CC BY
5
expediency of using ore dressing tailings for the manufacture of hardening mixtures // Proceedings of the Tomsk Poly-Technical University. Georesource engineering. 2015. Vol. 326. No. 5. pp. 6-14.
8. Golik V., Komashchenko V., Morkun V., Irina G. Improving the effectiveness of explosive breaking on the bade of new methods of borehole charges initiation in quarries // Metallurgical and Mining Indus-try. 2015. Vol. 7. No. 7. pp. 383-387.
9. Aerogasodynamics and dust transport of technogenic mineral formations / N.M. Kachurin, D.O. Prokhorov, D.A. Ambartsumov, I.A. Erogin // Izvestiya Tula State University. Earth Sciences. 2023. No. 1. pp. 531-543.
10. The structure of management of industrial and environmental safety of mineral deposits and enterprises / N.M. Kachurin, G.V. Stas, N.N. Borodkina, M.S. Ovsyannikov / Proceedings of Tula State University. Earth Sciences. 2023. No. 4. pp. 232-240.
УДК 550.343+ 622.83
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПОДРАБОТАННОЙ ТОЛЩИ ПОРОД НА ОСНОВЕ ВРЕМЕННЫХ ПРОГНОЗНЫХ ПАРАМЕТРОВ
СЕЙСМИЧНОСТИ
И.Э. Семенова, О.Г. Журавлева, С.А. Жукова
Представлены результаты исследований возможности применения временных параметров микросейсмического потока для выявления периодов формирования обрушений подработанной толщи пород на примере Хибинских апатитовых рудников. Показано, что изменения среднего временного интервала между последовательными сейсмическими событиями и коэффициента вариации этого интервала отражают процессы разрушения массива горных пород. Результаты исследования представляют практический интерес. Модель поведения временных прогнозных параметров может применяться для оценки состояния массива в подработанной толще на Хибинских апатитовых рудниках.
Ключевые слова: сейсмичность, средний временной интервал между сейсмособытиями, коэффициент вариации, Хибинский массив.
Введение
Добыча апатит-нефелиновой руды в Хибинском массиве подземным и открытым способом ведется с 1929 г. В процессе ведения горных работ происходит изменение рельефа Хибинского массива. Глубина отработки месторождений уже превысила 750 м. Эти процессы сопровождаются трансформацией напряженно-деформированного состояния массива пород в окрестности продвигающихся фронтов горных работ и в подработанной толще пород. Разработка месторождений подземным способом ведется с помощью подэтажной системы с принудительным обрушением вышележащей толщи пород. Регулярное обрушение подработанной толщи приводит к снижению концентрации сжимающих напряжений
в зонах опорного давления и уменьшает геомеханические и геодинамические риски при отработке запасов в условиях выраженного тектонического сжатия пород. Планомерному самообрушению пород висячего бока способствует рациональный порядок ведения горных работ [1] без формирования блоков-целиков, с опережающим развитием по висячему боку рудной залежи [2]. По мере увеличения высоты подработанной толщи пород и уменьшения мощности рудных тел процесс самообрушения замедляется, что затрудняет технологические процессы, связанные с выпуском руды, а также усугубляет удароопасные условия ведения горных работ, что может приводить к реализации мощных геодинамических явлений [3, 4 - 7].
В связи с этим сейсмологический мониторинг состояния массива горных пород на сегодняшний день является неотъемлемой составляющей безопасного ведения горных работ и широко применяется на многих рудниках [8-13]. Сейсмологический контроль на рудниках позволяет получить данные для количественной оценки сейсмической активности массива горных пород в подработанной толще, что позволит выявить периоды формирования обрушения, оценить их длительность и другие характеристики с целью своевременного прогноза частичного и/или полного самообрушения покрывающих пород.
Цель настоящего исследования - оценка применимости временных параметров микросейсмического потока для выявления периодов формирования обрушения подработанной толщи пород на рудниках Хибинского массива.
Объект исследований
Апатит-нефелиновые месторождения Хибинского массива (Кольский полуостров, Россия) являются одними из самых крупных и богатых месторождений мира. Хибинский щелочной массив имеет площадь 1327 км2 (36^45 км) и располагается в центральной части Кольского полуострова, возвышается на 900 - 1000 м над окружающей равниной. В геологическом отношении - это сложная многофазная интрузия протяженностью около 80 км при средней мощности 250 - 300 м [8].
