南アフリカ大深度鉱山でのＡＥ計測第二期：地下空洞による岩盤損傷の監視と山跳ね予知

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21246134
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中谷 正生 東京大学, 地震研究所, 准教授 (90345174)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森谷 祐一 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60261591) ; 雷 興林 独立行政法人産業技術総合研究所, 地球科学情報研究部門, 主任研究員 (70358357)
• Project Period (FY): 2009-04-01 – 2014-03-31
• Keywords: AE / 国際研究者交流

Research Abstract

前年度までの室内実験で得た結果の解析を行い、また，現地から採集した断層面周辺の岩石試料計4個（石英岩１個と斑レイ岩3個）を用いて室内岩石破壊実験を実施した。また、実験後の試料に対し3次元Ｘ線CT画像を撮影した。これにより、既存の微視構造の役割や、微小破壊から大規模破壊に至るプロセスなどについて考察し、原位置AE観測データの解釈に資する基礎データを得た。
前年度に発見された，採掘前線直近の大量の微小破壊震源の雲状分布の内部構造を，より精密に決定するため，絶対震源・相対震源の精密再決定手法を適用した．雲状分布は，約5m間隔で繰り返す，互いに平行な厚味2,3mの板状の震源分布から構成されており，各々の板状分布の間は，ほとんど微小破壊をおこさない領域で隔てられている．各板状の震源集中域は，傾斜が65度，走向が，採掘 切羽 の走向と平行であり，この角度は，切羽のつくる応力集中域における剪断応力最大の面と調和的である．板状集中域は，傾角方向に，20-30mの大きなものであり，切羽付近でおこる強い地震でできる大きな剪断破壊と調和的である．本サイトでは，そのような大きな地震は，まだ発生していないことから，そのような大きな破壊を起こす準備段階として，微小破壊の大きな集中ゾーンができているのだと考えられる．このような現象は，10cm程度の岩石試料を破壊する室内実験ではよく知られているが，それ以上のスケールで観察されたのは初めてである．

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Detection of mining-induced fractures associated with stress perturbation around a stope in Ezulwini gold mine, South Africa, by using AE events. (2013)
  • Author(s): H. Moriya , M. Naoi, M. Nakatani, O. Murakami, T.Kgarume, A. K. Ward , R. Durrheim, J. Philipp, Y. Yabe, H. Kawakata and H. Ogasawara
  • Journal Title: Proc. 6th International Symposium on In-Situ Rock Stress Volume: 6 Pages: 567-602
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fault formation in foliated rock ? insights gained from a laboratory study. (2013)
  • Author(s): X. Lei, T. Funatsu, E. Villaescusa
  • Journal Title: Proc 8th Int Symp on Rockbursts and Seismicity in Mines (RaSim8) Volume: 8 Pages: 41-49
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quasi-static fault growth in a gabbro sample retrieved from a South African deep gold mine revealed by multi-channel AE monitoring (2013)
  • Author(s): T. Satoh, X. Lei, M. Nakatani, Y. Yabe, M. Naoi, G. Morema
  • Journal Title: Proc 8th Int Symp on Rockbursts and Seismicity in Mines (RaSim8) Volume: 8 Pages: 61-66
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Frequency-magnitude distribution of -3.7 < Mw < 1 mining-induced earthquakes around a mining front and b value invariance with post-blast time (2013)
  • Author(s): Naoi, M., M. Nakatani, S. Horiuchi, Y. Yabe, J. Philipp, T. Kgarume, G. Morema, S. Khambule, T. Masakale, L. Ribeiro, K. Miyakawa, A. Watanabe, K. Otsuki, H. Moriya, O. Murakami, H. Kawakata, N. Yoshimitsu, A. Ward, R. Durrheim, and H. Ogasawara
  • Journal Title: Pure Appl. Geophys. Volume: online Pages: online
  • DOI: 10.1007/s00024-013-0721-7
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 南アフリカ金鉱山地下1km 深において，載荷される断層上で観察された-5.1<Mw<-3.6 の繰り返し地震 (2013)
  • Author(s): 直井 誠・中谷正生・大槻憲四郎・T. Kgarume・J. Philipp・T. Masakale・L. Ribeiro・森谷祐一・村上 理・矢部康男・川方裕則・A. Ward・R. Durrheim・小笠原宏
  • Organizer: 日本地震学会2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 横浜市, 神奈川県民ホール
  • Year and Date: 20131007-20131009
• [Presentation] Microfractures on natural faults stressed by mining (2013)
  • Author(s): Nakatani, M.
  • Organizer: The International Summer School on Earthquake Science ”Diversity of Earthquakes”
  • Place of Presentation: 箱根町, ラフォーレ強羅
  • Year and Date: 20130923-20130927
  • Invited
• [Presentation] 南アフリカ金鉱山地下1km深で観察された既存弱面に密集する高b値の微小破壊 (2013)
  • Author(s): 直井誠,中谷正生,大槻憲四郎,矢部康男, T Kgarume, G. Morema, J. Philipp, S. Khambule, T. Masakale, L. Ribeiro,森谷祐一,村上理,堀内茂木,川方裕則,吉光奈奈,宮川幸治,渡邉篤志, T. Ward, R. Durrheim,小笠原宏
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 千葉市、幕張メッセ
  • Year and Date: 20130519-20130524