Сейсмическое и акустическое воздействие массовых взрывов при ведении взрывных работ в карьере
С.А. Козырев, Е.А. Власова, Е.А. Усачев
Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук
Горная Промышленность №6/ 2025 стр. 199-205
Резюме: Для обеспечения безопасности взрывных работ необходимо детально знать свойства сейсмических и ударных воздушных волн взрыва и их взаимосвязь с условиями проведения и параметрами взрыва. Учитывая разнообразие взаимного расположения охраняемых объектов и места взрыва, грунтовых условий на пути распространения сейсмических волн, только экспериментальные методы оценки могут дать реальное представление об уровне сейсмического воздействия на охраняемые объекты. При расширении бортов действующего карьера рудника «Железный» АО «Ковдорский ГОК» существенно сократились расстояния от мест ведения взрывных работ до охраняемых объектов. С целью оценки сейсмического воздействия массовых взрывов на охраняемые объекты рудника и жилые здания г. Ковдора выполнялся сейсмический мониторинг. Инструментальные наблюдения показали, что интенсивность воздействия на здания и сооружения в рассматриваемых горно-геологических условиях не подчиняется известным закономерностям, нежелательные воздействия наблюдаются на таких расстояниях от взрыва, где повреждения по общепризнанным критериям оценки не прогнозируются. Длительные инструментальные наблюдения в дальней зоне действия взрыва показали, что совместное воздействие сейсмовзрывной и ударной воздушной волны на охраняемые объекты приводит к дополнительному усилению и увеличению продолжительности колебаний. Для раздельного действия сейсмических и ударных воздушных волн необходимо, чтобы время прихода ударных воздушных волн начиналось после окончания действия сейсмовзрывных, что регулируется уменьшением общей длительности взрыва. Снижение интенсивности ударных воздушных волн может быть обеспечено за счет развития взрыва в направлении от охраняемого объекта. Результаты выполненных сейсмонаблюдений с оценкой акустического воздействия на охраняемые объекты позволили получить расчётные формулы, необходимые для корректировки проектов взрывания блоков с учётом фактического расстояния до охраняемых объектов и величин допустимой и предельной скорости смещения в их основании.
Ключевые слова: открытые горные работы, взрывные работы, параметры буровзрывных работ, сейсмическая безопасность, сейсмическое действие взрыва, сейсмовзрывная волна, ударная воздушная волна, охраняемые объекты, арктическая зона, четвертичные отложения
Благодарности: Авторы выражают благодарность специалистам АО «Ковдорский ГОК» за сопровождение и помощь при проведении экспериментальных работ.
Для цитирования: Козырев С.А., Власова Е.А., Усачев Е.А. Сейсмическое и акустическое воздействие массовых взрывов при ведении взрывных работ в карьере. Горная промышленность. 2025;(6):199–205. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-6-199-205
Информация о статье
Поступила в редакцию: 01.09.2025
Поступила после рецензирования: 23.10.2025
Принята к публикации: 29.10.2025
Информация об авторах
Козырев Сергей Александрович – доктор технических наук, главный научный сотрудник, заведующий лабораторией, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Власова Елена Анатольевна – кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-7671-9973; е-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Усачев Евгений Андреевич – ведущий технолог, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация; е-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Боровиков В.А., Аюрзанайн Б.А. Безопасные зоны по действию ударной воздушной волны. Безопасность труда в промышленности. 1979;(5):59–61. Режим доступа: https://btpnadzor.ru/archive/bezopasnye-zony-po-deystviyuudarnoy-vozdushnoy-volny (дата обращения: 17.03.2025).
2. Ганопольский М.И., Цейтлин Я.И. К расчету давления на фронте ударной воздушной волны при массовых взрывах скважинных зарядов. Горный журнал. 1980;(1):44–46.
3. Гончаров А.И., Куликов В.И. Акустические волны при массовых взрывах в карьерах. Физика горения и взрыва. 2004;40(6):101–106.
4. Ганопольский М.И. Результаты экспериментальных исследований ударных воздушных волн при взрывах на земной поверхности. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2011;(S2-3):5–37.
5. Оника С.Г., Войтенко В.С., Халявкин Ф.Г. Современное состояние методов прогноза сейсмики взрывов на открытых разработках. Горная механика и машиностроение. 2012;(1):28–33. Режим доступа: https://rep.bntu.by/handle/data/18796 (дата обращения: 17.03.2025).
