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2015 年度 実績報告書

南アフリカ大深度鉱山での断層沿い微小地震発生パタン解析によるリスク評価の研究

研究課題

研究課題/領域番号 26887022
研究機関京都大学

研究代表者

直井 誠  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10734618)

研究期間 (年度) 2014-08-29 – 2016-03-31
キーワードアコースティック・エミッション / 地震活動 / 鉱山誘発地震
研究実績の概要

南アフリカCooke 4 金鉱山(旧称Ezulwini金鉱山)で行ったAE観測で,良質なデータが得られた14ヶ月分のデータについて,震源決定・Mw推定を行い,カタログ作成を完了させた.震源がよく決定されたもののみで,223万個もの震源が得られている.
この観測において,地質断層上で見つかった極微小Repeating Earthquake(-5 < Mw < -3)について,その活動様式を詳しく調べ,プレート境界でおこるRepeating earthquakeとは異なる発生頻度と規模の関係を持つことがわかった.また,これらのRepeaterの中には,新規に現れるものや,消失するもの,Mwの時間変化を示すものなど,多彩な時間変化を示すものが含まれていることを明らかにした.断層面上のアスペリティの状態変化に起因する現象とみられる.また,別鉱山(Mponeng金鉱山)で行ったAE観測のデータ解析も行い,M2の地震後に得られた約2万個の余震中にもRepeating eventが存在することを明らかにした.
鉱山の切羽直近でおこるAEの活動解析も行い,Collapsing法やDouble Difference法によってその詳細な空間分布の解析を進め,切羽直近では採掘の進行とともに二次元状ダメージ集中域が規則的に形成されること,これらが普遍的に現れること,採掘前線の形状が複雑な場所ではAE分布も非常に複雑な構造を描き出すことを明らかにした.
上記の二次元状分布,あるいは断層面上で起こるAE活動について,その活動レートの変化,b値,空間相関長の時間変化などを調べた.切羽前方の応力上昇レートが高いとみられる場所ではb値の低下がかなり普遍的に確認されたが,空間相関長については明瞭な関係は確認できなかった.また,大きなイベントに先行するAEレート変化を詳しく調べたが,多くのイベントでは先行研究でみられるAE発生率の加速といった現象が確認できず,むしろ先行するAEの発生頻度は極めて一定であるケースが多いことがわかった.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] CSIR/Witwatersrand University/Seismogen(南アフリカ)

    • 国名
      南アフリカ
    • 外国機関名
      CSIR/Witwatersrand University/Seismogen
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究] GMuG(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      GMuG
  • [雑誌論文] Unexpectedly frequent occurrence of very small repeating earthquakes (-5.1 <= MW <=-3.6) in a South African gold mine: implications for monitoring intraplate faults2015

    • 著者名/発表者名
      M. Naoi, M. Nakatani, T. Igarashi, K. Otsuki, Y. Yabe, T. Kgarume, O. Murakami, T. Masakale, L. Ribeiro, A. Ward, H. Moriya, H. Kawakata,, S. Nakao, R. Durrheim, H. Ogasawara
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res.

      巻: 120 ページ: 8478, 8493

    • DOI

      10.1002/2015JB012447

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Delineation of large localized damage structures forming ahead of an active mining front by using advanced acoustic emission mapping techniques2015

    • 著者名/発表者名
      H. Moriya, M. Naoi, M. Nakatani, G. van Aswegen, O. Murakami, T. Kgarume, A. K. Ward, R. J. Durrheim, J. Philipp, Y. Yabe, H. Kawakata, and H. Ogasawara
    • 雑誌名

      International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences

      巻: 79 ページ: 157, 165

    • DOI

      10.1016/j.ijrmms.2015.08.018

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nucleation process of an M2 earthquake in a deep gold mine in South Africa inferred from on-fault foreshock activity2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yabe, M. Nakatani, M. Naoi, J. Philipp, C. Janssen, T. Watanabe, T. Katsura, H. Kawakata, D. Georg, and H. Ogasawara
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res

      巻: 120 ページ: 5574, 5594

    • DOI

      10.1002/2014JB011680

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 南アフリカ大深度金鉱山の地質断層上で観測されたRepeating Earthquakeの出現と消失2016

