автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Физические процессы в очагах горных ударов и региональный прогноз их по геофизическим полям

( ¡дИ1ГИСХ£Р<ЗТв0 ТОПЛИВНОЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОТРОМЫ ШЛЕИ НО СТН РСФСР

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ГОРНОЙ ГЕОМЕХАНЯКИ И МАРКШЕЙДЕРСКОГО ДЕЛА

В Н И М И

На правах рукописи

СМИРНОВ Виталий Александрович

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ОЧАГАХ ГОРНЫХ УДАРОВ I! РЕГИОНАЛЬНЫЙ ПРОГНОЗ ИХ ПО ГЕОФИЗИЧЕСКИМ ПОЛЯМ

Специальность 05.15.li — «Физические процессы горного производства»

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени доктора технических наук в виде научного доклада

С.-ПЕТЕРБУРГ 19 9)

Работа выполнена во Всесоюзном ордена Трудового Красного Знаненя кау**но-исследователъсном янституте горной геоиехшшси в маркшейдерского дела (ВНИМИ)

Официалыше оппоненты:

член-корреспондент АН СССР СОЛОВЬЕВ Сергее Леонидович

доктор технических наук, профессор ЯЩИКОВ Валерий Сергеевич

доктор технических наук, профессор КУЗНЕЦОВ Степан Тимофеевич

Ведущее предприятие: Институт проблем кошщексного освоения недр. АН СССР

Защита состоятся "ХЛз " ^ШШ^/и1991 г. в [0_час ООша на заседеетз специализированного' совета Д. 135. Об; 01 при Всесопэнои ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте горной геоиехаинки и иаршзгйдерсЕого дела (ВНЯШ) по адресу: 199026, С.-Петербур Средний пр., 82, зал заседаний ученого совета.

С диссертацией иажио ознакомиться в библиотеке ВНИШ.

Диссертация разослана " 1991 г.

Исх. Р £-(кЗб

Ученый секретарь специализированного совета

докт.техн.науж В. 11. Шик

";•"! ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В дассертации, представленной в виде научного доклада, приводит-я основное содержание опубликованных в I961-1990 гг. работ автора о результатам выполненных им научных исследований в период работы о ВШШИ.

Актуальность проблены. Развитие народного хозяйства страны тре-ует расширения отрабатываемых площадей месторождений полезных неопасных, а это приводит к значительному увеличению глубины ведения орныг работ. Опыт ведения горных работ на значительной глубине в тольной промышленности показал, что с ростом глубины значительно взрастает горное давление, а его концентрация на отдельных локально участках приводит к возникновении различных динамических форы ipo проявления: толчков, стреляний, кякроударов и собственно горных даров. Это, в своз очередь, вызвало необходимость развития научных ¡селедованпй кал в области создания теории, так и разработки .чзто-;ов их прогноза и предупреждения. В результате работ ВНИНИ. гьптол-¡енных за послодаше 30 лет, бшга достигнуты значительные успехи в геяенан проблемы горных ударов, а коллективу авторе;« 'И.М.Петухов, ¡.Г.Аверанн, А.Н.Огельчекко, Я.А.Бич, Б.Ш.Вянокур и др.) била прн-¡уадена Государственная премия СССР.

В последние годы горные удары начали проявляться также и на гудннх месторождениях страны. В связи с этим,. Государственный ко-гатет-по науке и технике СССР в своих постановлениях (Р 2Q0 от >.05.77 г., В 86 от 2.04.81 г., № 555 от 30.IQ.86 г.) назвал проб-teiiy горных ударов на рудных месторовдениях в числе важнейших на-юднохозяйственных проблем и наметал план работ по создания и шедрению эффективной и безопасной технологии ведения горных работ, ¡нстеы автоматизированного прогноза удароопасности при разработке гдароопасных рудных и нерудных месторождений и строительстве под-letaaa: сооружений на 1986-1990 гг.

Проблема горных ударов на угольных пахтах решалась в рамках >бщесооэной научно-технической программы "Создать и внедрить методы и средства прогноза и предотвращения внезапных выбросов угля, юроды, газа, горных ударов, взрывов газа и пыли в угольных шахтах", утвержденной постановлением ПШГ » 552 от 29.10.86 г. на I986-1990 гг.

