Исследование влияния местоположения очагов взрывов на формирования зон динамических явлений с различной сейсмической энергией Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

© В.Н. Колтышев, 2013

УЛК 622.831; 622.2 В.Н. Колтышев

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ОЧАГОВ ВЗРЫВОВ НА ФОРМИРОВАНИЯ ЗОН ДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ С РАЗЛИЧНОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИЕЙ

Рассмотрен процесс распределения толчков после массовых взрывов и формирование зон концентрации динамических явлений в массиве горных пород с различным энергетическим классом.

Ключевые слова: взрыв, толчок, сейсмическая энергия, массив, динамические явления.

На протяжении многих столетий развивались представления о тектонике Земли, при этом создано много гипотез о происхождении планеты, эндогенных и экзогенных

процесса, тектонических движениях земной коры и других явлениях.

Горная Шория и Хакасия, расположенные в Алтае-Саянской складчатой горной области, представляет

а) б)

Рис. 1. Распределение зон концентрации толчков при массовом взрыве по блоку № 1. а, б, в, г — соответственно 102, 103, 104 и 105 Дж

участок Афро-Азиатского пояса, где проявляют себя горообразовательные движения и активизируется сейсмичность. Земная кора в данной области имеет блоковую структуру различного иерархического уровня, поскольку она пронизана многочисленными разрывами, нарушающими сплошность массива горных пород. Структурные блоки смещаются относительно друг друга, образуя зоны растяжений, сжатий, надвиги, подвиги, сдвиги и др. В результате взаимодействия и наличия напряжений, возникающих на границах структурных блоков, они дробятся на блоки меньших размеров. [1]

В пределах Алтае-Саянской складчатой горной области расположены железорудные месторождения, к числу которых относятся Таштагольское, Шерегешевское, Казское, Абаканское и др. Данные месторождения разрабатываются в сложных горно-геологических и геомеханических условиях, влияющих на формирование динамических явлений в массиве при переходе горных работ на нижележащие горизонты в шахтах.

Опыт отработки рудных тел показывает, что динамические явления возникают в зонах контактов горных пород и руд в условиях высоких тектонических напряжений. По этим причинам возникают серьезные аварийные ситуации, оказывающие влияние на безопасное состояние подземных выработок, осложненных активными геологическими структурами.

Проведены экспериментальные исследования по установлению влияния местоположения очагов взрывов и глубины ведения горных работ на распределение зон концентрации динамических явлений различной сейс-

мической энергией от 102 до 106 Дж и более в шахтном поле.

Рассмотрено распределение толчков на северном и южном флангах и в центральной части месторождения. Выявлено, что при отработке блоков на северном фланге большое количество динамических явлений регистрируется во всем шахтном поле и во вмещающих горных породах.

Установлено, что зоны концентрации динамических явлений в зависимости от местоположения очагов взрывов, массы ВВ и глубины разработки, располагаются в разных частях шахтного поля, при этом площади изменяются от 20 до 100 м2 и более, а количество зон от 1 до 7 (рис. 1).

При взрывах блоков на северном фланге толчки с энергией 103—105 Дж формировались как в этих же районах шахтного поля, так и перемещались в другие области месторождения. Например, при взрывах блоков № 11, 6, зоны концентраций толчков с энергией 103 и 105 Дж появились в лежачем боку месторождения в районе склада взрывчатых материалов [2].

Определены приведенные расстояния от блоков до центра зон концентрации динамических явлений. Установлено, что расстояния от взрываемого блока до центра зон изменяются от 10 до 1100 м. На рис. 2 показано изменение расстояний от очагов взрывов до зон концентрации толчков во времени. Так, при энергии

102 Дж, расстояния изменялись от 90 до 650 м в течение 144 ч, с энергией

103 Дж — от 10 до 1100 м — 160 ч,

104 Дж — от 15 до 850 м 164 ч и 105 Дж — от 25 до 600 — 140 ч. Наблюдалось периодическое удаление и возвращение этих зон относительно очагов взрывов.

а

б

Рис. 2. Изменение расстояний от очагов взрывов до зон концентрации толчков с энергией 102 (а), 103 (б), 104 (в) и 105 (г) в течение 160 ч

Определено расположение зон концентрации динамических явлений с энергией от 102 до 107 Дж в шахтном поле, относительно геологических нарушений. Эти зоны расположены как на южном и северном флан-

1. Еременко A.A., Еременко В.А., Гай-

дин А.П. Горно-геологические и геомехани-

ческие условия разработки железорудных

месторождений в Алтае-Саянской складча-

той области — Новосибирск: Наука,

2009. — 224 с.

флангах, так и в центральной части месторождения.

Таким образом, выявлено, что на распределение зон формирования динамических явлений оказывает влияние местоположение очага взрыва.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2. Еременко A.A., Еременко В.А., Кол-тышев В.Н. и др. Оценка геомеханического состояния массива горных пород при отработке охранного целика под рекой на Таш-тагольском месторождении // ГИАБ. — 2010. — № 12. — С. 266—273. ИЕ

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -

Колтышев Виталий Николаевич, младший научный сотрудник ИГД СО РАН, [email protected]