В настоящем исследовании рассматриваются апатитовые месторождения юго-западного рудного поля: Кукисвумчоррское, Юкспорское, Апатитовый Цирк (рис. 1). Они представлены мощными (до 100 - 300 м) пластовыми телами, мощность которых уменьшается с глубиной.
- промышленные запасы с мощностью рудного тела менее 50 м; ш - промышленные запасы с мощностью рудного тела более 50 м; ш - вскрытые промышленные запасы; я - погашенные запасы;
ш - вмещающие породы; ш - зона консольных зависаний
Рис. 1. Продольный разрез исследуемых апатит-нефелиновых месторождений Хибинского массива
Одной из характерных особенностей геомеханического состояния Хибинских апатитовых месторождений является действие высоких тектонических (горизонтальных) напряжений, значительно превышающих по величине вертикальные напряжения от собственного веса пород [14].
При системе подземных разработок с обрушением кровли в зоне горных участков происходит раскрытие первичных трещин, образование новых трещин скола, просадка дневной поверхности над выработанным пространством. В результате отработки горизонтов происходит подработка пород висячего бока, которая вызывает образование зон растяжения в одной части массива и увеличение напряжений сжатия в другой. При обрушении пород висячего бока происходит стабилизация напряжений в верхней части зоны влияния горных работ. Такие воздействия на массив вызывают его растрескивание и разупрочнение.
Кировский рудник ведет отработку Кукисвумчоррского и Юкспорского месторождений, а Расвумчоррский - месторождения Апатитовый Цирк и подкарьерную часть запасов месторождения Плато Расвумчорр. В рассматриваемый период (2013 - 2018 гг.) отработка месторождений велась подземным способом: месторождения Кукисвумчор-рское и Апатитовый Цирк отрабатывались от центра к флангам, Юкспор-ское - встречными фронтами с дальнейшим переходом на глубоких горизонтах к ведению работ от единой разрезки.
Одновременно с развитием горных работ и переходом на новые горизонты и блоки проводилось расширение зоны контроля системы сей-
смического мониторинга [8]. В настоящее время сейсмическая сеть состоит из 50 трехкомпонентных сейсмических датчиков с частотой дискретизации входных сигналов 1000 Гц, установленных на разных высотных отметках Кировского и Расвумчоррского рудников. Автоматизированная система контроля сейсмичности массива позволяет определять гипоцентры сейсмических событий с энергией от Е = 103 Дж с точностью до 25 м в зоне повышенной точности, где ведутся горные работы, и до 100 м в районе уверенной регистрации сети на краевых участках месторождений.
Метод исследования
Сейсмические явления, регистрируемые в подработанной толще массива горных пород, являются результатом образования дефектов различного масштаба.
Известно, что длительные крупномасштабные горные работы нарушают устойчивость системы блоков, слагающих Хибинский массив: активизировались процессы трещинообразования в массиве; участились подвижки по ранее сформированным ослабленным зонам [15]. Сформированные трещины и пустоты способствуют перераспределению напряжений в массиве, что приводит к образованию новых дефектов. В устойчивом состоянии массива трещины (дефекты) неподвижны при постоянной внешней нагрузке. На стабильность трещины сильно влияет напряженное состояние среды. Для увеличения размеров трещин требуется увеличение нагрузки. В неустойчивом состоянии равновесия трещина начинает двигаться при достижении нагрузкой некоторого критического значения. Неустойчиво двигающаяся трещина является интенсивным источником упругих волн [16], а, следовательно, может стать источником мощного сейсмического события. Для условий Хибинских апатитовых месторождений мощными считаются сейсмособытия энергетического класса К>6.
Сейсмическая сеть на подземных рудниках построена с приоритетами в районах ведения горных работ. Основной задачей сейсмического мониторинга является региональный прогноз удароопасности, который основан на выявлении зон повышенной потенциальной опасности разрушения массива для своевременного вывода людей и оборудования.
Контроль состояния массива в его консольной части не менее важен, чем на участках ведения горных работ, т.к. обрушение поверхностной части массива горных пород играет значительную роль в стабилизации напряжений в зоне опорного давления. Непредвиденное (внезапное) самообрушение пород консоли представляет угрозу как подземным выработкам (воздушный удар), так и объектам, находящимся на поверхности. Поэтому прогнозная оценка состояния массива горных пород при ведении горных работ представляет большой научный и практический интерес [17, 18].