Разработанный автором на основе изучения физических процессов в очагах горних ударов метод регионального прогноза в I99I-I995 гг. зредполагается распространить на все основные удароопасные рудные «есторожденил страны, отрабатыважцке удароопасные залехи в сложных

горно-геологических условиях на больших глубинах, согласно отрасле вой научно-технической программе ИПГ-4: "Разработать и внедрить способы и средства прогнозирования и предотвращения горных ударов" утвержденной ¡¿шистерствоц металлургии СССР 24.08.90 г.

Большое разнообразие горно-геологических условий залегания угля пород и руд и их физико-ыеханических свойств, высокая сейсмичность отдельных регионов, блочное строение, ногоризонтадьний рельеф поверхности Земли и целый ряд других факторов приводит к тому, что горные удары возникая? не только под действием локальных, но и региональных полей напряжений.

В связи с эткя, исследование причин, иеханизма проявления и энергии горних ударов требует изучения процессов деформации, сдвижения и разрушения больших объеиов горного пассива, возникавших при проведении горных работ.

В целом, несмотря на значительные успехи, достигнутые в решении проблемы горных ударов, задача исследования физичэских процессов в очагах горных ударов и разработка на этой основа методов и средств их прогноза с использованием геофизических полей была и остается до сих пор актуальной.

В работе осуществлено решение научной проблема.- региональный прогноз горных ударов на пахтах и рудниках для обеспечения безопасности технологического процесса ко добыче полезных ископаема (углей, бокситов, железных и апатито-нефелиновь»: р/д) на больших глубинах.

Цель работа - создаше регионального ыотода и технических средств прогноза горных ударов для угохышж, рудных в нерудных месторождений страны.

Задачи исследований:

1. Изучение физических процессов в очагах горних ударов в широкой диапазоне энергетических классов динамических явлений и нх спектров.

2. Обобщение теоретических и экспериментальных шахтных и лабораторных исследований и установление основных закономерностей, определяющих механизм формирования горных ударов.

3. Обоснование критериев регионального прогноза горных ударов, позволяющего ?-^елять наиболее удароопасные участки шахт и ыесто-рождений с у«тон возкоаного энергетического класса их проявления и направления разрыва в очаге.

4. Разработка новых геофизических методов я технических средст! регионального прогноза горных ударов применительно к широкому

яассу горно-технических и горно-геологиадскюс условий их проявле-мя на пахтах и рудниках.

5. Разработка и внздрзияе нор^атнЕно-егзтоднчесгскх докумзнтов, ^зглг^он^фугдпх рэгаотилыщЯ прогноз горззлх ударов на шахтах и ¡уднякях, разрабативазс^хх уголыага пласта и рудкиз.залеяи, склоннее : гор!г-1 ударам • в слота л: горно-тсхнп^эсг.я а гсрно-геолог:п;оских ■словнях разработки кесторсздзнпП на бояьгзнх глубинах.

Идея работы заплавается в построении энергетяигскоЯ подели процесса подготовки и развитая горного удара на основе геоиехаштосгоя гредстагдекяЯ, сопоставления разработанной подели с роалькка про-¡ессои поведения массива горгсих пород в зонах покоенной кснцентра-¡к'и напряжений (о таге удара), установления на основе ретроспектив-:ого анализа зрлтерлев удароопасностя п оценка, на пх основе теку-;еЯ степзкл удароопаскосп: кассява в рзачьнсм -вре\«е1п как д .,- -ас-'оретдешя в цггоп, таз п о?де.1ьг;:х его участков (захтких полой).

-''г'р.т ттсс ГЬ:; «^аолпеняя работы аргпепст; п-л.'п.соксга.'Л

:зтрд псслодозшкЯ, вггзчаз^дЯ яигсяз згггск^.зрлссоЛ ¡^ззчзеяпс гроцессов а опзглх горт--; ударов з дтапазс:;? пас-с? 0,Р $■ 5-10^ Лц ; лг-гргзтипас^^г хлсссоз дх^гах^заспс язгокпЯ от I 100 орг до ' + МО12 Дч п вез, а тл^-з гех5ягезс5П.с средств :1

