Сейсмологический мониторинг на горнодобывающих предприятиях

Введение

Показано, что процессом отработки горного массива, являющимся динамическим процессом, можно управлять следуя рекомендациям, которые дает теория катастроф. У этого процесса в качестве управляющих параметров рассматриваются значения энергии при взрывах и местоположение этих взрывов относительно изучаемой или отрабатываемой области массива.Разработка угольных месторождений подземным способом неизбежно связана с образованием пустот в породном массиве на обширных площадях. При ведении очистных работ на большой глубине это приводит к активизации сейсмических процессов. Сейсмическая активность шахтных полей при ведении горных работ зависит от нескольких факторов. Среди них: глубина ведения работ, прочностные характеристики горных пород, способность к накоплению упругой энергии, геологическое строение породного массива, интенсивность ведения очистных и проходческих работ.Современные очистные комбайны позволяют производить выемку угольного пласта с большой скоростью, в результате в зоне опорного давления перед забоем возникают высокие напряжения, а в породах кровли возникают зависания. Такое перераспределение напряжений приводит к динамическим явлениям, обрушениям горных пород на контурах выработок и в призабойной части пласта.
Обрушение горных пород на угольных шахтах также вносит наибольший вклад в производственный травматизм. В этой связи прогнозирование зон повышенного горного давления и непрерывный сейсмический мониторинг опасных участков являются особо актуальными для обеспечения безопасного ведения горных работ. Для прогноза геомеханической обстановки широкое применение находит метод численного моделирования с использованием CAE-пакетов.Сейсмический мониторинг, в свою очередь, реализуется при помощи инструментальных наблюдений с использованием систем мониторинга, таких как GITS, причем особую роль играет принцип обработки данных.Основная частьДля осуществления мониторинга массива горных пород по непрерывным сейсмическим наблюдениям (сейсмический мониторинг) в горных выработках шахты создается пространственно-распределенная сеть, состоящая из сейсмостанции, сейсмических приемников, установленных в пунктах наблюдений сейсмических сигналов (пункт наблюдений), аппаратурой и линий связи сейсмических приемников с сейсмостанцией.Сейсмостанцией осуществляются обработка и анализ поступающих от сейсмических приемников сигналов и определяются:координаты сейсмического события;энергия сейсмических событий Eсоб, Дж;время возникновения сейсмического события Tсоб, дата и время;суммарная относительная деформация массива горных пород Dt, доля ед.;сейсмические события с энергией более 10 000 Дж.Основной целью шахтного сейсмологического активного мониторинга горного массива с опорой на схему применения теории катастроф является определение предкритичного состояния горного массива, находящегося под отработкой с помощью взрывных воздействий. Оно определяется величиной энергии отклика, не превышающего 104 Дж. Если эта величина превышает это значение в пределах 105-107 Дж, то состояние массива считается критическим.

Список использованных источников

Геомеханика в горном деле : доклады Всероссийской научно-технической конференции с международным участием 4–5 июня 2014 г. – Екатеринбург : ИГД УрО РАН, 2014. – 296 с.Мулев С.Н. Мониторинг напряженного состояния сейсмическими и расчетными методами на шахтах АО «Воркутауголь» / С.Н. Мулев, Г.Д. Рукавишников, Д.И. Мороз и др. // Уголь. 2022. № 12. С. 88-93. DOI: 10.18796/0041-5790-2022-12-88-93.Одинцев В.Н. Метод аналитического прогноза динамических проявлений горного давления / В.Н. Одинцев // ФТПРПИ. – 1995. – № 4. – С. 12-24.Приказ Ростехнадзора от 21.08.2017 N 327 Об утверждении Руководства по безопасности Рекомендации по безопасному ведению горных работ на склонных к динамическим явлениям угольных пластах.Хачай О.А., Хачай О.Ю. Новые системы мониторинга для обоснования шахтной сейсмичности с учетом иерархичной гетерогенности горного массива // Проблемы недропользования. 2017. №4 (15). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/novye-sistemy-monitoringa-dlya-obosnovaniya-shahtnoy-seysmichnosti-s-uchetom-ierarhichnoy-geterogennosti-gornogo-massiva (дата обращения: 15.05.2023).