В качестве критерия для контроля сейсмического режима при формировании обрушений пород консольной части массива в настоящей работе рассматривается критерий вариации временных интервалов (ВВИ)
Применяются следующие параметры, характеризующих пространственно-временные особенности разрушения в массиве: средние значения временных интервалов Дt между последовательными сейсмическими событиями и их коэффициент вариации Удл.
Средний временной интервал между хронологически последовательными сейсмическими событиями в выборке
где АЪ - временной интервал между событиями в выборке.
Коэффициент вариации - это отношение стандартного отклонения к среднему значению:
Критерием для определения начала тревоги на графике является ситуация, когда средний временной интервал между сейсмическими событиями уменьшается, а коэффициент вариации растет в трех и более последовательных точках. Критерием окончания тревоги является обратная ситуация в значениях выбранных параметров.
Примеры применения критерия ВВИ в качестве прогностического признака приближающегося сейсмического явления в «большой» сейсмологии представлены в работах [20-22].
Ранее на рудниках КФ АО «Апатит» методика ВВИ применялась после проведения массовых взрывов для выявления предвестников мощных сейсмических событий в период релаксации массива [23]. Временной диапазон выборки для оценки по методике ВВИ ограничивался с одной стороны временем взрыва с другой - временем начала работ в зоне их проведения. В дальнейшем система отработки месторождений изменилась, массовые взрывы заменили технологическими менее мощными и чаще проводимыми, поэтому необходимость в применении методики ВВИ отпала.
В настоящей работе учитывая большое число сейсмических событий, происходящих в консольной части массива, а также постоянное взрывное воздействие на массив горных пород, в первом приближении для определения тревоги оценивались долговременные тренды изменения параметров, в течение которых возможны колебания значений. Тревогой считался период устойчивого спада значений среднего временного интервала Дt и одновременного роста коэффициента вариации У^.
[19 - 21].
(1)
Время от начала до окончания тревоги авторами принят период возможного проявления сильного сейсмического события или серии событий, атакже это могут быть зафиксированные случаи обрушения пород консоли (как на локальных участках, так и формирование магистрального разрыва, т.е. слияния трещин в единый разрыв). Таким образом, считаем период тревоги периодом неустойчивого состояния массива горных пород.
Значения параметров рассчитывались для скользящих выборок фиксированного размера (10-50 событий) при сдвигании окна на одно событие за период с 2013 по 2018 г. Расчеты проводились для разных выборок событий с учетом минимального энергетического класса (К>3, К>4, К>5 и К>6).
Ранее на рассматриваемых месторождениях были определены области различного деформирования массива и земной поверхности и выявлены периоды неустойчивости массива при формировании обрушений подработанной толщи пород с применением двух критериев: энергетический индекс и кумулятивный кажущийся объем [3, 24, 25].
В настоящей работе исследование временных прогнозных параметров среднего временного интервала между событиями М и коэффици-ента вариации этих интервалов проведено только для участков, расположенных над зоной подземных горных работ. Для Кукисвумчоррского месторождения рассматривается участок длиной 1150 м по простиранию рудного тела (ХАСКСМ-К = 400 - 1550 м); для Юкспорского месторождения - участок длиной 1080 м (ХАСКСМ-К = 2420 - 3500 м); для месторождения Апатитовый Цирк - 1800 м (ХАСКСМР = 900 - 2700 м). Границей консоль -ной части массива горных пород приняты следующие высотные отметки (выс. отм.): Кукисвумчоррское месторождение - выс. отм. +300 м, Юкспорское месторождение - выс. отм. + 400 м, месторождение Апатитовый Цирк - выс. отм. + 600 м. Таким образом, для всех месторождений из рассмотрения исключены данные о сейсмичности в районах активного ведения горных работ.
Результаты и их обсуждение
Для рассматриваемых участков месторождений Кукисвумчорр-ское, Юкспорское и Апатитовый Цирк (число событий 10665, 34398 и 1112 соответственно) построены графики изменения временных прогнозных параметров At и ¥м за шестилетний период. Для оценки возможности применения этих параметров как индикаторов изменения состояния массива в подработанной толще пород далее представлены результаты расчетов в окне из 50 сейсмособытий с энергетическим классом от К>3 за исследуемый период.
