Сейсмичность как отражение изменений напряженно-деформированного состояния массива горных пород в процессе ведения горных работ

Представлены результаты исследования изменений сейсмичности массива горных пород за восьмилетний период мониторинга на участке Кукисвумчоррского месторождения со сложными горно-геологическими условиями при развитии горных работ, которые проводятся одновременно на нескольких горизонтах. Выполнен анализ сейсмических данных для оценки состояния массива горных пород на рассматриваемом участке, где были зарегистрированы сильные сейсмические события (энергетический класс К≥6) в январе 2016 г. и апреле 2020 г., в результате которых произошла потеря устойчивости массива и выявлены нарушения контуров горных выработок. Проведено сопоставление сейсмических данных с расчетными характеристиками действующего поля напряжений. Установлены возможные причины активизации сейсмичности, являющейся отражением процесса перераспределения напряжений, происходящего под влиянием горных работ в целом, а также проводимых практически ежедневно взрывных работ, которые могут привести к разгрузке массива или, наоборот, к росту напряжений на некоторых участках. При этом определенной сложностью при прогнозе удароопасности является тот факт, что при высоком уровне сейсмической активности на определенном участке возможно как сохранение устойчивого состояния массива, так и активизация данного процесса на разных масштабных уровнях. Представленный в работе подход является продолжением исследований по выработке комплексного критерия удароопасности для отдельных участков массива горных пород.

Семенова И. Э., Журавлева О. Г., Жукова С. А. Сейсмичность как отражение изменений напряженно-деформированного состояния массива горных пород в процессе ведения горных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 6. – С. 46–58. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_6_0_46.

Работа выполнена в рамках темы НИР 0226-2019-0058, а также при поддержке КФ АО «Апатит».

Семенова Инна Эриковна¹ — канд. техн. наук, зав. сектором, e-mail: innas@goi.kolasc.net.ru,
Журавлева Ольга Геннадьевна¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: zhuravlevaog@goi.kolasc.net.ru,
Жукова Светлана Александровна¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: svetlana.zhukowa@yandex.ru,
¹ Горный институт КНЦ РАН.

Журавлева О.Г., e-mail: zhuravlevaog@goi.kolasc.net.ru.

1. Lasocki S., Orlecka-Sikora B., Mutke G., Pytel W., Rudzin´ski Ł., Markowski P., Piasecki P. A catastrophic event in Rudna copper-ore mine in Poland on 29 November, 2016: What, how and why / Rock Mass Response to Mining and Underground Construction. Proceedings of the 9th International Symposium on Rockburst and Seismicity in Mines. Santiago, Chile, 2017, pp. 316–324.

2. Ptáček J. Rockburst in Ostrava-Karvina Coalfield // Procedia Engineering. 2017. Vol. 191. Pp. 1144–1151. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.05.289.

3. 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. 2018. Pp. 47–92. DOI: 10.1016/B978-0-12-805054-5.00003-2

4. 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.

5. Гурьев А. А. Устойчивое развитие рудно-сырьевой базы и обогатительных мощностей АО «Апатит» на основе лучших инженерных решений // Записки Горного института. — 2017. — Т. 228. — С. 662—673. DOI: 10.25515/PMI.2017.6.662.

6. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Фатеев А. В., Лескова Е. В., Шевкунова Е. В., Подкорытова В. Г. Техногенная сейсмичность разрезов Кузбасса (Бачатское землетрясение 18 июня 2013 г.) // ФТПРПИ. — 2014. — № 2. — С. 41—46.

7. 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.

8. Mendecki A. J. Seismic monitoring in mines. London, Chapman and Hall, 1997.

9. Dineva S., Boskovic M. Evolution of seismicity at Kiruna Mine / Proceedings of the Eighth International Conference on Deep and High Stress Mining, Australian Centre for Geomechanics, Perth. 2017, Pp. 125—139, DOI: 10.36487/ACG_rep/1704_07_Dineva.

10. Козырев А. А., Панин В. И., Савченко С. Н. и др. Сейсмичность при горных работах. — Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2002. — 325 с.

11. Корчак П. А., Жукова С. А., Меньшиков П. Ю. Становление и развитие системы мониторинга сейсмических процессов в зоне производственной деятельности АО «Апатит» // Горный журнал. — 2014. — № 10. — С. 42—46.

12. Козырев А. А., Семенова И. Э., Рыбин В. В., Панин В. И. и др. Указания по безопасному ведению горных работ на месторождениях, склонных и опасных по горным ударам (Хибинские апатит-нефелиновые месторождения). — Апатиты: ГоИ КНЦ РАН, АО «Апатит», 2016. — 112 с.

13. Козырев А. А., Панин В. И., Семенова И. Э., Рыбин В. В. Геомеханическое обеспечение горных работ на горнодобывающих предприятиях Мурманской области // Горный журнал. — 2019. — № 6. — С. 45—50. DOI: 10.17580/gzh.2019.06.05.

14. Козырев А. А., Енютин А. Н., Мальцев В. А., Семенова И. Э. Методика регионального прогноза удароопасности и состояния массива пород и выбора технических решений по обеспечению безопасности и эффективности горных работ / Инновационный потенциал Кольской науки. — Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2005. — С. 52—56.

15. Козырев А. А., Демидов Ю. В., Мальцев В. А., Енютин А. Н. и др. Указания по управлению обрушением покрывающих пород, охране сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных разработок на рудниках открытого акционерного общества «Апатит». — Апатиты: ГоИ КНЦ РАН; ОАО «Апатит», 2002. — 51 с.

16. Козырев А. А., Журавлева О. Г., Семенова И. Э. Комплексирование сейсмических данных и результатов численного моделирования напряженно-деформированного состояния массива для оценки потенциально удароопасных зон при ведении горных работ / Тектонофизика и актуальные вопросы наук о Земле. Четвертая тектонофизическая конференция в ИФЗ РАН. Т. 2. — М.: ИФЗ РАН, 2016. — С. 77—81.

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