6. Козырев С.А., Фокин В.А. Обеспечение сейсмической безопасности зданий и сооружений промплощадки при производстве массовых взрывов. Горный журнал. 2014;(5):48–56.
7. Гриб Н.Н., Терещенко М.В., Гриб Г.В., Пазынич А.Ю. Прогноз сейсмического воздействия взрывов на производственную инфраструктуру. Горные науки и технологии. 2017;(1):12–22. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2017-1-12-20
8. Парамонов Г.П., Артемов В.А., Виноградов Ю.И., Холодилов А.Н. Разработка технологий и мер снижения воздействия сейсмических и ударных воздушных волн на окружающую среду, здания и сооружения при производстве взрывных работ на горных предприятиях. Записки Горного института. 2004;158:160–162. Режим доступа: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/8820 (дата обращения: 17.03.2025).
9. Меньшиков П.В. Определение максимального избыточного давления на фронте ударной воздушной волны для условий взрывных работ на карьере «Восточный» АО «Медвежья гора». Проблемы недропользования. 2020;(2):145–152. Режим доступа: https://trud.igduran.ru/index.php/psu/article/view/356 (дата обращения: 17.03.2025).
10. Терновой В.И., Афанасьев Б.В., Сулимов Б.И. Геология и разведка Ковдорского вермикулито-флогопитового месторождения. Ленинград: Недра. Ленингр. отд-ние; 1969. 288 с. Режим доступа: https://www.geokniga.org/books/15564 (дата обращения: 17.03.2025).
11. Григорян С.С. О Проблемах глобальной геомеханики, сейсмологии и сейсмостойкого строительства. Основания, фундаменты и механика грунтов. 1992;(6):4–9.
12. Штейнберг В.В. Колебания грунта при землетрясениях. Источники и воздействие разрушительных сейсмических колебаний. В кн.: Вопросы инженерной сейсмологии. М.: АН СССР. Ин-т физики Земли им. О.Ю. Шмидта; 1990. Вып. 31. С. 47–67.
13. Уломов В.И., Севостьянов В.В., Миндель И.Г., Трифонов Б.А. Оценка сейсмической опасности для высотных зданий в г. Москве. В кн. Современное высотное строительство. М.: ГУП ИТЦ Москомархитектуры; 2007. С. 94–100.
14. Ратникова Л.И. Методы расчета сейсмических волн в тонкослоистых средах. М.: Наука; 1973. 124 с. Режим доступа: https://www.geokniga.org/books/18654 (дата обращения: 17.03.2025).
15. Аносов Г.И., Дробиз М.В., Коновалова О.А., Сотников Д.С., Чугаевич В.Я. Оценка сейсмической устойчивости учебного корпуса №3 Российского государственного университета им. И. Канта с применением методики Накамуры. Вестник Камчатской региональной ассоциации «Учебно-научный центр». Серия: Науки о Земле. 2010;(1):223–231.
16. Исичко Е.С. Резонансные свойства грунтов и зданий, их учет при строительстве. Buletinul Institutului de Geologie şi Seismologie al AŞM. 2005;(1):12–20. Режим доступа: https://igs.asm.md/sites/default/files/12_0.pdf (дата обращения: 17.03.2025).
17. Grobbelaar M., Molea T., Durrheim R. Measurement of air and ground vibrations produced by explosions situated on the Earth’s surface. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2020;120(9):521–530. https://doi.org/10.17159/2411-9717/978/2020
18. Feher J., Cambal J., Pandula B., Kondela J., Sofranko M., Mudarri T., Buchla I. Research of the technical seismicity due to blasting works in quarries and their impact on the environment and population. Applied Sciences. 2021;11(5):2118. https://doi.org/10.3390/app11052118
19. Gheorghiosu E., Laszlo R., Kovacs A., Ilici Ș., Mihai S. Acoustic zoning for the safe use of explosives in the open pit. MATEC Web of Conferences. 2022;373:00049. https://doi.org/10.1051/matecconf/202237300049
20. Khana M.F.H., Hossaina J., Ahmeda M.T., Monira M.U., Rahmana A., Sweety T.S. et al. Ground vibration effect evaluation due to blasting operations. Heliyon. 2025;11(2):e41759. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2025.e41759