    • 著者名/発表者名
      山口純弥,直井誠,中谷正生,森谷祐一,五十嵐俊博,Thabang Kgarume,村上理 Thabang Masakale, 矢部康男,大槻憲四郎, 川方裕則,石田毅 , Anthony Ward,Ray Durrheim,小笠原宏,南アフリカ金鉱山半制御地震発生実験国際共同研究グループ
    • 学会等名
      地球惑星連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉)
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-25
  • [学会発表] Coseismic and aseismic response of the rock mass surrounding deep level mining operations2016

    • 著者名/発表者名
      Alexander Milev, Raymond Durrheim, Makoto Naoi, Yasuo Yabe, Hiroshi Ogasawara, and Masao Nakatani
    • 学会等名
      European Geosciences Union
    • 発表場所
      Vienna (Austria)
    • 年月日
      2016-04-16 – 2016-04-16
    • 国際学会
  • [学会発表] 南アフリカ金鉱山地表下1kmにおける薄板状鉱脈の採掘で誘発されるアコースティック・エミッションの観測2016

    • 著者名/発表者名
      直井誠,中谷正生,森谷裕一,Thabang Kgarume,村上理,大槻憲四郎,Joachim Philip,Thabang Masakale,Luiz Ribeiro,矢部康男,川方裕則,Anthony Ward,Raymond Durrheim,小笠原宏
    • 学会等名
      資源素材学会春季大会
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2016-03-28 – 2016-03-28
  • [学会発表] Cooke 4 金鉱山における微小破壊観測ーSATREPS Project5カ年まとめー2016

    • 著者名/発表者名
      直井誠,中谷正生,森谷祐一,南アフリカ金鉱山における半制御地震発生実験研究グループ
    • 学会等名
      H27年度素過程研究集会
    • 発表場所
      東京大学地震研究所(東京)
    • 年月日
      2016-03-09 – 2016-03-09
  • [学会発表] 南アフリカ金鉱山で発生したMw2.2地震の前震活動2016

    • 著者名/発表者名
      矢部康男,中谷正生,直井誠,小笠原宏
    • 学会等名
      地震活動の時空間パターンH27研究集会
    • 発表場所
      東京大学地震研究所(東京)
    • 年月日
      2016-01-28 – 2016-01-28
  • [学会発表] 南アフリカCooke 4金鉱山地下1 kmで観察された-5.1 <= Mw <= -3.6の超微小Repeating earthquake2016

    • 著者名/発表者名
      直井誠,中谷正生,五十嵐俊博,南アフリカ半制御地震発生実験国際共同研究グループ
    • 学会等名
      地震活動の時空間パターンH27研究集会
    • 発表場所
      東京大学地震研究所(東京)
    • 年月日
      2016-01-28 – 2016-01-28
  • [学会発表] 南アフリカ金鉱山における半制御地震発生実験研究グループ,南アフリカ金鉱山地表下1kmで見つかった既存断層面上で発生する微小破壊活動(I)2016

    • 著者名/発表者名
      直井誠,中谷正生,森谷祐一
    • 学会等名
      第945回地震研究所談話会
    • 発表場所
      東京大学地震研究所(東京)
    • 年月日
      2016-01-22 – 2016-01-22
  • [学会発表] 南アフリカ金鉱山地表下1kmで見つかった既存断層面上で発生する微小破壊活動(II)2016

    • 著者名/発表者名
      直井誠,中谷正生,森谷祐一
    • 学会等名
      第945回地震研究所談話会
    • 発表場所
      東京大学地震研究所(東京)
    • 年月日
      2016-01-22 – 2016-01-22
  • [学会発表] Acoustic emission monitoring in Cooke 4 gold mine in South Africa -summary of the main findings of a 5-year SATREPS project;2015

    • 著者名/発表者名
      M. Naoi, M. Nakatani, H. Moriya, K. Otsuki, T. Kgarume, J. Philipp, O. Murakami, T. Masakale, L. Ribeiro, Y. Yabe, H. Kawakata, A. Ward, R. Durrheim, H. Ogasawara
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco (USA)
    • 年月日
      2015-12-18 – 2015-12-18
    • 国際学会
  • [学会発表] 薄板状鉱脈の採掘とともに規則的に形成する2次元状クラスタのb値と空間相関長の時間変化2015

