·1310· 北京科技大学学报 第33卷 表2老虎台矿田地应力强度时间秩序预测效能 Table 2 Prediction efficacy by in-situ stress intensity time sequence at 3普适性检验结果 Laohutai Mine 科学研究中的“普适性”问题十分重要.目前的 采矿深 响应震预测震可信异缺信异虚假异 一些研究显示，在一个矿山总结出的矿震活动规律， 度/m 级，ML级，M1常数/次常数/次常数/次 往往在另外的矿山并不适用或不完全适用.加卸载 510 ≥1.4 ≥2.2 2 0 1 0.67 响应比这个力学机理比较明晰的理论能否在此方面 585 ≥1.4 ≥2.4 5 3 0 0.63 有所突破需要得到检验.本文使用阜新煤田和原门 610 ≥1.5 ≥2.5 7 0 6 0.54 头沟矿田比较完整的矿震观测资料进行普适性检 660 ≥1.5 ≥2.6 2 0 2 0.50 验，结果表明具有较好的普适性. 710 ≥1.8 ≥2.6 4 3 1 0.50 采用本文上述相同的方法，由于没有得到这两 760 ≥2.2 ≥2.7 4 2 0.57 个矿M<1.0的矿震资料，响应震级则选取了高震 810 ≥2.7 ≥3.4 2 0 0.50 级段的矿震事件. 910 ≥2.9 ≥3.4 4 2 0 0.67 阜新煤田经筛选，扫描时间窗长选取2个月，滑 710和910≥2.1 ≥3.2 8 1 0.80 动步长选取10d,响应震级M1≥2.9，预测M≥3.5 合计 38 12 17 矿震，这样的参数在该煤田预测效能最高（图3）. 平均 0.60 预测期内共发生5组(7次)M≥3.5矿震，其中4 3.0 31 26 172 990 99 1992 1993 200 2012 2003 2004 年份 年份 图2老虎台矿田地应力强度时间秩序加卸载响应比预测强矿震效能.(a)1990一1994,710m深度：(b)2001一2004,910m深度 Fig.2 Efficacy to predict strong mining-induced earthquakes by in-situ stress intensity time sequence LURR at Laohutai Mine:(a)1990- 1994,710 m in depth (b)2001-2004,910 m in depth M1≥3.2矿震.连续10年资料显示，发生M1≥3.2 3.63.6 矿震12次（图4），其中11次有显著可信异常，但出 35 现3次虚假异常，1次缺信漏报，预测信度0.73.门 头沟矿田的震前响应异常出现较早，持续时间相对 较长，为3~5个月，这可能与该矿田厚层坚硬的石 英岩顶板有关. 4讨论与结论 2005 2006 年份 (1)加卸载响应比理论和方法的力学机理清 图3卓新煤田加卸载响应比预测强矿震效能 晰，在抚顺老虎台矿田的应用研究和阜新煤田及原 Fig.3 Efficacy to predict strong mining-induced earthquakes 门头沟矿田的普适性检验表明，该理论预测强矿震 by LURR at Fuxin Coal Field 的效能较高，具有良好的应用前景 (2)老虎台矿田的试验显示：0≤M1≤0.5作为 组(6次)存在可信异常，1次缺信漏报，预测信度 加卸载响应震级的预测效果较好，适用于各开采深 为0.8. 度，对于阶段峰值震级的平均预测信度为0.72；M,≥ 原门头沟矿田经筛选，扫描时间窗长选取2个 1.4作为加卸载响应震级，具有深度尺度效应，响应 月，滑动步长选取10d,响应震级M≥2.7，预测 震级与开采深度成正比，一般小于预测震级0.5~北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 表 2 老虎台矿田地应力强度时间秩序预测效能 Table 2 Prediction efficacy by in-situ stress intensity time sequence at Laohutai Mine 采矿深 度/m 响应震 级，ML 预测震 级，ML 可信异 常数/次 缺信异 常数/次 虚假异 常数/次 Cp 510 ≥1. 4 ≥2. 2 2 0 1 0. 67 585 ≥1. 4 ≥2. 4 5 3 0 0. 63 610 ≥1. 5 ≥2. 5 7 0 6 0. 54 660 ≥1. 5 ≥2. 6 2 0 2 0. 50 710 ≥1. 8 ≥2. 6 4 3 1 0. 50 760 ≥2. 2 ≥2. 7 4 1 2 0. 57 810 ≥2. 7 ≥3. 4 2 2 0 0. 50 910 ≥2. 9 ≥3. 4 4 2 0 0. 67 710 和 910 ≥2. 1 ≥3. 2 8 1 1 0. 80 合计 — — 38 12 17 — 平均 — — — — — 0. 60 3 普适性检验结果 科学研究中的“普适性”问题十分重要． 目前的 一些研究显示，在一个矿山总结出的矿震活动规律， 往往在另外的矿山并不适用或不完全适用． 加卸载 响应比这个力学机理比较明晰的理论能否在此方面 有所突破需要得到检验． 本文使用阜新煤田和原门 头沟矿田比较完整的矿震观测资料进行普适性检 验，结果表明具有较好的普适性． 采用本文上述相同的方法，由于没有得到这两 个矿 ML ＜ 1. 0 的矿震资料，响应震级则选取了高震 级段的矿震事件． 阜新煤田经筛选，扫描时间窗长选取 2 个月，滑 动步长选取 10 d，响应震级 ML≥2. 9，预测 ML≥3. 5 矿震，这样的参数在该煤田预测效能最高( 图 3) ． 预测期内共发生 5 组( 7 次) ML≥3. 5 矿震，其中 4 图 2 老虎台矿田地应力强度时间秩序加卸载响应比预测强矿震效能． ( a) 1990—1994，710 m 深度; ( b) 2001—2004，910 m 深度 Fig． 2 Efficacy to predict strong mining-induced earthquakes by in-situ stress intensity time sequence LURR at Laohutai Mine: ( a) 1990— 1994，710 m in depth; ( b) 2001—2004，910 m in depth 图 3 阜新煤田加卸载响应比预测强矿震效能 Fig． 3 Efficacy to predict strong mining-induced earthquakes by LURR at Fuxin Coal Field 组( 6 次) 存在可信异常，1 次缺信漏报，预测信度 为 0. 8． 原门头沟矿田经筛选，扫描时间窗长选取 2 个 月，滑动步长选取 10 d，响应震级 ML ≥2. 7，预测 ML≥3. 2矿震． 连续 10 年资料显示，发生 ML≥3. 2 矿震 12 次( 图 4) ，其中 11 次有显著可信异常，但出 现 3 次虚假异常，1 次缺信漏报，预测信度 0. 73． 门 头沟矿田的震前响应异常出现较早，持续时间相对 较长，为 3 ～ 5 个月，这可能与该矿田厚层坚硬的石 英岩顶板有关． 4 讨论与结论 ( 1) 加卸载响应比理论和方法的力学机理清 晰，在抚顺老虎台矿田的应用研究和阜新煤田及原 门头沟矿田的普适性检验表明，该理论预测强矿震 的效能较高，具有良好的应用前景． ( 2) 老虎台矿田的试验显示: 0≤ML≤0. 5 作为 加卸载响应震级的预测效果较好，适用于各开采深 度，对于阶段峰值震级的平均预测信度为 0. 72; ML≥ 1. 4 作为加卸载响应震级，具有深度尺度效应，响应 震级与开采深度成正比，一般小于预测震级 0. 5 ～ ·1310·