Алгоритм прогноза плотности выделения сейсмической энергии для рудника СКРУ-1 Верхнекамского месторождения калийных солей
Злобина Т.В., Шулаков Д.Ю.
Горный институт УрО РАН, г. Пермь, Российская Федерация
Горная Промышленность №1S / 2023 стр. 76-82
Резюме: Вопрос прогнозирования сейсмической активности на рудниках и шахтах является актуальным для многих горнопромышленных районов мира. Проявление сейсмичности на месторождениях полезных ископаемых является результатом сочетаний определенных геологических и горнотехнических факторов. В данной статье рассматриваются особенности микросейсмической активности на Первом Соликамском калийном рудоуправлении (СКРУ-1) Верхнекамского месторождения калийных солей (г. Соликамск, Пермский край, Россия). Собранный материал, полученный более чем за 25-летний период мониторинговых наблюдений, послужил базой для выявления пространственно-временных закономерностей, которые вошли в основу методологии прогноза сейсмичности на руднике. В статье описаны этапы прогнозирования такого параметра сейсмичности, как плотность выделения сейсмической энергии – Es. Разработанная методика позволяет проводить верификацию и апробацию заданной модели. Применение корреляционного и регрессионного анализов выявило, что предложенный алгоритм дает возможность предсказывать максимальный уровень сейсмичности на всей территории рудника на основании горнотехнических параметров. Результатом выполнения данного алгоритма является прогнозная карта на 2023 г. для изучаемого рудника. На полученной карте выделены области с параметром Es более 20 Дж/100 м2, которые являются геодинамически опасными зонами, на которых необходимо проводить соответствующие мероприятия для снижения интенсивности деформационных процессов.
Ключевые слова: калийный рудник, сейсмологический мониторинг, техногенная сейсмичность, модель прогноза, горнотехнические параметры отработки, пространственный анализ, прогнозирование, корреляционный анализ, регрессионный анализ
Благодарности: Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и образования РФ в рамках соглашения по государственному заданию №075-03-2021-374 от 29 декабря 2020 г. (рег. номер 122012000401-7)
Для цитирования: Злобина Т.В., Шулаков Д.Ю. Алгоритм прогноза плотности выделения сейсмической энергии для рудника СКРУ-1 Верхнекамского месторождения калийных солей. Горная промышленность. 2023;(S1):76–82. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-S1-76-82
Информация о статье
Поступила в редакцию: 30.12.2022
Поступила после рецензирования: 23.01.2023
Принята к публикации: 25.01.2023
Информация об авторах
Злобина Татьяна Викторовна – инженер, Горный институт УрО РАН, г. Пермь, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-2626-6355; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Шулаков Денис Юрьевич – кандидат технических наук, зав. лаборатории ПТС, Горный институт УрО РАН, г. Пермь, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-5673-8819; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Маловичко Д.А. Оценка сейсмической опасности в рудниках. Российский сейсмологический журнал. 2020;2(2):21–38. https://doi.org/10.35540/2686-7907.2020.2.02
2. Zhu S., Liu J., Jiang F., Shang X., Sun X., Zhang X., Song D., Zhang M., Wang A., Xie H., Qu X. Classification, prediction, prevention and control of roof movement-type mine earthquakes and induced disasters in China’s coal mines. Meitan Xuebao. Journal of the China Coal Society. 2022;47(2):807–816. (In Chinese) https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.XR21.1800
3. Agrawal A., Choudhary B.S., Murthy V.M.S.R. Seismic energy prediction to optimize rock fragmentation: a modified approach. International Journal of Environmental Science and Technology. 2022;19(11):11301–11322. https://doi.org/10.1007/s13762-021-03753-w
4. Wang S., Si G., Wang C., Cai W., Li B., Oh J., Canbulat Is. Quantitative assessment of the spatio-temporal correlations of seismic events induced by longwall coal mining. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2022;14(5):1406–1420. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2022.04.002
5. Glazer S.N. Mine seismology: Seismic response to the caving process: A case study from four mines. Springer Nature; 2018. 242 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-95573-5
6. Nazarevych L.Ye., Nazarevych A.V., Nishchimenko I.M., Oliynyk H.I. The failed technogenic earthquake of September 30 (29), 2017, in Stebnyk and the natural seimotectonic activity of the area. In: 17th International Conference on Geoinformatics – Theoretical and Applied Aspects. European Association of Geoscientists & Engineers; 2018, pp. 1–5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.201801821
7. Жукова С.А., Журавлева О.Г., Онуприенко В.С., Стрешнев А.А. Особенности сейсмического режима массива горных пород при отработке удароопасных месторождений Хибинского массива. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022;(7):5– 17. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_7_0_5
8. Козырев А.А., Федотова Ю.В., Журавлева О.Г. Вероятностный прогноз сейсмоопасных зон в условиях удароопасных месторождений Хибинского массива. Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. 2014;17(2):225–230.
9. Белкин В.В. Мониторинг геологической среды Верхнекамского соленосного бассейна. 2-е изд. Березники: Березниковский филиал Перм. гос. техн. ун-т; 2006. 252 с.
10. Кутовой С.Н., Катаев А.В., Ефимов Е.М., Оверин А.В. Автоматизация производственных процессов при создании годовых планов развития горных работ. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2019;19(3):240–250. https://doi.org/10.15593/2224-9923/2019.3.4
11. Соловьев В.А., Секунцов А.И. Разработка калийных месторождений. Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та; 2013. 265 c.
12. Барях А.А., Смирнов Э.В., Квиткин С.Ю., Тенисон Л.О. Калийная промышленность России: проблемы рационального и безопасного недропользования. Горная промышленность. 2022;(1):41–50. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-1-41-50
13. Маловичко А.А., Маловичко Д.А., Дягилев Р.А. Сейсмологический мониторинг на рудниках Верхнекамского месторождения калийных солей. Горный журнал. 2008;(10):25–29.
14. Шулаков Д.Ю., Бутырин П.Г., Верхоланцев А.В. Сейсмологический мониторинг Верхнекамского месторождения: задачи, проблемы, решения. Горный журнал. 2018;(6):25–29. https://doi.org/10.17580/gzh.2018.06.05
15. Асанов В.А., Паньков И.Л., Гурко И.В. Хрупкое разрушение соляных пород. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2005;(7):137–142.
16. Злобина Т.В. Обновление параметров модели прогноза сейсмической активности для рудника СКРУ-1 Верхнекамского месторождения калийных солей. Горное эхо. 2022;(1):101–108. https://doi.org/10.7242/echo.2022.1.16
17. Дягилев Р.А., Злобина Т.В., Шулаков Д.Ю. Техногенная сейсмичность в калийных рудниках Верхнекамского месторождения. В кн.: Мельников Н.Н. (ред.) Геомеханические поля и процессы: экспериментально-аналитические исследования формирования и развития очаговых зон катастрофических событий в горнотехнических и природных системах. Новосибирск: Изд-во СО РАН; 2018. Т. 1. С. 80–94.
