Длительность воздействия сейсмовзрывных волн на охраняемые объекты при массовых взрывах на карьерах

Анализ фактической длительности сейсмического импульса при массовых взрывах (2.10 с), по сравнению с расчетной (1.16 с), указывает на необходимость рассмотрения процесса формирования и распространения сейсмовзрывных волн. Поскольку время действия силовых нагрузок влияет на интенсивность разрушения горных или строительных объектов, целью настоящей статьи является определение длительности сейсмического импульса на основе механизма формирования сейсмовзрывных волн при массовых взрывах. Предложен механизм действия короткозамедленного взрывания групп зарядов ВВ в трещиноватом горном массиве, где предполагается, что сейсмовзрывные волны образуются за счет высокоскоростного соударения отдельностей в очаге горного массива. Сейсмический очаг наибольшего размера образуется у последней группы зарядов ВВ, что и создает существенное увеличение длительности сейсмического сигнала. Получены расчетные формулы для определения времени действия сейсмовзрывных волн на охраняемый объект. Численные расчеты по формуле для определения длительности сейсмического импульса и сравнение их с фактическими данными говорят о правомерности формулы. Исследования для определения длительности сейсмического импульса позволят определять геометрические параметры сейсмического очага, создаваемого массовым взрывом, а также использовать их для разработки правил ведения взрывных работ с целью минимизации сейсмического воздействия массовых взрывов на охраняемые объекты.

Тюпин В. Н. Длительность воздействия сейсмовзрывных волн на охраняемые объекты при массовых взрывах на карьерах // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 4. – С. 124–133. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_4_0_124.

Тюпин Владимир Николаевич — д-р техн. наук, профессор, e-mail: tyupinvn@mail.ru, Белгородский государственный национальный исследовательский университет.

1. Адушкин В. В., Спивак А. А. Подземные взрывы. — М.: Наука, 2007. — 579 с.

2. Кутузов Б. Н. Безопасность взрывных работ в горном деле и промышленности. — М.: Изд-во «Горная книга», Изд-во МГГУ, 2009. — 670 с.

3. Совмен В. К., Кутузов Б. Н., Марьясов А. Л., Эквист Б. В., Токаренко А. В. Сейсмическая безопасность при взрывных работах. — М.: Изд-во «Горная книга», 2002. — 228 с.

4. Цейтлин Я. И., Смолий Н. И. Сейсмические и ударные воздушные волны промышленных взрывов. — М.: Недра, 1981. — 192 с.

5. Segarra P., Sanchidrián J. A., Castedo R., López L. M., Del Castillo I. Performance of some coupling methods for blast vibration monitoring // Journal of Applied Geophysics. 2015. Vol. 112. Pp. 129—135.

6. Kumar R., Choudhury D., Bhargava K. Determination of blast-induced ground vibration equations for rocks us-ing mechanical and geological properties // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016. Vol. 8. No 3. Pp. 341—349. DOI: 10.1016/j.jrmge.2015.10.009.

7. Gui Y. L., Zhao Z. Y., Jayasinghe L. B., Zhou H. Y., Goh A. T. C., Tao M. Blast wave induced spatial variation of ground vibration considering field geological conditions // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018. Vol. 101. Pp. 63—68. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2017.11.016.

8. Li J. C., Li N. N., Chai S. B., Li H. B. Analytical study of ground motion caused by seismic wave propagation across faulted rock masses // International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics. 2017. Vol. 42. No 1. Pp. 95—109. DOI: 10.1002/nag.2716.

9. Адушкин В. В., Анисимов В. Н. Геомеханическая и геоэкологическая безопасность и пути ее реализации в регионе КМА / Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных территориях: Материалы VII международной научной конференции (памяти проф. А.Н. Петина) 24—26 октября 2017 г. — Белгород: Изд-во «Политерра», 2017. — С. 13—20.

10. Кочарян Г. Г., Кишкина С. Б. Новые подходы обеспечения сейсмической безопасности горных работ / Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных территориях: Материалы VII международной научной конференции (памяти проф. А.Н. Петина) 24—26 октября 2017 г. — Белгород: Изд-во «Политерра», 2017. — С. 342—348.

11. Белин В. А., Холодилов А. Н., Господариков А. П. Методические основы прогнозирования сейсмического действия массовых взрывов // Горный журнал. — 2017. — № 2. — С. 66—68.

12. Холодилов А. Н., Господариков А. П. Модель расчета сейсмических колебаний, возникающих при массовых взрывах на подземных рудниках // ФТПРПИ. — 2020. — № 1. — С. 33—40.

13. Ржевский В. В., Новик Г. Я. Основы физики горных пород. — М.: Недра, 1978. — 390 с.

14. Каркашадзе Г. Г. Механическое разрушение горных пород. — М.: Изд-во МГГУ, 2004. — 222 с.

15. Игнатенко И. М., Яницкий Е. Б., Дунаев В. А., Кабелко С. Г. Трещиноватость породного массива в карьере рудника «Железный» АО «Ковдорский ГОК» // Горный журнал. — 2019. — № 10. — С. 11—15. DOI: 10.17580/gzh.2019.10.01.

16. Игнатенко И. М., Годовников Н. А., Дунаев В. А. Методика построения прогнознодеформационной модели прибортовой зоны карьера в массивах скальных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № S1. — С. 72—78.

17. Кутузов Б. Н., Тюпин В. Н. Определение размеров зон деформирования трещиноватого массива взрывом заряда ВВ // Известия вузов. Горный журнал. — 1983. — № 4. — С. 53—58.

18. Тюпин В. Н. Взрывные и геомеханические процессы в трещиноватых напряженных горных массивах. — Белгород: ИД «Белгород» НИУ «БелГУ», 2017. — 192 с.