Выявлены несколько периодов возможного формирования обрушения подработанной толщи пород (неустойчивого состояния массива)
(рис. 2). Статистические данные о периодах тревог (одновременного роста коэффициента вариации и спада среднего временного интервала) приведены в таблице.
Статистические данные о периодах тревог
№ Период Ттр Nобщ КК=5 КК=6 Кк=7
Кукисвумчоррское месторождение
1 09.05.13 - 28.07.13 81 59 4 - -
2 19.05.14 - 01.08.14 75 73 14 2 1
3 11.05.15 - 19.08.15 101 263 8 1 -
4 05.05.16 - 24.07.16 81 616 39 4 -
5 04.02.17 -20.04.17 76 385 37 9 -
Юкспорское месторождение
1 03.02.13 -18.02.13 16 36 2 - -
2 24.03.13 -23.05.13 61 142 9 - -
3 06.02.15 - 16.07.15 157 2239 196 8 3
4 27.09.15 - 06.11.15 41 324 30 - 1
Апатитовый Цирк
1 26.11.13 - 12.02.14 79 102 - - -
2 24.03.15-16.04.15 24 15 - - -
3 19.08.16-24.12.16 128 49 3 - -
4 31.03.18 - 03.10.18 187 290 8 - -
Примечание. Ттр — общее время тревоги; Мобщ - общее число событий; N=5, Мк=6, ЛК=7 - число событий энергетического класса К
На Кукисвумчоррском месторождении выявлено пять периодов, которые можно считать периодами неустойчивого состояния массива (рис. 2, а). Первые четыре (с 2013 по 2016 г.) - весенне-летний период. Связаны с формированием трещин на поверхности массива, а не в основании консольного зависания. Этому способствовал климатический фактор: происходило прорастание уже раскрытых трещин выветривания за счет попадания в них атмосферных вод в результате интенсивного снеготаяния и проливных дождей.
Пятый период связан с формированием магистральной трещины и обрушением пород консольной части массива, который подробно был рассмотрен в предыдущих работах [24 - 26].
На Юкспорском месторождении выявлено четыре периода формирования обрушений пород консольной части массива (таблица, рис. 2,б). Первые два периода можно считать подготовительными перед значительным обрушением в 2014 г. Однако период самого обрушения по рассматриваемым критериям не выявлен. Просыпки горной массы на поверхности происходили в течение 2013 г. К началу октября 2013 г. с поверхности
отделился и рассыпался по склону относительно большой блок массива (рис. 3,а).
сч сч сч стч ^
о о
сч с-4 сч
сч сч о-з о-^
г^ ^ г- т—"
М N N N N
£7> - - г, 1Л
«— «Л
о
о-. ГЛ
О^ 1— г—
АЬ - средний временной интервал между последовательными сейсмособытиями; Уд^ коэффициент вариации
Рис. 2. Изменение временных прогнозных параметров А* и Ум в консольной части массива: а - Кукисвумчоррское месторождение;
б - Юкспорское месторождение; в - месторождение Апатитовый Цирк
В начале марта 2014 г. на том же участке склона наблюдались просыпания горной массы (рис. 3,б), большие блоки сформировались к середине лета: в начале июля обрушение состояло из трех рядом расположенных блоков и в августе 2014 г. (рис. 3,в) снова наблюдались незначительные просыпания горной массы по склону горы.
Другие периоды тревог (3 и 4) по графикам изменений параметров Д! и Ум Юкспорского месторождения обусловлены началом отработки блока-целика на гор. + 320 м. И если вначале отработки блока-целика можно выявить какие-то особенности изменения параметров, то в дальнейшем события происходили так часто, что значения среднего временного интервала между ними - близки к нулю.
в 7-9.07.2014 г 12.08.2014 г.
Рис. 3. Юкспорское месторождение, обрушение подработанной
толщи пород
Отработка блока-целика сопровождалась высоким уровнем сейсмической активности в консоли налегающих пород, т.е. происходило прорастание трещин в массиве с последующим постепенным обрушением покрывающих пород. Причем формирование обрушения продолжалось достаточно длительное время (вплоть до окончания отработки блока). Число сильных событий оставалось на высоком уровне в течение года: от 30 до 60 сильных сейсмособытий в месяц с октября 2016 г. по май 2017 г.
