Современные подходы контроля напряженно-деформированного состояния массива горных пород по данным сейсмических наблюдений на Таштагольском железорудном месторождении

DOI: https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-3S-32-36

А.Г. Гаврилов¹, В.А. Штирц¹, Г.Д. Рукавишников^{2, 3}
¹ ЕВРАЗРУДА – филиал АО «ЕВРАЗ ЗСМК», г. Новокузнецк, Российская Федерация
² АО «ВНИМИ», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
³ Институт горного дела имени Н.А. Чинакала Сибирского отделения РАН, г. Новосибирск, Российская Федерация
Горная Промышленность №3S / 2024 стр. 32-36

Резюме: В статье описан опыт использования современной системы сейсмического мониторинга для получения качественно нового типа данных – длительных непрерывных записей колебаний сейсмических датчиков. В отличие от классического метода использования систем сейсмического мониторинга, где полезной информацией являются короткие отрезки сигнала с записью группы упругих волн, новый подход предполагает анализ длительных временных отрезков, содержащих фоновые колебания сейсмических датчиков. Рассмотрен пример получения подобных записей датчиками системы сейсмического мониторинга «GITS», установленными в подземных выработках железорудного месторождения на большой глубине. Предлагается метод интерпретации таких данных путём специальной обработки полученных записей с опорой на теорию волн маятникового типа. Данный метод может быть использован как методологическая основа для оценки напряжённо-деформированного состояния массива горных пород.

Ключевые слова: сейсмическая активность, горные удары, напряжённо-деформированное состояние, сейсмические датчики, длительные записи, маятниковые волны, блочная среда

Благодарности: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда №23-17-00148, https://rscf.ru/project/23-17-00148/

Для цитирования: Гаврилов А.Г., Штирц В.А., Рукавишников Г.Д. Современные подходы контроля напряженно-деформированного состояния массива горных пород по данным сейсмических наблюдений на Таштагольском железорудном месторождении. Горная промышленность. 2024;(3S):32–36. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-3S-32-36

Информация о статье

Поступила в редакцию: 09.05.2024

Поступила после рецензирования: 18.06.2024

Принята к публикации: 28.06.2024

Информация об авторах

Гаврилов Алексей Григорьевич – главный инженер, ЕВРАЗРУДА – филиал АО «ЕВРАЗ ЗСМК», г. Новокузнецк, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Штирц Владимир Александрович – кандидат технических наук, заместитель главного инженера по горным ударам, ЕВРАЗРУДА – филиал АО «ЕВРАЗ ЗСМК», г. Новокузнецк, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Рукавишников Георгий Дмитриевич – заведующий центром геодинамического мониторинга, АО «ВНИМИ», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; инженер отдела экспериментальной геомеханики, Институт горного дела имени Н. А. Чинакала Сибирского отделения РАН, г. Новосибирск, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Список литературы

1. Мулев С.Н., Питаль М.Н., Панин С.Ф., Тюхрин В.Г. Современные технологии сейсмического мониторинга угольных шахт и рудников. Горный журнал. 2019;(9):68–72. https://doi.org/10.17580/gzh.2019.09.08 Mulev S.N., Pital M.N., Panin S.F., Tyukhrin V.G. Advanced seismic monitoring technologies for coal and ore mines. Gornyi Zhurnal. 2019;(9):68–72. (In Russ.) https://doi.org/10.17580/gzh.2019.09.08

2. Еременко А.А., Мулев С.Н., Штирц В.А. Мониторинг геодинамических явлений микросейсмическим методом при освоении удароопасных месторождений. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2022;(1):12–22. https://doi.org/10.15372/FTPRPI20220102 Eremenko A.A., Mulev S.N., Shtirts V.A. Microseismic monitoring of geodynamic phenomena in rockburst-hazardous mining conditions. Journal of Mining Science. 2022;58(1):10–19.

3. Mendecki A.J., Lynch R.A., Malovichko D.A. Routine micro-seismic monitoring in mines. 2010. 33 p. Available at: https://www.researchgate.net/publication/268439633_Routine_Micro-Seismic_Monitoring_in_Mines (accessed: 28.05.2024).