едоз пссгедовапй ярупгогэ р".зруггн"я пород в массквз; кзуп-нкс з :айор?.,?ор:с..к условиях прзцзссов де$сряргвгцшя л ргзрускля гзр:лк :ород пр'* разд:гасп впдгх капрп~е":;згэ сог?ояк;я с кспользогсашем ■сс^антаскгк (уяьтразвукоззх• сеГ.смоазус?яхггсювс» эдоптрштосжсс и гэгярслагютгас) :;070Д0з кгиерзяяЛ; акзлхгп'-гзсккх ;:гсл2дозенай •осей иаарягзпяЗ дгл рзагыпя гсогсгтзсхкх услови.1 угогышх я • удшк ::ос"г-орсздо:гал я сопоставлении кх с даыгзш сзх?вдс с-зйсио-.ог:п.-зскпх набхидсикЛ на сеЕсгхгРксЕпх стагашх Тгкбуди-Шглрсзого а 'сл?аго.тьсксго постсрохда-п!* с кслогьгованпги Э2Ч я.утатса отра-отзп отдглысзс утастхоз гг^тггг: пзлзЗ; г:с;*лле;.:ск.х пахтг-гдх геозд-а:пгггзсг:пх и гсст:гзкчзск:г-: пзг.'зрггп:"! ддя ряда какбслее удароопаскн.? гскапгг п руднис кестсрслденпЛ стран«, позволпкягх разработать ов:гГ! метод сцснет степзпл удароокасностн отд-злыкк утаетков уголь-:гс пластов - кс:язлекс;г.гЛ :.стод ВЕ!1Д и построить модель рэалького роцесса разрушения пород в очаге техногенного д:тг:.глтасг.огэ явле-пя лзбого т:ша: стреляния, млпроудара, собственно горного удара, олшеа, удара герло-то'гтегятаского тгла, тохл'огешгого зеизетряезгшя других.

пелелдтпя, г.'Д!Ос:-г"тз на защиту:

I." Устаповлона залсионзрйость протвкаяая фззячгского процесса в чагз гортшго удара, которая задличазтея в тем, что "приток" энзр-

rz'.i б область хрупкого разруг:эт:я (очаг) происходи'» кз области Lc значительно превосходней es иаксклальше линзйныо размеры -1т . т.е. L0- = (I0+-I5)ьШ(ХЛ- Эта закономерность выполняется для эн-зрг< ткчзских классов где К =log Е, а Е - сейсинческоя энэргг.я,

fc.

Закономерность связана с "закачкой" энзргки из области под го го: ей г-оркого удара (L0), в юторой нагошшвазтся запаси по^екцказь-ной зкергал в яроцоссе деформирования горных: пород в зоне упругвх деформаций (до прздела упругости). Закококэрность выявлена пра кзучзтп: ге5$лзкчаск»х полоГ: с сахтаас к лаборатории* условиях з дкаг.езоне частот от wmí.»v =-. 0,5 Гц до сожах = 100 кГц к зиоргетг-чэскел классов К -- 1*12.

2. Бшягнэ езшшхз ргзь.тгия городе работ на вознззпюгоикс "таги^ге^югГ сеБвдогности и возбузданне последизй ударов геряо-iñK'2 сюте esoro типа.

<>1*й»ч>:1сЛ.ьн.1я оссб&гчэсзд дакамкчэеккх явлекк". дикого класса ■ ого 1С, 4ío "scso4íSíu" ьс^бугдежя ударов «jkí:? на ггуЗика Н0, ко-гора-т, как r.?x£tso, з сгодц;^ проьаегодет гд^Зниу Н рговэтяя гор-к>.г рсбос с 2-2,5 раза, ¡- * {2*2,5) *Н. Ое&ядо^еяая экгргся уд*.?эг, :;-.ла, ."и: крогкдз» с*Е.'"пе* знер:¿/л-

иассау К - с,'12.

3. 3'cí^loex.ího, "л ^геп'-сгеяная'* едязеиэдя с

¡.л..* оигь дгух ssv-э: л"-;:гж:Еуцз£ (cas¡s> X г да} ; Гд*- Iv2 :.:;гсяцзв>.