На месторождении Апатитовый Цирк выявлено четыре периода тревог (см. рис. 2,в). За рассмотренный период не зарегистрировано ни одного сейсмособытия энергетического класса К>7. Ранее в работе [23] было показано, что формирование обрушения пород поверхностной части массива происходило менее интенсивно, чем на месторождениях Кировского рудника. По графику для месторождения Апатитовый Цирк наблюдается «волновой» характер изменения значений Д1 периоды затишья сейсмичности сменяются ее активизацией (постепенный рост значений сменяется спадом). В эти интервалы в подработанной толще пород установлена фаза разупрочнения (неустойчивое состояние массива), отмечалось трещинообразование в консоли, наблюдался небольшой рост сейсмической активности в августе - декабре 2016 г, а в 2018 г. была более существенная активизация процесса обрушения. Анализ взрывной деятельности на месторождении показал, что такой «волновой» характер может быть обусловлен проведением массовых взрывов в карьере Центральный.
Известно, что интенсивность реакции массива зависит от его геологического и структурно-тектонического строения, гидрогеологического режима, технологии отработки месторождения, количества и мощности взрывов, темпов ведения горных работ, их углубление. Наиболее значимым возмущающим фактором являются взрывные работы при отбойке руды, которые проводятся на исследуемых месторождениях три раза в сутки. Нельзя исключать и нагрузку на массив от более мощных массовых взрывов, которые, например, на карьере Центральный ранее проводились каждую пятницу, что оказывало непосредственное влияние на сейсмический отклик массива подземного Расвумчоррского рудника.
Заключение
Результаты проведенного исследования показывают связь изменения среднего временного интервала между последовательными сейсмическими событиями и коэффициента его вариации с процессами разрушения массива в подработанной толще.
На Кукисвумчоррском месторождении выявлены пять периодов неустойчивого состояния массива, четыре из которых связаны с образованием трещин на поверхности массива в весенне-летний период и один - с формированием магистральной трещины и обрушением пород консольной части массива.
На Юкспорском месторождении установлено четыре периода формирования обрушений пород консольной части массива: два подготовительных перед обрушением в 2014 г. и два периода, связанные с началом отработки блока-целика на гор. + 320 м.
Для месторождения Апатитовый Цирк выявлен «волновой» характер изменения значений Д1 периоды затишья сейсмичности сменяются ее активизацией, т.е. постепенный рост значений сменяется спадом. Определены четыре периода тревог и отмечено непосредственное влияние на сейсмический отклик массива массовых взрывов в карьере Центральный.
Таким образом, модель поведения временных прогнозных параметров (средний временной интервал между последовательными сейсмическими событиями и их коэффициент вариации) может применяться для оценки состояния массива в подработанной толще на Хибинских апатитовых рудниках.
Работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда (проект № 22-17-00248).
Авторы выражают огромную благодарность главному инженеру Кировского филиала АО «Апатит» и специалистам службы прогноза и предотвращения горных ударов Кировского филиала АО «Апатит» за предоставление данных сейсмического мониторинга.
Список литературы
1. Геомеханическое обоснование эффективной технологии отработки мощных месторождений на больших глубинах / Н.Н. Мельников [и др.] // Горн. дело в Арктике: труды 8-го Междунар. симпозиума. Апатиты; СПб., 2005. C. 26 - 34.
2. Отработка горизонта с применением протяженных разгрузочных зон в удароопасном массиве / Ю. В. Демидов [и др.] // Сб. науч. тр. Междунар. конф. «Геодинамика и напряженное состояние недр Земли». 2004. С. 413 - 418.
3. Семенова И.Э., Жукова С.А., Журавлева О.Г. Развитие зон сейсмической активности в подработанной толще пород при комбинированной отработке месторождений Кировского рудника // Физико--технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2022. № 6. С. 104-111.
4. Davies Global review of human-induced earthquakes / Gillian R. Foulger [and others] // Earth-Science Reviews. 2018. Vol. 178. P. 438-514.
5. Global review of human-induced earthquakes / G.R. Foulger [and others] //Earth-Science Reviews. 2018; 178:438-514.
6. Case histories of rockbursts at metal mines. In: Feng X.-T. (ed.) Rockburst. Mechanisms, Monitoring, Warning, and Mitigation / Liu J.-P [and others] // Elsevier Inc. 2018. Chapter 2. P. 47-92.
