Особенности распространения сейсмовзрывных волн в скальных прибортовых массивах

Изучение влияния сейсмовзрывного воздействия массовых взрывов на объекты и сооружения преимущественно сводится к использованию зависимости академика М.А. Садовского и определению необходимых для нее коэффициентов по экспериментальным данным. Проведение неоднократных измерений сейсмовзрывных волн может позволить повысить надежность прогнозируемой пиковой скорости смещения горных пород. Показано, что характер поведения сейсмических волн от массовых взрывов в ближней и дальней зонах различен. Причем для снижения влияния негативного воздействия массовых взрывов на прибортовой массив наибольший интерес представляет именно ближняя зона. В ходе спектрального анализа сейсмических колебаний установлено, что в ближней зоне при определённой амплитуде и низкой частоте наблюдается резонанс блоков определенного иерархического уровня. Неоднократное повторение таких процессов может приводить к постепенному накоплению трещин и образованию локальных вывалов и осыпей.Также было выявлено, что после проведения массовых взрывов происходят сейсмические события различной амплитуды в течение 5–6 с. Такое явление может быть связано с особенностями поведения массивов с блочной структурой и включением в процесс деформирования блоков различного иерархического уровня.

Афанасьев П. И., Павлович А. А., Мельников Н. Я., Николаев Р. В. Особенности распространения сейсмовзрывных волн в скальных прибортовых массивах // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 1-1. – С. 17–32. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_11_0_17.

Афанасьев Павел Игоревич¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: Afanasev_PI@pers.spmi.ru,
Павлович Антон Анатольевич¹ — канд. техн. наук, зав. лабораторией, e-mail: Pavlovich_AA@pers.spmi.ru,
Мельников Никита Ярославович¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: Melnikov_NYa@pers.spmi.ru,
Николаев Руслан Валерьевич — главный маркшейдер, Кировский филиал АО «Апатит», e-mail: RNikolaev@phosagro.ru,
¹ Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II.

Павлович А.А., e-mail: Pavlovich_AA@pers.spmi.ru.

1. Афанасьев П. И., Медина Я. С., Савон В. Ю., Картайя П. М., Гарсия де ла Круз М. И. Анализ устойчивости откосов горной дороги месторождения Camarioca Este компании Comandante Ernesto Che Guevara // Безопасность труда в промышленности. — 2024. — № 4. — С. 78—84.

2. Kovalevich S. V., Zyryanov I. V., Chernobay V. I. Experience of drilling-and-blasting in diamond fields in Yakutia // Journal of Mining Science. 2022, vol. 58, pp. 953—965. DOI: 10.1134/ S1062739122060102.

3. Берсенёв Г. П., Жариков С. Н., Реготунов А. С., Кутуев В. А. Результаты исследования технологического развития буровзрывных работ на карьерах уральского региона // Проблемы недропользования. — 2022. — № 3. — С. 43—54. DOI: 10.25635/2313-1586.2022.03.043.

4. Kiramang N., Prassetyo S. H., Karian T., Simangunsong G. M. Dynamic factor of safety of rock slopes due to blasting based on critical displacement and critical acceleration // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2023, vol. 1288, no. 1, article 012009. DOI: 10.1088/17551315/1288/1/012009.

5. Akter S., Hossain T. Blast performance of reinforced concrete column with different levels of seismic detailing // ACI Structural Journal. 2022, vol. 119, pp. 19—32. DOI: 10.14359/51734646.

6. Kangda M. Base Isolated connected buildings subjected to seismic and blast induced vibrations // ASPS Conference Proceedings. 2022, vol. 1, no. 1. DOI: 10.38208/acp.v1.664.

7. Чернобай В. И., Ковалевич С. В., Зырянов И. В. Опыт проведения буровзрывных работ на алмазоносных месторождениях Якутии // ФТПРПИ. — 2022. — Т. 6. — С. 89—103. DOI: 10.15372/FTPRPI20220610.

