ЛЬ, Л1) (5)
где С - интенсивность кон-трасности рельефа впадины; ЛЬ - разница отметок между самой высокой и самой низкой точек, т; Л1 -ширина тектонической впадины, кт . Количественный расчет интенсивности контрастности рельефа впадины выполнен по следующей формуле (6):
С = А -АЬ + В •—
М , (6)
где А и В - отметки самой высокой и самой низкой точек.
Для местности гористого района месторождения Цзинси А = 0,25 и В = 0,75. Результаты вычисления ин-
Таблица 3
Результаты вычисления интенсивность контрасности рельефа
Угольная шахта Перепад высот, ЛН Ширина, М Контраст интенсивность, С Оценка геодинамической опасности
SW/m к одному SW/km 1/М к одному
Мэнтоугоу 712,3 0,79 3,25 0,31 1,00 0,96 Очень высокая
Мучэнцзянь 878,7 0,97 4,50 0,22 0,72 0,80 Очень высокая
Чэнцзы 487 0,54 4,00 0,25 0,81 0,75 Очень высокая
Датай 903 1,00 5,25 0,19 0,62 0,73 Очень высокая
Тааншань 802,2 0,89 5,50 0,18 0,59 0,68 высокая
Чангоуюй 744 0,82 5,40 0,19 0,60 0,67 высокая
Фаншань 572,7 0,63 5,00 0,20 0,65 0,66 высокая
тенсивность контрастности рельефа приведены в табл. 3.
Обычно, когда интенсивность контрастности рельефа превышает 0,50, то это способствует проявлению геодинамической опасности. На месторождении Цзинси на 7 угольных шахтах произошли горные удары, максимальное значение интенсивности контрастности тектонического рельефа приходится на шахту Мэнтоугоу. Шахты Мэнтоугоу, Чэнцзы, Фаншань, и Датай являются наиболее удароопасными шахтами Китая. Так, на шахте Мэнтоугоу с мая 1947 г. по 1976 г. произошло около 110 тыс. горных ударов. Анализ табл. 3 показывает, что все шахты месторождения Цзинси имеют благоприятную геодинамическую обстановку для проявления горных ударов.
5. Выводы
1. Современная сложная тектоническая структура угольного бассейна Цзинси с развитием линейных складок и взбросов сформировалась в эпоху яньшаньской складчатости, проявившейся в Китае в конце юры -начале мела.
2. Результаты измерения напряжений на шахтах месторождения показывают, что максимальное главное напряжение здесь намного выше, чем в среднем по Китаю. Отношение между величинами максимального и минимального главных напряжений
здесь тоже значительно выше, чем в среднем по Китаю. Высокие значения отношений величин главных напряжений благоприятствуют проявлению горных ударов.
3. Угольный бассейн Цзинси находится в районе с высокой скоростью изменения энергии деформаций земной коры, что также является предпосылкой возникновения здесь горных ударов.
4. Мелкие землетрясения и горные удары происходят на глубинах до 1 км в общем поле региональных тектонических напряжений. Отмечается корреляция между горными ударами и мелкими землетрясениями во времени и пространстве. Их проявление является циклическим, что соответствует представлениям о процессе накопление-сброс энергии массива.
5. Для оценки геодинамического состояния шахтных полей месторождения Цзинси использован также показатель интенсивности контрастности рельефа. Значение интенсивности контрасности рельефа превышает 0,50 для всех 7 удароопасных шахт месторождения, что показывает, что все шахты имеют геодинамические условия для проявления горных ударов.
6. Проведенные исследования показывают, что геодинамические условия проявления горных ударов на угольных шахтах могут быть оценены на ранних стадиях освоения месторождений, и учтены в проектных решениях.
1. QI Qingxin, DOU Linming. Rockburst Theory and Technology M.. Xuzhou: China University of Mining and Technology, 2007:1-15.
2. ZHANG Mengtao, SONG Weiyuan, PAN Yishan. Study on water pouring into coal seam to prevent rock-burst J.. China Safety Science Journal, 2003,13(10):69-72.
