INFLUENCE OF NATURAL CLIMATE AND MINING-INDUCED IMPACT ON MECHANICAL EROSION AND SEISMIC NOISE IN THE AREAS OF OPEN PIT COAL MINES IN KUZBASS

Дан анализ особенностей развития природно-техногенной сейсмичности как по центральной части Кузбасса, так и по отдельным угольным разрезам. Оценка влияющих факторов такой сейсмичности связана в основном с развитием глубинных разломов. Рассматриваются локальные разрушения и переформирование бортов карьеров и угольных разрезов, обусловленные геолого-структурным строением разрабатываемого месторождения, рельефом местности, особенностями климатических факторов, условий залегания грунтов и коренных пород, водотоков, технологиями ведения вскрышных и добычных работ, наличием породных обнажений по глубине горных выработок при отсутствии бокового отпора, а также причины их взаимосвязи и механизмы развития. Научные исследования в ИГД СО РАН и практика ведения открытых горных работ показывают, что перечисленные факторы решающим образом влияют на развитие деформационно-волновых процессов в бортах и уступах карьеров и угольных разрезов, вызывая локальные разрушения по глубине массива при слабом боковом отпоре на обнажениях, что способствует развитию сейсмических событий, переходящих в стадию «роевых потоков» низкого энергетического класса и мелко-фокусных землетрясений в районах концентрации горных работ. Сформулированы новые задачи перспективных научных исследований взаимосвязи отмеченных природно-техногенных факторов с развитием механико-эрозионных, деформационно-волновых и сейсмических процессов по глубине бортов и уступов карьеров и угольных разрезов при отсутствии бокового отпора на обнажениях пород на базе применения комплексных мониторинговых систем контроля нелинейных геомеханических процессов.

Благодарность: Работа выполнена в рамках реализации проекта Российского научного фонда № 17-17-01282

Для цитирования: Опарин В. Н., Адушкин В. В., Юшкин В. Ф., Потапов В. П. О влиянии природно-климатических и техногенных факторов на развитие механо-эрозионных и сейсмоэмиссионных процессов в окрестностях угольных разрезов Кузбасса // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2019. – № 9. – С. 72–101. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-090-72-101.

Ключевые слова

Угольный разрез, осадочные породы, природно-климатические условия, трещины, глубинный разлом, горные работы, механико-эрозионные и сейсмические процессы, геомеханический мониторинг.

Номер: 9
Год: 2019
ISBN: 0236-1493
UDK: 550.3 + 622
DOI: 10.25018/0236-1493-2019-09-0-72-101
Авторы: Опарин В. Н., Адушкин В. В., Юшкин В. Ф., Потапов В. П.

Информация об авторах: Опарин Виктор Николаевич — член-корреспондент РАН, д-р физ.-мат. наук, профессор, заведующий отделом, e-mail: oparin@misd.ru, Адушкин Виталий Васильевич — академик РАН, советник РАН, д-р физ.-мат. наук, e-mail: adushkin@idg.chph.ras.ru, Институт динамики геосфер РАН, Юшкин Владимир Федорович — д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник, e-mail: L14@ngs.ru, Потапов Вадим Петрович — д-р техн. наук, профессор, директор, Институт вычислительных технологий СО РАН (Кемеровский филиал), e-mail: ict@ict.nsc.ru, Институт горного дела им. Н.А. Чинакала СО РАН. Для контактов: Опарин В.Н., e-mail: oparin@misd.ru.

Библиографический список:

1. Adushkin V. V., Oparin V. N. From the alternating-sign explosion response of rocks to the pendulum waves in stressed geomedia // Journal of Mining Science. Part I. 2012. Vol. 48, no 2, pp. 203—222; part II; 2013. Vol. 49, no 2, pp. 175—209; part III; 2014. Vol. 50, no 4, pp. 623— 645; part IV; 2016. Vol. 52, no 1, pp. 1—35.

2. Яковлев Д. В., Лазаревич Т. И., Цирель С. В. Природно-техногенная сейсмоактивность Кузбасса // ФТПРПИ. — 2013. — № 6. — С. 20—34.

3. Гупта X., Растоги Б. Плотины и землетрясения. — М.: Мир, 1979. — 251 p.

4. Шейдеггер А. Основы геодинамики. — М.: Недра, 1987. — 384 p.

5. Николаев А. В. Проблемы наведенной сейсмичности / Наведенная сейсмичность. — М.: Наука, 1994. — С. 5—15.

