Анализ сейсмической активности массива при ведении горных работ на шахте «Комсомольская» АО «Воркутауголь»

Сейсмомониторинг обеспечивает получение следующей информации о динамике геомеханических процессов в угольном пласте и вмещающих породах при ведении горных работ: диагностирование расположения и размеров наиболее напряженных зон в пределах выемочного участка, подлежащих последующему локальному мониторингу; прогноз вероятности геодинамических явлений по достижении критических значений сейсмических параметров. Проведен анализ параметров сейсмической активности системы мониторинга, функционирующей на шахте «Комсомольская» АО «Воркутауголь». Анализировались следующие параметры сейсмической активности массива: суммарное количество сейсмических событий за интервал регистрации N; среднее и суммарное значения сейсмической энергии; комплексный критерий F, включающий отношение энергии сейсмического события к фоновой энергии; критерий B способности массива к накоплению упругой энергии. Определены периодичность и диапазоны изменений параметров сейсмической активности. Формирование гипоцентров сейсмических событий происходит относительно равномерно в пределах выемочных участков, что свидетельствует о непрерывном развитии процессов деформации и перераспределения горного давления в угольном пласте и вмещающих породах по мере подвигания очистного забоя; на графиках N и F имеют место периодические изменения с периодом 1—2 месяца, связанные с моментами посадки основной кровли; величина параметра B относительно стабильна, что свидетельствует об однородности физико-механических свойств угольного пласта и вмещающих пород и отсутствии зон локальной концентрации напряжений; наиболее информативным показателем динамики геомеханических процессов является комплексный параметр F, характеризующий интенсивность процессов дезинтеграции породного массива и их энергию. При проходке подготовительной выработки в зоне геомеханического влияния разрывного тектонического нарушения зафиксирован резкий локальный рост сейсмической активности. Определены энергетические спектры и диапазоны сейсмических параметров, соответствующие неопасному состоянию массива.

Разумов Е. Е., Рукавишников Г. Д., Мулёв С. Н., Простов С. М. Анализ сейсмической активности массива при ведении горных работ на шахте «Комсомольская» АО «Воркутауголь» // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 1. – С. 104–114. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_1_0_104.

Разумов Егор Евгеньевич^1,2 — ассистент, научный сотрудник, e-mail: razumov@vnimi.ru, ORCID iD0000-0002-3696-8553,
Рукавишников Георгий Дмитриевич² — заведующий центром геодинамических наблюдений, e-mail: geodmiruk@gmail.com, ORCID iD 0000-0001-8228-2870,
Мулёв Сергей Николаевич² — директор по науке, e-mail: smuleva@yandex.ru,
Простов Сергей Михайлович¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: psm.kem@mail.ru, ORCID iD 0000-0003-0780-2690,
¹ Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева,
² АО «Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела — межотраслевой научный центр ВНИМИ».

Разумов Е.Е., e-mail: razumov@vnimi.ru.

1. Marcak H., Mutke G. Seismic activation of tectonic stresses by mining // Journal of Seismology. 2013, vol. 17, no. 4, pp. 1139—1148.

2. Meifeng C. Prediction and prevention of rockburst in metal mines. A case study of Sanshandao gold mine // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016, vol. 8, no. 2, pp. 204—211.

3. Manchao H., Fuqiang R., Dongqiao L. Rockburst mechanism research and its control // International Journal of Mining Science and Technology. 2018, vol. 28, no. 5, pp. 829—837.

4. Рассказов И. Ю., Федотова Ю. В., Сидляр А. В., Потапчук М. И. Анализ проявлений техногенной сейсмичности в удароопасном массиве пород Николаевского месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 11. — С. 46–56. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-11-0-46-56.

5. Azhari A., Ozbay U. Evaluating the effect of earthquakes on open pit mine slopes / 50th U.S. Rock Mechanics. Geomechanics Symposium, 26–29 June, 2016, Houston, Texas. 2016. Pp. 315–324.

6. Williams-Stroud S. C. Earth stress and seismic hazard from the size-frequency distribution of seismic events / 51st U.S. Rock Mechanics. Geomechanics Symposium. 25–28 June, 2017. California, San-Francisco. 2017. Pp. 544—550.

7. Гусева Н. В., Киселев В. А., Шабаров А. Н., Ютяев Е. П. Прогноз возникновения негативных явлений в угольных шахтах на основе метода геодинамического районирования и искусственных нейронных сетей // Маркшейдерский вестник. — 2016. — № 6. — С. 34—38.

8. Азаров А. В., Сердюков А. С., Яблоков А. В. Методика определения механизмов очагов микросейсмических событий на основе моделирования полных волновых полей в горизонтально-слоистых средах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2016. — № 10. — С. 131—143.

9. Корчак П. А., Жукова С. А. Методика получения исходных данных для обеспечения сейсмического мониторинга на подземных рудниках ОАО «Апатит» // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2014. — № 10. — С. 15—20.

10. Журавлёва О. Г. Кластеризация сейсмических событий в удароопасных месторождений Хибинского массива // Проблемы недропользования. — 2017. — № 1. — С. 14—20.

11. Разумов Е. Е., Простов С. М. Основные принципы построения систем сейсмического мониторинга // Горный журнал. — 2021. — № 1. — С. 8—12.

12. Система сейсмического мониторинга GITS // Уголь. — 2019. — № 10. — С. 13.