7. Simser B.P. Rockburst management in Canadian hard rock mines. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019;11(5):1036-1043.
8. Абрашитов А. Ю., Онуприенко В. С., Корчак П. А. Трехуровневая система сейсмического мониторинга массива горных пород Хибинских месторождений апатит-нефелиновых руд // Горная промышленность. 2023. С. 36-42.
9. Опыт взаимодействия с горным предприятием при решении проблем геодинамической безопасности / А. Ю. Абрашитов, А. Н. Шаба-ров, П. А. Корчак, А. Д. Куранов // Горный журнал. 2023. № 5. С. 40-48.
10. Совершенствование автоматизированной системы геомеханического мониторинга и раннего предупреждения опасных геодинамических явлений / И. Ю. Рассказов [и др.] // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. № 12-1. С. 106-121.
11. Еременко А. А., Мулев С. Н., Штирц В. А. Мониторинг геодинамических явлений микросейсмическим методом при освоении ударо-опасных месторождений // ФТПРПИ. 2022. № 1. С. 12 - 22.
12. Рукавишников Г. Д., Мулёв С.Н., Гаврилов А.Г. Опыт применения и перспективы развития системы сейсмического мониторинга ГИТС на Таштагольском железорудном месторождении // Горная промышленность. 2023. С. 90-95.
13. Мониторинг сейсмического воздействия взрывов на карьере "Шахтау" / А.В. Верхоланцев, Р.А. Дягилев, Д.Ю. Шулаков, А.В. Шкурко // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2019. № 2. С. 59-69.
14. Козырев А. А. Геомеханическое обоснование ведения горных работ на удароопасных рудных месторождениях // Горная промышленность. 2023 С. 04-13.
15. Сейсмичность при горных работах / под ред. Н.Н. Мельникова Апатиты: КНЦ РАН, 2002. 325 с.
16. Мячкин В.И. Процессы подготовки землетрясений. М.: Наука. 1978. 232 с.
17. Геомеханическое и горнотехнологическое моделирование как средство повышения безопасности отработки месторождений твердых полезных ископаемых / А.А. Козырев, С.В. Лукичев, О.В. Наговицын, И.Э. Семенова // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2015. № 4. С. 73-83.
18. Козырев А.А., Панин В.И., Семенова И.Э. Управление геодинамическими рисками на хибинских апатитовых рудниках // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2010. № 12. С. 347-359.
19. Дамаскинская Е.Е., Куксенко В. С., Томилин Н.Г. Статистические закономерности акустической эмиссии при разрушении гранита // Физика Земли. 1994. № 11. С.40-48.
20. Томилин Н.Г., Куксенко В.С. Прогнозирование землетрясений Камчатки // Геофизический мониторинг и проблемы сейсмической безопасности Дальнего Востока России. 2008. Т. 2. С. 84-88.
21. Томилин Н.Г. Парные землетрясения на Курилах // Тихоокеанская геология. 2009. Т. 28. №5. С. 64-69.
22. Чебров В. Н., Салтыков В. А., Серафимова Ю. К. Опыт выявления предвестников сильных (м 6.0) землетрясений на Камчатке в 19982011 гг // По материалам КФ РЭС. Вулканология и сейсмология. 2013. №1. С. 85.
23. Аккуратов М.В., Можаев С. А. Организация регионального прогноза на основе непрерывной регистрации сейсмичности на рудниках ОАО «Апатит» // Техногенная сейсмичность при горных работах: модели очагов, прогноз, профилактика: сб. трудов конф. Кировск, 14-16 апреля 2004 года. Горный институт Кольского научного центра РАН. Т. Ч. 2. Кировск: Кольский научный центр РАН, 2004. С. 14-20.
24. Журавлева О.Г., Жукова С. А. Выявление периодов неустойчивости при формировании обрушений подработанной толщи пород в тектонически напряженном Хибинском массиве // Горная промышленность. 2023.
25. Журавлева О.Г., Жукова С. А. Исследование пространственно-временных закономерностей развития сейсмичности в подработанной толще массива на Расвумчоррском руднике // Горная промышленность. 2024. Вып. 3. С. 105-111.