8. Гриб Н. Н., Терещенко М. В., Гриб Г. В., Пазынич А. Ю. Прогноз сейсмического воздействия взрывов на производственную инфраструктуру // Горные науки и технологии. — 2017. — № 1. — С. 19—22. DOI: 10.17073/2500-0632-2017-1-12-20.

9. Мороз Н. Е., Гендлер С. Г. Определение опасных по газодинамическим явлениям участков горных пород на основе критериев хрупкого разрушения // Известия вузов. Горный журнал. — 2024. — № 3. — С. 82—90. DOI: 10.21440/0536-1028-2024-3-82-90.

10. Масаев Ю. А., Копытов А. И., Масаев В. Ю., Мильбергер Н. В. О механизме взаимодействия взрыва зарядов взрывчатых веществ с породным массивом при сооружении горных выработок // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. — 2017. — № 1. — С. 80—86. EDN: YORHHP.

11. Chrzan T. Protecting the environment around polish quarries from harmful seismic vibrations caused by rock blasting // Environment Technology Resources Proceedings of the International Scientific and Practical Conference. 2023, vol. 1, pp. 44—48. DOI: 10.17770/etr2023vol1.7284.

12. Горбунова Э. М., Беседина А. Н., Кабыченко Н. В., Батухтин И. В., Петухова С. М. Постсейсмические эффекты массовых взрывов, выделенные при разработке железорудных месторождений КМА // Динамические процессы в геосферах. — 2022. — Т. 14. — № 1. — С. 51—68. DOI: 10.26006/22228535_2022_14_1_51.

13. Hoek E., Brown E. T. The Hoek-Brown failure criterion and GSI — 2018 edition // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019, vol. 11, no. 3, pp. 445—463. DOI: 10.1016/j. jrmge.2018.08.001.

14. Кутуев В. А. Исследование сейсмического воздействия подземного массового взрыва на охраняемые объекты Кыштымского ГОКа при обрушении межэтажного целика // Известия вузов. Горный журнал. — 2020. — № 2. — С. 25—36. [In Eng.]. DOI: 10.21440/0536-1028-20202-25-36.

15. Ильинов М. Д., Коршунов В. А., Поспехов Г. Б., Шоков А. Н. Комплексные экспериментальные исследования механических свойств горных пород: проблемы и пути их решения // Горный журнал. — 2023. — № 5. — С. 11—18. DOI: 10.17580/gzh.2023.05.02.

16. Цирель С. В., Мельников Н. Я., Павлович А. А. Обоснование параметров бортов карьеров при крутопадающем залегании слоев // Горный журнал. — 2023. — № 5. — С. 49—54. DOI: 10.17580/gzh.2023.05.07.

17. Холодилов А. Н., Господариков А. П., Еременко А. А. Методические основы классификации взрывов по уровню их сейсмического действия. Горный журнал. — 2021. — № 5. — С. 98—102. DOI: 10.17580/gzh.2021.05.13.

18. Карасев М. А., Сотников Р. О. Прогноз напряженного состояния набрызг-бетонной крепи при многократном сейсмическом воздействии // Записки Горного института. — 2021. — Т. 251. — С. 626—638. DOI: 10.31897/PMI.2021.5.2.

19. Холодилов А. Н., Господариков А. П., Еременко А. А. Методические основы классификации взрывов по уровню их сейсмического действия. Горный журнал. — 2021. — № 5. — С. 98—102. DOI: 10.17580/gzh.2021.05.13.

20. Журавлева О. Г., Жукова С. А. Выявление периодов неустойчивости при формировании обрушений подработанной толщи пород в тектонически напряженном Хибинском массиве // Горная промышленность. — 2023. — № 5S. — С. 100—106. DOI: 10.30686/1609-9192-2023-5S100-106.

21. Zorzal C. B., Nogueira C. de L., Lima H. M. Blast-induced ground vibrations: a dynamic analysis by FEM // Research, Society and Development. 2022, vol. 11, no. 13, article e205111335421. DOI: 10.33448/rsd-v11i13.35421.

