Исследование сейсмической активности при отработке месторождения встречными фронтами

Представлены результаты исследования особенностей разрушения массива горных пород при отработке удароопасного месторождения встречными фронтами на примере одного из Хибинских месторождений. Для выявления особенностей развития сейсмического процесса на различных этапах отработки месторождения проведен анализ изменений сейсмической активности и поля напряжений. Исследование сейсмического процесса проведено на основе многостадийной модели разрушения твердых тел и модифицированного концентрационного критерия (или параметра сближения сейсмических событий). Проведена кластеризация сейсмических событий на основе этого критерия. Применяемый авторами подход учитывает характеристики сейсмических событий в пространстве время-координаты-энергия, что позволяет определить особенности взаимодействия событий различного масштабного уровня. Проведено сопоставление сейсмических данных с расчетными характеристиками действующего поля напряжений в периоды между проведением массовых взрывов в стыковочных секциях двух фронтов горных работ. Актуальность исследований обусловлена тем, что применяемый подход позволяет изучить особенности энергообмена в массиве горных пород на основе данных о выделившейся сейсмической энергии и данных о перераспределении напряжений на примере отдельного участка массива пород.

Журавлева О. Г., Жукова С. А., Аветисян И. М., Дмитриев С. В. Исследование сейсмической активности при отработке месторождения встречными фронтами // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 12-1. – С. 143–154. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_121_0_143.

Журавлева Ольга Геннадьевна¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: o.zhuravleva@ksc.ru, ORCID ID: 0000-0002-8986-9559,
Жукова Светлана Александровна¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: svetlana.zhukowa@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0003-0769-6584,
Аветисян Иван Михайлович¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: i.avetisian@ksc.ru, ORCID ID: 0000-0002-4569-9594,
Дмитриев Сергей Владимирович¹ — научный сотрудник, e-mail: s.dmitriev@ksc.ru, ORCID ID: 0000-0003-0422-5699,
¹ Горный институт Кольского научного центра РАН.

Журавлева О.Г., e-mail: o.zhuravleva@ksc.ru.

1. Батугин А. С. Общие закономерности проявления сильных горных ударов и индуцированных землетрясений на участках с предельно напряженным состоянием земной коры // Горный журнал. — 2021. — № 1. — С. 22—27. DOI: 10.17580/gzh.2021.01.04.

2. Рассказов И. Ю., Саксин Б. Г., Усиков В. И., Потапчук М. И. Геодинамическое состояние массива пород Николаевского полиметаллического месторождения и особенности проявления удароопасности при его освоении // Горный журнал. — 2016. — № 12. — С. 13–19. DOI: 10.17580/gzh.2016.12.03.

3. Dineva S., Boskovic M. Evolution of seismicity at Kiruna Mine / Deep Mining 2017: Proceedings of the Eighth International Conference on Deep and High Stress Mining Perth. Australian Centre for Geomechanics, 2017, pp. 125–140.

4. Mendecki A. J. Mine seismology reference book: seismic hazard. Institute of Mine Seismology, 2016, 88 p.

5. Козырев А. А., Семенова И. Э., Журавлева О. Г., Пантелеев А. В. Гипотеза происхождения сильного сейсмического события на Расвумчоррском руднике 09.01.2018. // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 12. — С. 74—83. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-12-0-74-83.

6. Козырев А. А., Жукова С. А., Журавлева О. Г., Онуприенко В. С. Развитие инструментального и методического обеспечения контроля наведенной сейсмичности на Хибинских апатит-нефелиновых месторождениях // Горный журнал. — 2020. — № 9. — С. 19—26. DOI: 10.17580/gzh.2020.09.02.

7. Жукова С. А., Журавлева О. Г., Онуприенко В. С., Стрешнев А. А. Особенности сейсмического режима массива горных пород при отработке удароопасных месторождений Хибинского массива // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 7. — С. 5–17. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_7_0_5.

8. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Фатеев А. В., Шевкунова Е. В., Подкорытова В. Г., Куприш О. В. Наведенная сейсмичность в угольных и железорудных районах Кузбасса // Российский сейсмологический журнал. — 2020. — Т. 2. — № 3. — С. 88—96. DOI: 10.35540/2686-7907.2020.3.08.

9. Еременко А. А., Машуков И. В., Еременко В. А. Геодинамические и сейсмические явления при обрушении блоков на удароопасных месторождениях Горной Шории // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2017. — № 1. — С. 70—76. DOI: 10.1134/S1062739117011859.

10. Злобина Т. В., Дягилев Р. А. Совершенствование модели влияния техногенных факторов для прогноза сейсмической активности на руднике СКРУ-2 // Геофизика. — 2019. — № 5. — С. 37—42.

11. Яковлев Д. В., Цирель С. В., Мулев С. Н. Закономерности развития и методика оперативной оценки техногенной сейсмической активности на горных предприятиях и в горнодобывающих регионах // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2016. — № 2. — С. 34—47. DOI: 10.1134/S1062739116020369.

12. Lasocki S., Orlecka-Sikora B., Mutke G., Pytel W., Rudzinski L., Markowski P., Piasecki P. A catastrophic event in Rudna copper-ore mine in Poland on 29 November, 2016: What, how and why / 9th International symposium on rockbursts and seismicity in mines. Santiago, Chile, 2017, pp. 316–324.

13. Liu J.-P, Feng X.-T, Van Aswegen G., Blake W., Srinivasan C., Rao M. V. M. S., Zembaty Z. Case histories of rockbursts at metal mines // Rockburst. Mechanisms, Monitoring, Warning, and Mitigation. Chapter 3, 2018, pp. 47–92. DOI: 10.1016/B978-0-12-805054-5.00003-2.

14. Simser B. P. Rock burst management in Canadian hard rock mines // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019, vol. 11, no. 5, pp. 1036–1043. DOI: 10.1016/j. jrmge.2019.07.005.

15. Foulger G. R., Wilson M. P., Gluyas J. G., Julian B. R., Davies R. J. Global review of human-induced earthquakes // Earth-Science Reviews. 2018, vol. 178, pp. 438—514. DOI: 10.1016/j.earscirev.2017.07.008.

16. Баранов С. В., Жукова С. А., Корчак П. А., Шебалин П. Н. Продуктивность техногенной сейсмичности // Физика Земли. — 2020. — № 3. — С. 40—51. DOI: 10.1134/ S1069351320030015.

17. Герман В. И. Прогноз обрушений на рудниках по данным сейсмического мониторинга // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2014. — № 2. — С. 99—109. DOI: 10.1134/S1062739114020124.

18. De Santis F., Renaud V., Gunzburger Y., Kinscher J., Bernard P., Contrucci I. In situ monitoring and 3D geomechanical numerical modelling to evaluate seismic and aseismic rock deformation in response to deep mining // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2020, vol. 129, article 104273. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2020.104273.

19. Chlebowski D., Burtan Z. Mining-induced seismicity during development works in coalbeds in the context of forecasts of geomechanical conditions // Energies. 2021, vol. 14, no. 20, article 6675. DOI: 10.3390/en14206675.

20. Das Jennifer P., Porchelvan P., Naik S. R. Numerical modelling of mining induced seismicity in deep closed mines: A case study / Proceedings of Geotechnical Challenges in Mining, Tunneling and Underground Infrastructures. Singapore: Springer Nature Singapore, 2022, pp. 437–455. DOI: 10.1007/978-981-16-9770-8_28.