26. Особенности сейсмического режима массива горных пород при отработке удароопасных месторождений Хибинского массива / С.А. Жукова, О.Г. Журавлева, В.С. Онуприенко, А.А. Стрешнев / Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2022. № 7. С. 5-17.
Семенова Инна Эриковна, канд. техн. наук, нач. отдела, [email protected], Россия, Апатиты, Горный институт Кольского научного центра РАН,
Журавлева Ольга Геннадьевна, канд. техн. наук, ст. науч. сотр., [email protected], Россия, Апатиты, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук,
Жукова Светлана Александровна, канд. техн. наук, ст. науч. сотр., [email protected], Россия, Апатиты, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук
ASSESSMENT OF THE CONDITION OF UNDERWORKED ROCKS BASED ON TIME FORECAST SEISMICITY PARAMETERS
I.E. Semenova, O.G. Zhuravleva, S.A. Zhukova
The article presents the results of studies of the possibility of using the time parameters of microseismic flow to identify periods of formation of collapses of undermined rock strata using the example of the Khibiny apatite mines. It is shown that changes in the average time interval between successive seismic events and the coefficient of variation of this interval reflect the processes of destruction of the rock mass. The results of the study are ofpractical interest. The model of the behavior of temporary predictive parameters can be used to assess the state of the massif in the undermined strata at the Khibiny apatite mines.
Key words: seismicity, average time interval between seismic events coefficient of variation, the Khibiny massif.
Semenova Inna Erikovna, candidate of technical sciences, head of department, [email protected], Russia, Apatity, Mining Institute of the Kola Scientific Center of the Russian Academy of Sciences,
Zhuravleva Olga Gennadievna, candidate of technical sciences, senior researt officer, o.zhuravleva@ksc. ru, Russia, Apatity, Mining Institute of the Kolsky Scientific Center of the Russian Academy of Sciences,
Zhukova Svetlana Alexandrovna, candidate of technical sciences, senior researt officer , [email protected], Russia, Apatity, Mining Institute of the Kola Scientific Center of the Russian Academy of Sciences
Reference
1. Geomechanical substantiation of an effective technology for mining powerful deposits at great depths / N. N. Melnikov [et al.] // Gorn. delo in the Arctic. Tr. 8th International. the symposium. Apatity St. Petersburg, 2005. pp. 26-34.
2. Working out the horizon using extended unloading zones in an impact-prone massif / Yu. V. Demidov [et al.] // Collection of scientific tr. International Conf. Geodynam-ics and the stress state of the Earth's interior. 2004. pp. 413-418.
3. Semenova I. E., Zhukova S. A., Zhuravleva O. G. Development of zones of seismic activity in the mined-out rock thickness during combined mining of deposits of the Ki-rovsky mine // Physico-technical problems of mineral development. 2022. No. 6. pp. 104111.
4. Davies Global review of human-induced earthquakes / Gillian R. Foulger [and others] // Earth-Science Reviews. 2018. Vol. 178. P. 438-514.
5. Global review of human-induced earthquakes / G.R. Foulger [and others] // Earth-Science Reviews. 2018; 178:438-514.
6. Case histories of rockbursts at metal mines. In: Feng X.-T. (ed.) Rockburst. Mechanisms, Monitoring, Warning, and Mitigation / Liu J.-P [and others] // Elsevier Inc.; 2018, chapter 2, pp. 47-92.
7. Simser B.P. Rockburst management in Canadian hard rock mines. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019;11(5):1036-1043.
8. Abrashitov A. Yu., Onuprienko V. S., Korchak P. A. Three-level system of seismic monitoring of the rock mass of the Khibiny deposits of apatite-nepheline ores // Mining industry. 2023. pp. 36-42.
9. Experience of interaction with a mining enterprise in solving problems of geo-dynamic safety / A. Y. Abrashitov, A. N. Shabarov, P. A. Korchak, A.D. Kuranov // Mining Journal. 2023. No. 5. pp. 40-48.
10. Improvement of the automated system of geomechanical monitoring and early warning of dangerous geodynamic phenomena / I. Y. Rasskazov [et al.] // Mining information and analytical Bulletin. 2022. No. 12-1. pp. 106-121.
11. Eremenko A. A., Mulev S. N., Stirts V. A. Monitoring of geodynamic phenomena by microseismic method in the development of impact-prone deposits // FTPRPI. 2022. No. 1. pp. 12-22.
