История развития и перспективы дальнейшего применения метода геодинамического районирования
А.С. Батугин1 , Н.Е. Мороз2
1 Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация
2 АО «ВНИМИ», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
Горная Промышленность №3S / 2024 стр. 14-19
Резюме: Рассмотрены предпосылки появления метода геодинамического районирования во ВНИМИ как головной организации по проблеме горных ударов в Советском Союзе. Метод предназначен для районирования месторождений по степени геодинамической опасности и направлен на оценку напряженного состояния горных массивов по принципу «от общего к частному». Метод предусматривает выявление иерархически упорядоченной блочной структуры горного массива; установление динамики взаимодействия блоков и оценку напряженного состояния блочного массива, в том числе после начала разработки месторождения; разработку рекомендаций по безопасному ведению горных работ с учетом полученных результатов и возможного изменения напряженного состояния массива под влиянием горных работ. Метод также нашел применение на нефтяных месторождениях для выявления перспективных мест расположения скважин, при выявлении геодинамически опасных зон вдоль трасс железных дорог и трубопроводов, селитебных и промышленных зон. Теоретические положения о взаимодействии глобальных геодинамических и локальных геомеханических процессов при ведении горных работ, представления о предельно напряженном состоянии слоя земной коры от поверхности до некоторой глубины нашли подтверждения на практике и в научных разработках в разных странах мира. Проведение работ по геодинамическому районированию угольных и рудных месторождений, склонных и опасных по горным ударам, предусмотрено действующими инструктивными документами по безопасности. ВНИМИ продолжает развивать теоретические вопросы геодинамического районирования и ведет практические работы по геомеханической безопасности на месторождениях, что показано на примере Камчатского региона.
Ключевые слова: геодинамика недр, блочная структура, сейсмичность, горный удар, газодинамическое явление
Для цитирования: Батугин А.С., Мороз Н.Е. История развития и перспективы дальнейшего применения метода геодинамического районирования. Горная промышленность. 2024;(3S):14–19. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-3S-14-19
Информация о статье
Поступила в редакцию: 03.05.2024
Поступила после рецензирования: 18.06.2024
Принята к публикации: 27.06.2024
Информация об авторах
Батугин Андриан Сергеевич – доктор технических наук, профессор, кафедра безопасности и экологии горного производства, Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Мороз Никита Евгеньевич – научный сотрудник, лаборатория горных ударов, АО «ВНИМИ», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Петухов И.М. Горные удары на угольных шахтах. М.: Недра; 1972. 221 с.
2. Батугина И.М., Петухов И.М. Геодинамическое районирование при строительстве и эксплуатации рудников. М.: Недра; 1988. 162 с.
3. Петухов И.М., Батугина И.М. Геодинамика недр. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра коммуникейшэнз; 1999. 287 с.
4. Шабаров А.Н. Научные основы геологического обеспечения безопасной отработки пластовых месторождений в геодинамически опасных зонах: дис. … д-ра техн. наук. М.; 2004. 503 с.
5. Шабаров А.Н., Дупак Ю.Н., Батугин А.С. Тектонически напряженные и разгруженные зоны в горном массиве. Уголь. 1994;(7):28–30. Shabarov A.N., Dupak Yu.N., Batugin A.S. Tectonically stressed and unloaded zones in the rock mass. Ugol’. 1994;(7):28–30. (In Russ.)
6. Петухов И.М. О природе горизонтальных сил в земной коре. В кн.: Норватов Ю.А. (ред.) Изучение и прогноз сдвижений и деформаций массивов горных пород, гидрогеомеханических процессов при разработке месторождений подземным и открытым способом: сб. науч. тр. СПб.: ВНИМИ; 1991.
7. Соболев Г.А., Пономарев А.В. Физика землетрясений и предвестники. М.: Наука; 2003. 270 с.
8. Scholz C.H. The mechanics of earthquakes and faulting. New York: Cambridge University Press; 1990. 439 p.
9. Métivier L., de Viron O., Conrad C.P., Renault S., Diament M., Patau G. Evidence of earthquake triggering by the solid earth tides. Earth and Planetary Science Letters. 2009;278(3-4):370–375. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2008.12.024
10. Ellsworth W.L. Injection-induced earthquakes. Science. 2013;341(6142):1225942. https://doi.org/10.1126/science.1225942
11. Тарасов Б.Г. Запредельные свойства горных пород и их связь с динамикой спонтанного разрушения. Горный журнал. 2021;(1):13–19. https://doi.org/10.17580/gzh.2021.01.03 Tarasov B.G. Post-limit properties and correlation with spontaneous fracture dynamics in rocks. Gornyi Zhurnal. 2021;(1):13– 19. (In Russ.) https://doi.org/10.17580/gzh.2021.01.03
12. Townend J., Zoback M.D. How faulting keeps the crust strong. Geology. 2000;28(5):399–402. https://doi.org/10.1130/0091-7613(2000)28<399:HFKTCS>2.0.CO;2
13. Батугин А.С. Геодинамические эффекты предельно напряженного состояния земной коры. Горная промышленность. 2023;(S1):14–21. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-S1-14-21 Batugin A.S. Geodynamic effects of the critically stressed state of the earth’s crust. Russian Mining Industry. 2023; (1 Suppl.):14–21. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-S1-14-21
14. Lan T., Zhang H., Li S., Batugina I., Batugin A. Application and development of the method of geodynamic zoning according to geodynamic hazard forecasting at coal mines in China. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019;221:012088. https://doi.org/10.1088/1755-1315/221/1/012088
15. Сидоров Д.В., Потапчук М.И., Сидляр А.В., Курсакин Г.А. Оценка удароопасности при освоении глубоких горизонтов Николаевского месторождения. Записки Горного института. 2019;238:392–398. https://doi.org/10.31897/PMI.2019.4.392 Sidorov D.V., Potapchuk M.I., Sidlyar A.V., Kursakin G.A. Assessment of rock-burst hazard in deep layer mining at Nikolayevskoye Field. Journal of Mining Institute. 2019;238:392–398. (In Russ.) https://doi.org/10.31897/PMI.2019.4.392
16. Мороз Н.Е., Гендлер С.Г., Вьюников А.А. Газодинамические явления при проходке выработок во вмещающих породах кимберлитовой трубки «Интернациональная». Горная промышленность. 2023;(S1):96–102. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-S1-96-102 Moroz N.E., Gendler S.G., Vyunikov A.A. Gas-dynamic phenomena in tunnel driving thought the host rocks of the “International” kimberlite pipe. Russian Mining Industry. 2023;(1 Suppl.):96–102. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-S1-96-102
17. Мороз Н.Е., Сидоров Д.В., Соннов М.А. Применение цифровых двойников для прогнозной оценки удароопасности надштрековых целиков. Горная промышленность. 2022;(3):93–98. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-3-93-98 Moroz N.E., Sidorov D.V., Sonnov M.A. Application of digital twins to predict rock-bump hazard of drift pillars. Russian Mining Industry. 2022;(3):93–98. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-3-93-98
18. Мороз Н.Е., Сидоров Д.В., Соннов М.А. Комплексное геомеханическое моделирование разработки жильных месторождений блочного строения. Горная промышленность. 2023;(6):71–74. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-6-71-74 Moroz N.E., Sidorov D.V., Sonnov M.A. Complex geomechanical modeling of mining vein deposits of block structure. Russian Mining Industry. 2023;(6):71–74. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-6-71-74