3. DOU Linming, HE Xueqiu. The Rock-burst Control Theory and Technology M.. Xu-zhou: China University of Mining and Technology Press.2001:7-10,12.
_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
4. TANG Baoqing, CAO Ping. Diocusion on forcasting and prevention of rockburst J.. Journal of Shandong University of Science and Technology:Natural Science, 2001, 20(1):71-73.
5. CHINA Administration of Coal Mine Safety. Report of the national coal mine accidents in «Eleven five» period (2006-2010) R.. 2010: 7-10.
6. CHINA Administration of Coal Mine Safety. Strengthen prevention and control rock-burst symposium. 2013.05.10.
7. Петухов И.М. Горные удары в угольных шахтах. - М.: Недра, 1972, 2004: Китай, 1980.
8. Петухов И.М. О природе горизонтальных сил в земной коре. - СПб: ВНИМИ, 1991.
9. Батугина И.М., Петухов И.М, Бату-гин А. С. Оценка напряженного состояния блочного массива. Учебное пособие. - Кузбасский политехнический институт, 1988.
11. ZHANG Mengtao, XU Zenghe, PAN Yishan. A united instability theory on coal (rock) burst and outburst J.. Journal of China Coal Society, 1991, 16(4): 48-53.
12. ZHANG Hongwei, WANG Jiren, SONG Weihua, et al. Tectonic stress environment of coal and rock dynamic hazard in Kailuan mining
area A.. In: Prevention and control of gas disaster in coal mine C., Chongqin, 2009.
13. ZHAO Dean, CHEN Zhimin, CAI Xiaolin, et al. Analysis of distribution rule of geostress in China J.. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2007, 26(6): 1265-1271.
14. XU Caijun, DONG Lixiang, SHI Chuan, et al. A study on annual accumulation of strain energy density significance by using gps measurements in north China J.. Chinese Journal of Geophysics, 2002(4): 497-506.
15. HAN Jun, ZHANG Hongwei, SONG Weihua, et al. Coal and gas outburst mechanism and risk analysis of tectonic concave J.. Journal of China Coal Society, 2011, 36(S1): 108-113. EES
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_
Лань Тяньвэй - доктор, преподаватель, e-mail: [email protected],
Ляонинский инженерно-технический университет, Институт горного дела, КНР;
Китайский горный университет, Государственная лаборатория безопасности и добычи угля;
Ляонинский инженерно-технический университет, Лаборатория министерства образования
по исследованию и профилактике термодинамических явлений, КНР;
МГИ НИТУ «МИСиС», Центр геодинамики недр.
Чжан Хунвэй, Ли Шен, Хан Цзюнь, Сун Вэйхуа, Тан Гошуй, -
Ляонинский инженерно-технический университет, Институт горного дела, КНР;
Батугина Ирина Михайловна - доктор технических наук,
Батугин Андриан Сергеевич - доктор технических наук, e-mail: [email protected], Юй Лицзян,
МГИ НИТУ «МИСиС», Центр геодинамики недр.
UDC 622.831
study of geodynamic conditions the development of rock bursts in coal mines of tszinsi deposit in china
Lan Tianwei, Doctor, Lecturer, e-mail: [email protected], School of Mines, Liaoning Technical University, China;
State Key Laboratory of Coal Resources and Mine safety, China University of Mining and Technology; Key Laboratory of Mine Thermo-motive Disaster and Prevention, Ministry of Education of Liaoning Technical University, China,
Center of Geodynamics of the Earth's interior, Moscow Mining Institute, National University of Science and Technology «MISiS».
Zhang Hongwei, Li Sheng, Han Jun, Song Weihua, Tang Guoshui, School of Mines, Liaoning Technical University, China; Batugina I.M., Doctor of Technical Sciences,
Batugin A.S., Doctor of Technical Sciences, e-mail: [email protected],
Yu Lijiang,
Center of Geodynamics of the Earth's interior, Moscow Mining Institute, National University of Science and Technology «MISiS».
