Реакция систем «пласт– скважина» и «пласт–выработка» на промышленный взрыв

Разработка месторождений твердых полезных ископаемых сопровождается проведением большого объема дренажных мероприятий – осушением горных выработок и формированием техногенно-нарушенного режима подземных вод в связи с их выполнением, что, к примеру, проявляется в виде развивающихся депрессионных воронок, а также в образовании куполов растекания под хвостохранилищами. Нарушение гидрогеодинамической обстановки может приводить к неблагоприятным последствиям в виде изменения устойчивости отдельных участков массива горных пород, приуроченных к тектонически ослабленным зонам и литолого-стратиграфическим контактам. Это обуславливает необходимость и актуальность работ по организации и проведению мониторинга по измерению водопритоков, уровня подземных вод и микросейсмического фона. Целью работы является сопоставление реакции систем «пласт–скважина» и «пласт–выработка» на промышленный взрыв. В основу работы положены результаты обработки сейсмических и гидрогеологических данных, полученных при проведении постоянного мониторинга в двух стационарных пунктах наблюдения на поверхности, расположенных в пределах шахтного поля, а также в пункте наблюдения, расположенном в шахте. В рамках полевых работ в июле 2023 г. на территории шахтного поля Коробковского месторождения АО «КМАруда» впервые выполнены комплексные синхронные гидрогеологические и сейсмические наблюдения за реакцией систем «пласт–скважина» и «пласт– выработка» при промышленном взрыве.

Иванов А. Г., Караваев А. В., Федоров А. Ю. Реакция систем «пласт– скважина» и «пласт–выработка» на промышленный взрыв // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 4. – С. 135–151. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_ 4_0_135.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-27-00469, https://rscf.ru/project/23-27-00469.

Иванов Алексей Григорьевич¹ — аспирант, младший научный сотрудник, e-mail: ivanov.ag@idg.ras.ru, ORCID ID: 0000-0002-8051-4735,
Караваев Артем Витальевич¹ — аспирант, e-mail: karavaev.av@idg.ras.ru,
Федоров Андрей Юрьевич¹ — аспирант, e-mail: fedorov.ayu@idg.ras.ru,
¹ Институт динамики геосфер имени академика М.А. Садовского.

Иванов А.Г., e-mail: ivanov.ag@idg.ras.ru.

1. Житинская О. М. Влияние компонентов инженерно-геологических условий на устойчивость бортов железорудных карьеров при длительной их разработке: Автореф… дис. канд. геол.-мин. наук. — М.: РГГРУ, 2018. — 26 с.

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

3. Петин А. Н., Крамчанинов Н. Н., Погорельцев И. А., Уколов И. М. Оценка техногенного воздействия на подземные воды в зоне влияния Старооскольско-Губкинского промышленного комплекса // Известия Самарского научного центра РАН. — 2013. — Т. 15. — № 3(3). — С. 949—953.

4. Горбунова Э. М., Беседина А. Н., Кабыченко Н. В., Батухтин И. В., Петухова С. М. Прецизионный гидрогеологический мониторинг в техногенно-нарушенных условиях: организация, проведение и обработка экспериментальных данных // Сейсмические приборы. — 2021. — Т. 57. — № 2. — С. 62—80. DOI: 10.21455/si2021.2-4.

5. Горбунова Э. М., Беседина А. Н., Кабыченко Н. В., Батухтин И. В., Петухова С. М. Реакция водонасыщенных коллекторов на динамическое воздействие (по данным прецизионного мониторинга уровня подземных вод) // Физика Земли. — 2021. — № 5. — С. 74—90. DOI: 10.31857/ S0002333721050070.

6. Батугин А. С. Геодинамические эффекты предельно напряженного состояния земной коры // Горная промышленность. — 2023. — № S1. — C. 14—21. DOI: 10.30686/1609-9192-2023S1-14-21.

