Die Analyse von vom Menschen verursachten Mikroerdbeben geringer Intensität, einschließlich ihrer Stärke und Häufigkeit, ist zu einem wichtigen Faktor im Bergbau geworden. Dies gilt nicht nur für die Sicherheit des Bergbaupersonals, sondern auch für die Förderraten und die Minenstabilität, die erhebliche Auswirkungen auf die Geschäftsleistung haben können.
In zunehmendem Maße wird die Praxis des hydraulischen Brechens verwendet, um Minen vorzukonditionieren und das Ausmaß der induzierten Erschütterungen sowie die Anzahl der extrahierten Gesteinsfragmente zu verringern.
Ein neues Papier veröffentlicht in Das Europäische Physikalische Journal B bewertet die Auswirkungen des hydraulischen Brechens auf seismische Gefahren wie Mikroerdbeben, ein wichtiges Thema für die Sicherheit der Arbeiter und die Fortsetzung des Bergbaubetriebs. Das Papier wurde von Erick de la Barra, Pedro Vega-Jorquera und Héctor Torres von der Universität La Serena, Chile, zusammen mit Sérgio Luiz EF da Silva vom Politecnico di Torino, Department of Applied Science and Technology, Turin, Italien, verfasst.
Beim Hydraulic Fracturing werden große Mengen an Flüssigkeiten mit hohem Druck in ein Bohrloch gepumpt. Dies hat den Effekt, Brüche in der Zielgesteinsformation zu vergrößern. Dies führt zu einer Erhöhung der Öl- oder Gasausbeute aus Gestein – insbesondere aus Gestein mit geringer Durchlässigkeit wie dichtem Sandstein, Schiefer und gelegentlich Kohleflözen.
Die Autoren versuchen, die Vorteile der Vorkonditionierung mit Hydraulic Fracturing zu quantifizieren, indem sie frühere Untersuchungsmodelle integrieren, um eine realistischere Annäherung an die seismischen Brüche zu erstellen.
Dieses Modell wurde auf eine Mine in der Region O’Higgins in Chile angewendet, um die induzierte seismische Aktivität aufgrund des Effekts des hydraulischen Brechens zu bewerten. Das Team berücksichtigte auch sowohl das Ausmaß von Mikroerdbeben als auch die Zeit zwischen den Ereignissen.
Dies geschah unter Berücksichtigung von 15.436 Mikroerdbeben, die zwischen 2003 und 2008 in drei Abschnitten der Mine aufgezeichnet wurden. Diese wurden dann danach verglichen, ob der Abschnitt mit Hydraulic Fracturing vorkonditioniert worden war oder nicht.
Die Ergebnisse schienen zu implizieren, dass das hydraulische Fracking die Stärke und die Mikroerdbeben verringert.
Das Modell, an dem das Team arbeitet, könnte auch zur Vorhersage seismischer Aktivität und zum Verständnis sogenannter Marsbeben auf dem Roten Planeten verwendet werden.
„In Bezug auf den nächsten Schritt in dieser Untersuchung besteht unser Interesse darin, mit dem Problem zu arbeiten, wenn die Selbstähnlichkeit gebrochen ist“, sagt Vega-Jorquera. „Wenn man also das Problem der Multi-Quellen betrachtet und sie mit multimodalen Verteilungen in Beziehung setzt, würde dies bedeuten, mögliche Modifikationen der seismischen Gefahr durch hydraulische Frakturierung zu bewerten.“
Erick de la Barra et al, Hydraulic Fracturing Assessment on Seismic Hazard by Tsallis Statistics, Das Europäische Physikalische Journal B (2022). DOI: 10.1140/epjb/s10051-022-00361-6