22. Zhang De, Li Gang Yan, Xu Yuan Impact analysis of blasting vibration on the slope and dump // Information Technology Journal. 2014, vol. 13, pp. 730—737. DOI: 10.3923/itj.2014.730.737.

23. Саадун А., Фредж М., Букарм Р., Хаджи Р. Анализ дробления с использованием цифровой обработки изображений и эмпирической модели (KuzRam): сравнительное исследование // Записки Горного института. — 2022. — Т. 257. — С. 822—832. DOI: 10.31897/PMI.2022.84.

24. Рахманов Р. А., Лоеб Д., Косухин Н. И. Оценка смещений рудных контуров после взрыва с применением BMM-системы // Записки Горного института. — 2020. — Т. 245. — С. 547—553. DOI: 10.31897/PMI.2020.5.6.

25. Жариков С. Н., Кутуев В. А. Изучение промышленной сейсмики для уточнения методики оценки влияния взрывов на устойчивость охраняемых объектов // Горная промышленность. — 2023. — № S1. — С. 122—127. DOI: 10.30686/1609-9192-2023-S1-122-127.

26. Ercins S. Vibration prediction with a method based on the absorption property of blast-induced seismic waves: A case study // Open Geosciences. 2024, vol. 16, pp. 1—13. DOI: 10.1515/geo-20220633.

27. Гриб Н. Н., Терещенко М. В., Гриб Г. В., Пазынич А. Ю. Прогноз сейсмического воздействия взрывов на производственную инфраструктуру // Горные науки и технологии. — 2017. — № 1. — С. 12—22. DOI: 10.17073/2500-0632-2017-1-12-20.

28. Новиньков А. Г., Протасов С. И., Самусев П. А., Ташкинов А. С. Определение сейсмобезопасных расстояний при массовых промышленных взрывах с учетом преобладающей частоты колебаний // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2016. — № 6. — С. 56—62. EDN: XVKMUD.

29. Верхоланцев А. В., Дягилев Р. А., Шулаков Д. Ю., Шкурко А. В. Мониторинг сейсмического воздействия взрывов на карьере «Шахтау» // ФТПРПИ. — 2019. — № 2. — С. 59—69. DOI: 10.15372/FTPRPI20190207.

30. Садовский М. А. Простейшие приемы определения сейсмической опасности при взрывах. — М.: Изд-во ИГД АН СССР, 1946. — 29 c.

31. Цирель С. В., Павлович А. А. Влияние сейсмических процессов на ведение открытых горных работ // Известия вузов. Горный журнал. — 2011. — № 7. — С. 25—30. EDN: OKDSJF.

32. Адушкин В. В. Развитие техногенно-тектонической сейсмичности в Кузбассе // Геология и геофизика. — 2018. — Т. 59. — № 5. — C. 709—724.

33. Котиков Д. А., Шабаров А. Н., Цирель С. В. Установление связи между распределением сейсмособытий в массиве горных пород и его тектоническим строением // Горный журнал. — 2020. — № 1. — С. 28—32. DOI: 10.17580/gzh.2020.01.05.

34. Козырев А. А., Каган М. М., Чернобров Д. С., Панасенко И. Г. Система микросейсмического мониторинга прибортового массива на основе сейсмических датчиков в глубоких скважинах за конечным контуром карьера // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 12-1. — С. 155—165. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_121_0_155.

35. Абрашитов А. Ю., Онуприенко В. С., Корчак П. А. Трехуровневая система сейсмического мониторинга массива горных пород Хибинских месторождений апатит-нефелиновых руд // Горная промышленность. — 2023. — № S1. — С. 36—42. DOI: 10.30686/1609-9192-2023-S1-36-42.

36. Сафонов Л. В., Шкреба О. П. Вероятностный метод оценки сейсмического эффекта промышленных взрывов. — М.: Наука, 1970. — 64 с.