4. Мулев С.Н., Рукавишников Г.Д., Мороз Д.И., Пашкова В.И., Мороз Н.Е. Мониторинг напряженного состояния сейсмическими и расчётными методами на шахтах АО «Воркутауголь». Уголь. 2022;(12):88–93. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2022-12-88-93 Mulev S.N., Rukavishnikov G.D., Moroz D.I., Pashkova V.I., Moroz N.E. Monitoring of the stress state by seismic and numerical methods at the mines of JSC “Vorkutaugol”. Ugol’. 2022;(12):88–93. (In Russ.) https://doi.org/10.18796/0041-5790-2022-12-88-93

5. Разумов Е.Е., Простов С.М., Мулёв С.Н., Рукавишников Г.Д. Алгоритмы обработки сейсмической информации. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022;(2):17–29. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_2_0_17 Razumov E.E., Prostov S.M., Mulev S.N., Rukavishnikov G.D. Seismic information processing algorithms. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2022;(2):17–29. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_2_0_17

6. Опарин В.Н., Адушкин В.В., Востриков В.И., Усольцева О.М., Мулев С.Н., Юшкин В.Ф. и др. Развитие экспериментально-теоретических основ нелинейной геотомографии. Часть I: формулировка и обоснование задачи исследований. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019;(1):5–25. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-01-0-5-25 Oparin V.N., Adushkin V.V., Vostrikov V.I, Usol'tseva O.M., Mulev S.N., Yushkin V.F. et al. An experimental and theoretical framework of nonlinear geotomography. Part I: Research problem statement and justification. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2019;(1):5–25. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-01-0-5-25

7. Wang K., Dou L., Pan Y., Kiryaeva T.A. Study of tunnel roof anti-impact and energy absorption effect on block overburden rock mass failure. Zhongguo Kuangye Daxue Xuebao / Journal of China University of Mining and Technology. 2017;46(6):1212– 1217.

8. Штирц В.А., Колтышев В.Н. Отработка блоков и распределение толчков после массовых взрывов в условиях Таштагольского месторождения. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015;(11):41–46. Shtirts V.A., Koltyshev V.N. Development blocks and the distribution of aftershocks after massive explosions in the conditions of the Tashtagol deposit. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2015;(11):41–46. (In Russ.)

9. Курленя М.В., Опарин В.Н. О явлении знакопеременной реакции горных пород на динамические воздействия. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1990;(4):3–13. Kurlenya M.V., Oparin V.N. On the phenomenon of skew symmetric response of rocks to dynamic impacts. FizikoTekhnicheskie Problemy Razrabotki Poleznykh Iskopaemykh. 1990;(4):3–13. (In Russ.)

10. Kurlenya M.V., Oparin V.N., Vostrikov V.I. Anomalously low friction in block media. Journal of Mining Science. 1997;33(1): 1–11. https://doi.org/10.1007/BF02765421

11. Опарин В.Н., Танайно А.С. Каноническая шкала иерархических представлений в горном породоведении. Новосибирск: Наука; 2011.258 с.

12. Адушкин В.В., Опарин В.Н. От явления знакопеременной реакции горных пород на динамические воздействия – к волнам маятникового типа в напряженных геосредах. Ч. ΙΙΙ. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2014;(4):10–38. Adushkin V.V., Oparin V.N. From the alternating-sign explosion response of rocks to the pendulum waves in stressed geomedia. Part III. Journal of Mining Science. 2014;50(4):623–645. https://doi.org/10.1134/S1062739114040024

13. Опарин В.Н., Адушкин В.В., Киряева Т.А., Потапов В.П., Черепов А.А., Тюхрин В.Г., Глумов А.В. О влиянии волн маятникового типа от землетрясений на газодинамическую активность угольных шахт Кузбасса. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2018;(1):3–15. https://doi.org/10.15372/FTPRPI20180101 Oparin V.N., Adushkin V.V., Kiryaeva T.A., Potapov V.P., Cherepov A.A., Tyukhrin V.G., Glumov A.V. Effect of pendulum waves from earthquakes on gas-dynamic behavior of coal seams in Kuzbass. Journal of Mining Science. 2018;54(1):3–12. https://doi.org/10.1134/S1062739118013269

14. Киряева Т.А., Рукавишников Г.Д. О влиянии землетрясений и мощных технологических взрывов на газодинамическую активность угольных шахт. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2021;(2):385–395. Kiryaeva T.A., Rukavishnikov G.D. On the influence of earthquakes and powerful technological explosions on the gasdynamic activity of coal mines. Izvestiya Tulskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Nauki o Zemle. 2021;(2):385–395. (In Russ.)