Совершенствование методики комплексной оценки сейсмического режима апатит-нефелиновых месторождений хибинского массива - Автореферат

Совершенствование методики комплексной оценки сейсмического режима апатит-нефелиновых месторождений хибинского массива «Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика» кандидата технических наук Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Горном институте Кольского научного центра РАН Научный руководитель: Заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор технических наук, профессор А.А. Защита состоится 07 декабря 2011г. в 10 часов 30 мин. на заседании диссертационного совета Д002.029.01 при Учреждении Российской академии наук Горном институте КНЦ РАН по адресу: 184209, г.Проблема горных ударов и техногенной сейсмичности является актуальной для многих районов мира с развитой горнодобывающей промышленностью, в том числе и для апатитовых рудников Хибин, поскольку динамические проявления горного давления приводят не только к снижению безопасности горных работ, но и могут привести к значительным материальным потерям. Все зарегистрированные динамические проявления горного давления можно разделить на четыре группы по механизму подготовки и реализации: 1) вследствие техногенной активизации и подвижек по существующим разломам; 2) в результате развития лавинно-неустойчивого слияния техногенных трещин малого ранга в новые крупные разрывы; 3) в результате разрушения барьеров между сближенными очистными пространствами или разломами, или между очистным пространством и разломом; 4) при формировании трещин отрыва в подработанной консоли пород висячего бока. Под сейсмическим режимом какой-либо области подразумевается пространственно-временная совокупность событий, зарегистрированных в этой области, между которыми может существовать взаимная связь, поэтому значительная часть проводимых исследований направлена на выявление различных особенностей режима, предваряющих и сопровождающих крупное сейсмическое событие, - его предвестников. Поэтому совершенствование методики комплексной оценки сейсмического режима на основе совместного анализа отдельных прогностических критериев и ее адаптация к условиям отработки Хибинских апатит-нефелиновых месторождений является актуальной научной задачей, имеющей большое практическое значение. Методика комплексной оценки сейсмического режима при одновременном анализе зарегистрированных сейсмических событий по нескольким прогностическим критериям, отличающаяся объединением различных по физическому смыслу и дополняющих друг друга отдельных прогностических критериев, путем приведения их значений к сравнимому виду.Анализ литературных источников показал, что до настоящего времени проблема прогноза проявлений техногенной сейсмичности при ведении горных работ до конца не решена и на сегодняшний день не создано единой унифицированной методики прогноза, это можно объяснить различием горно-геологических и горнотехнических условий отработки месторождений полезных ископаемых. Однако, применение этих рекомендаций по прогнозу сильных сейсмических событий, разработанных без учета влияния горных работ, зачастую не отвечает запросам горнотехнической практики. При определении местоположения и конфигурации зон повышенной сейсмоактивности учитываются события с энергией 103-105 Дж, поскольку по результатам анализа параметров слабых сейсмических событий осуществляется прогноз сильных. На рисунке 2 представлены три выборки сейсмических событий, отличающиеся по количественному составу, пространственному расположению сейсмических событий и по энергетическим характеристикам. а) Количество событий: 31 Суммарная энергия: 8·104 Дж Значение критерия: - фрактальный 0.28 - угол наклона 0.47 - концентрационный 4.78 - средняя длина трещин 2.28 Комплексная оценка: 0.59 б) Количество событий: 21 Суммарная энергия: 1.2·103 Дж Значение критерия: - фрактальный 0.30 - угол наклона 0.50 - концентрационный 6.20 - средняя длина трещин 2.00 Комплексная оценка: 0.56 в) Количество событий: 92 Суммарная энергия: 3.3·106 Дж Значение критерия: - фрактальный 0.47 - угол наклона 0.26 - концентрационный 1.48 - средняя длина трещин 5.13 Комплексная оценка: 0.52 Вариация значений комплексной оценки незадолго до проявления сильных сейсмических событий одинакова: сначала наблюдается период устойчивых значений, затем - рост значений, после которого в течение нескольких дней происходит сильное сейсмическое событие.В диссертационной работе дано новое решение актуальной задачи оценки сейсмического режима геологической среды в условиях разрабатываемых апатит-нефелиновых месторождений Хибинского массива. Разработанный комплексный подход к локализации сейсмоактивных зон в геологической среде позволяет разделять их на типы в зависимости от динамики развития, что является основой для разработки профилактических мероприятий по предупреждению проявлений техногенной сейсмичности. Проведена адаптация методики комплексного прогноза техногенной сейсмичности к условиям Хибинских апатитовых рудников.

Основное содержание работы