12. Rukavishnikov G.D., Mulev S.N., Gavrilov A.G. Experience of application and prospects for the development of a seismic monitoring system monitoring of GITS at the Tashtagol iron ore deposit // Mining industry. 2023. pp. 90-95.
13. Monitoring of the seismic impact of explosions at the Shakhtau quarry / A.V. Verkholantsev, R. A. Diaghilev, D. Yu. Shulakov, A.V. Shkurko // Physico-technical problems of the development of useful minerals. 2019. No. 2. pp. 59-69.
14. Kozyrev A.A. Geomechanical justification of mining operations at high-impact ore deposits // Mining industry. 2023 pp. 04-13.
15. Seismicity in mining operations / ed. Melnikova N.N. Apatity: KSC RAS. 2002.
325 p.
16. Myachkin V.I. Earthquake preparation processes. M.: Nauka. 1978. 232 p.
17. Geomechanical and mining technology modeling as a means of improving the safety of mining deposits of solid minerals / A.A. Kozyrev, S.V. Lukichev, O.V. Nagovitsyn, I.E. Semenova // Mining information and analytical bulletin (scientific and technical journal). 2015. No. 4. pp. 73-83.
18. Kozyrev A.A., Panin V.I., Semenova I.E. Management of geo-dynamic risks at Khibiny apatite mines // Mining information and analytical bulletin (scientific and technical
journal). 2010. No. 12. pp. 347-359.
19. Damaskinskaya E.E., Kuksenko V.S., Tomilin N.G. Statistical patterns of acoustic emission during the destruction of the face // Physics of the Earth. 1994. No. 11. pp.40-48.
20. Tomilin N.G., Kuksenko V.S. Forecasting of Kamchatka earthquakes // Geophysical monitoring and problems of seismic safety of the Russian Far East. 2008. Vol. 2. pp. 84-88.
21. Tomilin N.G. Paired earthquakes in the Kuril Islands // Pacific Ocean Geology. 2009. Vol. 28. No.5. pp. 64-69.
22. Chebrov V. N., Saltykov V. A., Serafimova Yu. K. Experience of the phenomenon of precursors of strong (m 6.0) earthquakes in Kamchatka in 1998-2011 // According to the materials of the CF RES. Volcanology and seismology. 2013. No. 1. p. 85.
23. Akkuratov M.V., Mozhaev S.A. Organization of regional forecasting based on continuous registration of seismicity at the ores of JSC Apatit // Collection of scientific articles Technogenic seismicity in mining operations: models of foci, forecast, prevention: international. Meetings, Kirovsk, April 14-16, 2004. Mining Institute of the Kola Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. Vol. 2. Kirovsk: Kola Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2004. pp. 14-20.
24. Zhuravleva O.G., Zhukova S.A. Identification of periods of instability in the formation of collapses of the sub-worked rock strata in the tectonically stressed Khibiny massif // Mining industry. 2023. (5S):00- 00.
25. Zhuravleva O.G., Zhukova S.A. Investigation of spatial and temporal patterns of seismicity development in the fractured thickness of the massif at Rasvumchorrsky mine // Mining industry. 2024; (3): 105-111.
26. Features of the seismic regime of the rock mass during the development of impact-prone deposits of the Khibinsky massif / S.A. Zhukova, O.G. Zhuravleva, V.S. Onuprienko, A.A. Streshnev / Mining information and analytical bulletin (scientific and technical journal). 2022. No. 7. pp. 5-17.
УДК 622.4
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОРГАНИЗАЦИИ РЕЦИРКУЛЯЦИОННОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ В МНОГОСВЯЗНЫХ СИСТЕМАХ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
Г.З. Файнбург, Н.А. Трушкова, Л.Ю. Левин, А.В. Зайцев
Рассматриваются основные требования к организации эффективного рециркуляционного проветривания. Анализируется опыт и особенности применения рециркуляционного проветривания в рамках различных моделей. Развиты и проиллюстрированы примерами конкретные стандартизованные рециркуляционные схемы проветривания для различных случаев. Показано, что основными достоинствами применения рециркуляции являются утилизация утечек воздуха, а также сверхнормативные запасы свежего воздуха. Продемонстрировано, что установка дополнительного источника тяги, совпадающего с действием общешахтной депрессии, более эффективна, чем при их разнонаправленном действии, что позволяет создавать