7. Башков В. И., Штирц В. А., Еременко А. А., Конурин А. И. Оценка геомеханического состояния массива горных пород при производстве массовых взрывов на удароопасном рудном месторождении Горной Шории // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2015. — Т. 2. — № 2. — С. 205—213.

8. Тяньвэй Л., Хунвэй Ч., Шэн Л., Батугин А. С., Вэйго Ч., Цян Л., Цзючжэн С. Применение и развитие метода геодинамического районирования по прогнозу геодинамической опасности на угольных шахтах Китая // Известия вузов. Геология и разведка. — 2018. — № 6. — С. 71—76. DOI: 10.32454/0016-7762-2018-6-71-76.

9. Gorbunova E., Besedina A., Petukhova S., Pavlov D. Reaction of the underground water to seismic impact from industrial explosions // Water. 2023, vol. 15, article 1358. DOI: 10.3390/w15071358.

10. Huang L., Xu Y., Liu S., Gai Q., Miao W., Li Y., Zhao L. Research on the development law of pre-mining microseisms and risk assessment of floor water inrush: A case study of the wutongzhuang coal mine in China // Sustainability. 2022, vol. 14, article 9774. DOI: 10.3390/su14159774.

11. Lai X., Dai J., Xu H., Chen X. Multifield environmental analysis and hazards prevention of steeply inclined deep coal mining // Advances in Civil Engineering. 2021, vol. 2021, article 6651088. DOI: 10.1155/2021/6651088.

12. Козырев А. А., Батугин А. С., Жукова С. А. О влиянии обводненности массива на его сейсмическую активность при разработке апатитовых месторождений Хибин // Горный журнал. — 2021. — № 1. — С. 31—36. DOI: 10.17580/gzh.2021.01.06.

13. Журавлева О. Г., Жукова С. А. Выявление периодов неустойчивости при формировании обрушений подработанной толщи пород в тектонически напряженном Хибинском массиве // Горная промышленность. — 2023. — № S5. — С. 100—106.

14. Беседина А. Н., Кишкина С. Б., Кочарян Г. Г., Куликов В. И., Павлов Д. В. Характеристики слабой сейсмичности, индуцированной горными работами на Коробковском месторождении Курской магнитной аномалии // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2020. — Т. 3. — С. 12—24. DOI: 10.15372/FTPRPI20200302.

15. Железные руды КМА: монография / Под ред. В. П. Орлова, И. А. Шевырева, Н. А. Соколова. — М.: Геоинформмарк, 2001. — 616 с.

16. Мохов А. В. Гидродинамический режим подземных вод горных отводов угольных и сланцевых шахт // Доклады Академии наук. — 2018. — Т. 483. — № 1. — C. 68. DOI: 10.31857/ S086956520003414-8.

17. Кочарян Г. Г., Куликов В. И., Павлов Д. В. О влиянии массовых взрывов на устойчивость тектонических разломов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2019. — № 6. — С. 49—58. DOI: 10.15372/FTPRPI20190605.

18. Петухова С. М., Горбунова Э. М. Режимы деформирования флюидонасыщенных коллекторов при сейсмическом воздействии по данным прецизионного гидрогеологического мониторинга (обзор исследований) // Динамические процессы в геосферах. — 2023. — Т. 15. — № 4. — С. 44—59. DOI: 10.26006/29490995_2023_15_4_44.

19. Кочарян Г. Г., Золотухин С. Р., Калинин Э. В., Панасьян Л. Л., Спунгин Л. Л. Напряженнодеформированное состояние массива горных пород Коробковского железорудного месторождения на участке зоны тектонических нарушений // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2018. — № 1. — С. 1—9. DOI: 10.15372/FTPRPI20180102.

20. Лейзерович С. Г., Помельников И. И., Сидорчук В. В., Томаев В. К. Ресурсовоспроизводящая безотходная геотехнология комплексного освоения месторождений Курской магнитной аномалии / Под ред. Д. Р. Каплунова. — М.: Изд-во «Горная книга», 2012. — 547 с.