6. Earthquakes induced by Underground Nuclear Explosions: Environmental and Ecological Problems. Edited by R. Console, A. Nikolaev // NATO ASI Series. Springer, 1995. Vol. 4.

7. Адушкин В. В., Турунтаев С. Б. Техногенные процессы в земной коре (опасности катастрофы). — М.: ИНЭК, 2005. — 252 p.

8. Адушкин В. В. Техногенная сейсмичность: основные источники, причины возникновения и их классификация / Горная геомеханика и маркшейдерия в тысячелетии. — СПб.: ВНИМИ, 2004. — С. 45—57.

9. Сейсмичность при горных работах / Под ред. Н. Н. Мельникова. — Апатиты: КНЦ РАН, 2002. — 325 p.

10. Пернацкий С. И., Шершневич В. А. Сильнейшее техногенное землетрясение на руднике «Умбозеро»: горнотехнические аспекты // Горный журнал. — 2002. — № 1. — С. 43—49.

11. Сырников Н. М., Тряпицын В. М. О механизме техногенного землетрясения в Хибинах // ДАН СССР. — 1990. — Т. 314. — № 4. — С. 830—833.

12. Брыксин А. А., Селезнев В. С. Влияние техногенных факторов на сейсмичность районов Кузбасса и озера Байкал // Геология и геофизика. — 2012. — Т. 53. — № 3. — С. 399—405.

13. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Лескова Е. В., Фатеев А. В., Семин А. Ю. Сейсмические активизации при разработке угля в Кузбассе // Физическая мезомеханика. — 2009. — Т. 12. — № 1. — С. 37—43.

14. Климанова В. Г., Батугии А. С. О влиянии техногенной сейсмичности на окружающую среду и техносферу // Неделя горняка. — 2003. — № 7. — С. 183—187.

15. Холуб К. Наведенная сейсмичность при добыче угля лавами на шахтах Чехии // ФТПРПИ. — 2007. — № 1. — С. 37—44.

16. Кондратьев O. K., Люкэ Е. И. Наведенная сейсмичность. Реалии и мифы // Физика Земли. — 2007. — № 9. — С. 31—37.

17. Опарин В. Н., Еманов А. Ф., Востриков В. И., Цибизов Л. В. О кинетических особенностях развития сейсмоэмиссионных процессов при отработке угольных месторождений Кузбасса // ФТПРПИ. — 2013. — № 4. — С. 148—156.

18. Яковлев Д. В., Лазаревич Т. И. Техногенная сейсмичность Кузбасса / Горная геомеханика и маркшейдерское дело. — СПб.: ВНИМИ, 1999. — С. 384—392.

19. СП 14.13330.2011. Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81*. — М.: Госстрой России, 2011. — 84 с.

20. Лазаревич Т. И., Поляков А. Н. Горный мониторинг сейсмической и геодинамической безопасности Кузбасса / Горная геомеханика и маркшейдерское дело. — СПб.: ВНИМИ, 2009. — С. 40—49.

21. Екимов А. И., Цирель С. В. Особенности проявлений тектонической и сейсмической активности в Кузбассе // Записки Горного института. — 2010. — Т. 188. — С. 79—81.

22. Цирель С. В., Беляева Л. И. Форма и наклон графиков повторяемости динамических событий как характеристики уровня опасности и соотношения естественной и техногенной составляющих геодинамического процесса // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2009. — № 11. — С. 235—240.

23. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Лескова Е. В. и др. Наведенная сейсмичность в районе г. Полысаево (Кузбасс) / Землетрясения России в 2008 году. — Обнинск: Изд-во ГС РАН, 2010. — С. 101—106.

24. Геологическая карта Кузнецкого бассейна и его горных обрамлений; масштаб 1:500 000 / Под ред. В.И. Яворского. — Л.: ВСЕГЕИ, 1961.

25. Геолого-промышленная карта Кузнецкого бассейна; масштаб 1:100 000. — Новосибирск: СНИИГГиМС, 2000.

26. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Лескова Е. В. и др. Сейсмический мониторинг района г. Осинники (Кемеровская область) / Землетрясения в России в 2005 году. — Обнинск: ГС РАН, 2007. — С. 63—65.

27. Emanov A. F., Emanov A. A., Fateev A. V., Leskova E. V., Shevkunova E. V., Podkorytova V. G. Mining-induced seismicity at open pit mines in Kuzbass (Bachatsky earthquake on June 18, 2013) // Journal of Mining Science. 2014. Vol. 50. no 2, pp. 224—228.