    • 著者名/発表者名
      山形直毅,直井誠,石田毅,中谷正生,森谷祐一,村上理,Thabang Kgarume,Ray Durrheim,小笠原宏,南アフリカ金鉱山における半制御地震発生実験国際共同研究グループ
    • 学会等名
      資源・素材学会 第12回若手研究者・学生のための研究発表会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都(京都)
    • 年月日
      2015-12-11 – 2015-12-11
  • [学会発表] Mw~0級鉱山誘発地震に先行するAE活動度の加速の有無の検討2015

    • 著者名/発表者名
      北代雅明,直井誠,石田毅,中谷正生,森谷祐一,Thabang Kgarume,村上理,小笠原宏,Ray Durrheim, 南アフリカ金鉱山における半制御地震発生実験国際共同研究グループ
    • 学会等名
      資源・素材学会 第12回若手研究者・学生のための研究発表会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都(京都)
    • 年月日
      2015-12-11 – 2015-12-11
  • [学会発表] Acoustic Emissions delineating geological faults in the Cooke 4 (Ezulwini) mine, ICDP DSeis workshop2015

    • 著者名/発表者名
      M. Naoi
    • 学会等名
      ICDP DSeis workshop
    • 発表場所
      Potchefstroom (South Africa)
    • 年月日
      2015-11-01 – 2015-11-01
    • 国際学会
  • [学会発表] 南アフリカ大深度金鉱山での地震被害低減のための震源至近距離観測研究 -SATREPS 等 6 カ 年の活動のまとめ-2015

    • 著者名/発表者名
      小笠原宏,加藤春實,Gerhard Hofmann,矢部康男,Artur Cichowicz,堀内茂木,大久保慎人,中谷正生,直井誠,森谷祐一,村上理,佐藤隆司,川方裕則,吉光奈奈,Ray Durrheim,Anthony Ward,Alex Milev,山口照寛,中尾茂,伊藤高敏,Gerrie van Aswegen,SATREPS 研究グループ,ICDP計画準備グループ
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(神戸)
    • 年月日
      2015-10-27 – 2015-10-27
  • [学会発表] 南アフリカCooke 4金鉱山における微小破壊観測 -SATREPS計画5カ年のまとめ-2015

    • 著者名/発表者名
      直井誠,中谷正生,森谷祐一,大槻憲四郎,Thabang Kgarume,Joachim Philipp, 村上理,Thabang Masakale,Luiz Ribeiro, 矢部康男,川方裕則,Anthony Ward,Ray Durrheim, 小笠原宏
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(神戸)
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-26
  • [学会発表] 南アフリカ金鉱山地下1km の採掘空洞前方で観察された板状分布 を示す AE 活動のb値と空間相関長の時間変化2015

    • 著者名/発表者名
      山形直毅,直井誠,中谷正生,森谷祐一,大槻憲四郎,Thabang Kgarume,Joachim Philipp,村上理,Thabang Masakale,Luiz Ribeiro,矢部康男,川方裕則,Anthony Ward,石田毅,Ray Durrheim,小笠原宏
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(神戸)
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-26
  • [学会発表] 南アフリカCooke 4金鉱山1 km深における,Mw~0の地震に先行する時期に起こったAcoustic Emissionの活動度2015

    • 著者名/発表者名
      北代雅明,直井誠,中谷正生,森谷祐一,大槻憲四郎,Thabang Kgarume,Joachim Philipp,村上理,Thabang Masakale,Luiz Ribeiro,矢部康男,川方裕則,Anthony Ward,石田毅,Ray Durrheim,小笠原宏
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(神戸)
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-26
  • [学会発表] Analysis of AEs delineating faults and implication for risk assessment in mines2015

    • 著者名/発表者名
      M. Naoi, M. Nakatani, K. Otsuki, O. Murakami, H. Moriya
    • 学会等名
      SATREPS Seminar
    • 発表場所
      Western Level (South Africa)
    • 年月日
      2015-06-05 – 2015-06-05
    • 国際学会
  • [学会発表] Evidence of post-seismic creep type deformations derived by tilt and acoustic emission monitoring of mining induced seismic events2015

    • 著者名/発表者名
      Milev, A., P.E. Share, M. Naoi, R. Durrheim, Y. Yabe, H. Ogasawara, and M. Nakatani,
    • 学会等名
      European Geosciences Union
    • 発表場所
      Vienna (Austria)
    • 年月日
      2015-04-13 – 2015-04-14
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-02-22  

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