Rockburst is one of the most serious dynamic disasters during the process of coal mining. The paper regarded Jingxi Coal Geology dynamic environment as the research object and analyzed the geological structure and ground stress field, strain energy of crust, earthquakes, contrast intensity of each mine constructure from the view of geological dynamics. Geology dynamic environment was quantified assessment and the rockburst formation mechanism of Jingxi Coal field was discussed. Studies have shown that, today's complex tectonic framework of Jingxi Coal field is formation of the strong horizontal extrusion pressure of the Yanshan plate movements. The maximum principal stress of coal field is significantly higher than the national average level and it is significant difference from the minimum principal stress. Jingxi coal field is in the region of crustal high strain energy density, the crust has accumulated a high elastic strain energy. Mine rockburst is relevant to natural earthquakes in the time and space. Tectonic depressions of mine contrast intensity is greater than 0.5,having the geological dynamic conditions of rockburst occurrence.Rockburst occurrence should have the geological dynamic environment conditions, and it is the result of the energy releasing, under the state of the coal and rock have been disturbed by coal mining.
Key words: rockburst, geologic dynamic environment, stress field, tectonic depressions.
REFERENCES
1. QI Qingxin, DOU Linming. Rockburst Theory and Technology M.. Xuzhou: China University of Mining and Technology,2007:1-15.
2. ZHANG Mengtao, SONG Weiyuan, PAN Yishan. Study on water pouring into coal seam to prevent rock-burs J.. China Safety Science Journal, 2003,13(10):69-72.
3. DOU Linming, HE Xueqiu. The Rockburst Control Theory and Technology M.. Xuzhou: China University of Mining and Technology Press.2001:7-10,12.
4. TANG Baoqing, CAO Ping. Diocusion on forcasting and prevention of rockburst J.. Journal of Shandong University of Science and Technology:Natural Science, 2001, 20(1):71-73.
5. CHINA Administration of Coal Mine Safety. Report of the national coal mine accidents in «Eleven five» period (2006-2010) R.. 2010: 7-10.
6. CHINA Administration of Coal Mine Safety. Strengthen prevention and control rockburst symposium.
7. Petuhov I.M. Gornye udary v ugol'nyh shahtah (Rock bursts in coal mines), Moscow, Nedra, 1972, 2004: China, 1980.
8. Petuhov I.M. O prirode gorizontal'nyh sil v zemnoj kore (Nature of horizontal forces in the earth crust), Saint-Petersburg, VNIMI, 1991.
9. Batugina I.M., Petuhov I.M, Batugin A.S. Ocenka naprjazhennogo sostojanija blochnogo massiva. Uchebnoe posobie (Stress state assessment in block structure rock mass. Educational aid), Kuzbasskij po-litehnicheskij institut, 1988.
11. ZHANG Mengtao, XU Zenghe, PAN Yishan. A united instability theory on coal (rock) burst and outburst J.. Journal of China Coal Society, 1991, 16(4): 48-53.
12. ZHANG Hongwei, WANG Jiren, SONG Weihua, et al. Tectonic stress environment of coal and rock dynamic hazard in Kailuan mining area A.. In: Prevention and control of gas disaster in coal mine C., Chongqin, 2009.
13. ZHAO Dean, CHEN Zhimin, CAI Xiaolin, et al. Analysis of distribution rule of geostress in China J.. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2007, 26(6): 1265-1271.
14. XU Caijun, DONG Lixiang, SHI Chuan, et al. A study on annual accumulation of strain energy density significance by using gps measurements in north China J.. Chinese Journal of Geophysics, 2002(4): 497-506.
15. HAN Jun, ZHANG Hongwei, SONG Weihua, et al. Coal and gas outburst mechanism and risk analysis of tectonic concave J.. Journal of China Coal Society, 2011, 36(S1): 108-113.
2013.05.10.