28. Emanov A. F., Emanov A. A., Leskova E. V., Fateev A. V. Largest man-caused seismic processes in the world — Bachatskoe earthquake, June 18, 2013 (ML = 6.1, Kuzbass) / Second European Conference on Earthquake Engineering and Seismology 2ECEES. 2014, pp. 986—987.

29. Геологическое строение и горно-геологическая характеристика месторождения.[Электронное издание]. — 2012. Режим доступа: http://www.allbest.ru/.

30. Ловчиков А. В., Савченко С. Н. О техногенной природе Бачатского землетрясения 18.06.2013 г. / Материалы докладов IV Всеросс. конф. «Тектонофизика и актуальные вопросы наук о Земле» с международным участием. — М.: ИФЗ РАН, 2016. — С. 478—480.

31. Архив погоды. Киселевск, Кемеровская обл. [Электронное издание]. — 2015. Режим доступа: http://www.pogodaiklimat.ru.

32. Физические величины. Справочник / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 p.

33. Справочник (кадастр) физических свойств горных пород / Под ред. Н.В. Мельникова, В.В. Ржевского, М.М. Протодьяконова. — М.: Недра, 1975. — 280 p.

34. Справочник физических констант горных пород. — М.: Мир, 1969. — 544 p.

35. Гайнанов В. Г. Сейсморазведка. — М.: Изд. МГУ, 2006. — 149 p.

36. Машинский Э. И., Егоров Г. В. Аномалии скоростей продольных и поперечных волн в образце природного песчаника, составленного из блоков // ФТПРПИ. — 2013. — № 2. — С. 72—80.

37. Tanaino A. S., Sivolap B. B., Persidskaya O. A., Maksimovsky E. A. Method and means to estimate porosity distribution on the surface of polished section of coal // Journal of Mining Science. 2016. Vol. 52, no 6, pp. 1216—1223.

38. Юшкин В. Ф. Опарин В. Н., Жигалкин В. М., Симонов Б. Ф., Аршавский В. В., Тапсиев А. П. Особенности разрушения одномерной модели блочных сред при длительном одноосном нагружении // ФТПРПИ. — 2002. — № 4. — С. 81—93.

39. Курленя М. В., Опарин В. Н., Бобров Г. Ф., Акинин А. А., Востриков В. И., Юшкин В. Ф. О расклинивающем эффекте зон опорного давления // ФТПРПИ. — 1995. — № 4. — С. 3—11.

40. Опарин В. Н., Середович В. А., Юшкин В. Ф., Прокопьева С. А., Иванов А. В. Формирование объемной цифровой модели поверхности борта карьера методом лазерного сканирования // ФТПРПИ. — 2007. — № 5. — С. 90—117.

41. Опарин В. Н., Адушкин В. В., Киряева Т. А., Потапов В. П., Черепов А. А., Тюхрин В. Г., Глумов А. В. О влиянии волн маятникового типа от землетрясений на газодинамическую активность угольных шахт Кузбасса // ФТПРПИ. — 2018. — № 1. — С. 3—15.

42. Опарин В. Н. К теоретическим основам описания взаимодействия геомеханических и физико-химических процессов в угольных пластах // ФТПРПИ. — 2017. — № 2. — С. 3—19.

43. Опарин В. Н., Симонов Б. Ф., Юшкин В. Ф., Востриков В. И., Погарский Ю. В., Назаров Л. А. Геомеханические и технические основы увеличения нефтеотдачи пластов в вибро-волновых технологиях. — Новосибирск: Наука, 2010. — 404 с.

44. Emanov A. F., Emanov A. A., Fateev A. V., Leskova E. V. The technogenic ML=6.1 Bachatsky earthguake of 18 june 2013 in Cuzbass: the world strongest event during mining operations // Seismic Instruments. 2017. Vol. 53. no 4, p. 323.

45. Seleznev V. S., Emanov A. F., Solovyev V. M., Kashun V. N., Emanov A. A., Babushkin S. M., Liseikin A. V. Seismological technologies of GS SB RAS at research of Siberian territory / 16th SEISMIX. International Symposium on Multi-scale Seismic Imaging of the Earth's Crust and Upper Mantle. (Castelldefels, Barcelona, Spain, 12—17 October, 2014): Abstracts. 2014. P. 47.

INFLUENCE OF NATURAL CLIMATE AND MINING-INDUCED IMPACT ON MECHANICAL EROSION AND SEISMIC NOISE IN THE AREAS OF OPEN PIT COAL MINES IN KUZBASS

Наши партнеры

Подписка на рассылку