Seismic parameters of space - time clustered mining - induced aftershock sequences applied to seismic hazard in mining

Abstract

Una característica común en la minería que se realiza en roca competetente es la sismicidad inducida. Esta es resultado de los cambios en los esfuerzos y el fallamiento de la roca alrededor de las excavaciones mineras. Posterior a un evento sísmico, existe un aumento en los niveles de sismicidad que gradualmente decaen con el tiempo, conocido como una secuencia de réplicas. Restringir el acceso a las áreas de la mina por el tiempo suficiente que permita que ocurra este decaimiento de los eventos sísmicos es el enfoque principal de los protocolos de re entrada. Las propiedades estadísticas de las secuencias de réplicas pueden ser estudiadas mediante tres relaciones o leyes sísmicas: (1) Ley de Gutenberg Richter, (2) Ley de Omori Modificada (MOL) para el decaimiento temporal de la sismicidad, y (3) Ley de Båth para la magnitud de la réplica de mayor magnitud. Esta tesis contiene tres partes principales: estimación y correlaciones de los parámetros de las leyes sísmicas para secuencias de réplicas inducidas por la minería, desarrollo de protocolos de re entrada en el espacio tiempo magnitud y el reconocimiento y comportamiento temporal de secuencias de réplicas usando un aglomeramiento espacio tiempo. En la primera parte, se aplicaron las tres leyes sísmicas, además del modelo estocástico de Reasenberg Jones, para estudiar los parámetros de 11 secuencias sísmicas inducidas por la minería en cuatro minas en Ontario, Canadá. Para proporcionar directrices para el desarrollo del protocolo de re entrada, se estudió y aplicó la dependencia de esto parámetros con la magnitud del evento sísmico principal de la secuencia sísmica. Los resultados obtenidos son coincidentes con los que diferentes autores han estimado en sismicidad tectónica. Sin embargo, aparecen algunas "diferencias de escala", especialmente con el valor b de Gutenberg Richter y el valor p de la ley modificada de Omori, encontrando que, en promedio, hay diferencias de +0.35 y -0.2 respectivamente entre los resultados de la sismicidad inducida y tectónica. La segunda parte corresponde al desarrollo de un protocolo estocástico de re entrada en el espacio tiempo magnitud, utilizando las relaciones entre los parámetros sísmicos inducidos y la magnitud del evento principal. Se define un radio de exclusión y una relación entre el tiempo de máxima curvatura y la magnitud del evento principal. Esto permite construir curvas de decaimiento sísmico, proporcionando información sobre los patrones de decaimiento de una secuencia en curso. Finalmente, se propone un rango de probabilidad de ocurrencia de la réplica de mayor magnitud, basado en el modelo de probabilidad de Reasenberg Jones. La última parte consiste en analizar el comportamiento del agrupamiento de la sismicidad inducida por la minería a través del tiempo y el espacio. Usando el criterio estadístico de Akaike para seleccionar los parámetros del aglomeramiento espacio tiempo, fue posible identificar una secuencia de réplicas asociada a un evento principal con magnitud Mw = 0.7. Además, se encontró que la distancia espacio tiempo aparentemente disminuye su valor antes de que ocurra un evento principal, para luego retornar a su valor normal. Todos los hallazgos anteriores proporcionan una aproximación a pautas concisas y bien justificadas para el desarrollo del protocolo de re entrada.