ГЬрьгй тхч :t: егязгя с зг:«г. ас;- «ехзовКчзагг кплр;:-

3CI-: ? ?з,г-з г.ртг."- fcup ;д ЕС-лт.ут r-oofise?' r«ps¿CTOi: к, i>'f¿: s ¡¿as& г ъ; rta дв». Вт«»" сч'угих

mciE сзкзвй .-. раз^тггкеа £сэк2Ь' гор;«,: рябод к о&эриздг зспхш вокруг горкли всрсбогок. К-лсдгкга на поля наарягсйкЯ допол-jsrtcrijax дкнакЕ^окз: mrjTsos os ведеикя гэрнгх р-абоу (напрл;:ор иагсоБис пгк техкологЕчосхсх езрздов) приодет к вознапновенсз "BCE^es" сеЕо^чзскоЕ рад:ацпп к росту дкношикской аэтиЕнэзти иасскза пород вокруг горнах в«рабогок.

Рост се'си',;^2сг.оГ, аптегпас^и в зонах посменного горного давлэ ш СЗПГД) иэ.~ет продолжаться от 1-2 су? до 1-3 пес, как установлено исследованиям assopa па рядо утояьшк к руднше шетороздош: строка, разрабатнзал^^х уголыкз пласта и рудннз салгии, склош-ü'S г. ropinu удараа.

4. Баявлоно елкяжэ процесса дзфорафовачяя, сдв^ошш к разру с21ея гор;пк пород в очагст. ropinxc ударов на воэникповепко reo$s-зичзскис ползИ (пр;а:ая задача пахтной гео^кзЕЕп): сейсшчэск^х i

ейемоакустических, электромагнитных и деформационных (наклоношзр-их). Это влияние зависит от физико-механических свойств горних ород, их структуры, состава и действующих полей напряжений (ста-ических и динамических), проявляется в диапазоне частот от" 5'10"^ о 5"10^ Гц и энергетических классов от К = -7 до К = 12 и сопро-о^дается их активизацией (ростом интенсивности ссЛсмоактивности олее, чем на порядок) при Еедении горнтвс работ. Это позволило азработать метод регионального прогноза гсрнт'д: ударов (решение ЗратноЯ задачи сахткоЯ геофизики), в котором используется уота-эвленная вкве закономерность: активизация геофизических полей з асскве пород вокруг горных выработок з процессе развития горных абот, реализуемая в геофизическом мош:тор:шге с nono^bD разрабо-аннкк при участии автора авгсматкэ крогашягх скстеи непрерывного знтроля и прогноза удароспасксста.

Научная -новизна ;гЛспм застается :: ргзработке и развит:-' рП'.ен'лтеяьно i: осиов:см удпрооваснт! ¿.зльиш, руд;^:: кс-рудкин зсторо::,г,"И'1"; стрз:-~1 ;:"::эго г.л.у*-п:сго :гнг~rr.o:i:'.r. -- регионального эогноза горг.:э: ударов ка оснопе изучснил 'гзнлеск'х процессов в тшяс пенях уцзроэ по гго*::з:г:ссх::гл г. п:з:сл;:гс;то пелутнаь iepr-i:e следуг^ге каугядг результат:"

1. Дтп-лз о ?:зх-5:?:'змо прсязяения гор- *¿x удерез в Гер?*;?:'» "íj-íh 'аста угля я целиках (лазшгосбргян-Л х^реле-тор прзгз:сш-::1л процесса гулкого разрушения в очагз горного уд ера л его физические парпк^-

- апектрэлькк* состав сейсмической радиации ее роль з процессе 1р-.'Л!рогаиия нолебглмП угля и бо'ЛОБ'-К гн'род; характер расслоения зовли, лргешч зоэнитлоЕешгя ддкниопернэдкхгс кодгебанкЯ при разругэ-Я1 цэллков углл, а так:.-:е сведения об снзргетичесиих спеитрзх излу-унт ovaron раэругеичя в крлепой част1: и целиках).

2. Представление о механизме возникп^епил ::р;тт;~:Л горкге: уда;.сг •.гяоаалького типа знергетичееккх глассоз К^З, г*.•?;;-: а-гдиг. кару.;*-ге гор'-пяс выработок на значительней прстягении, с'услсгясккцх ;1стг;те;< дополнительна (от рпзви?ил -¿токта ropis-r-: p-ío?^ пело Л •™pr~ein*;fí. Суцсстгешшй вклад в ссригг^-анне е?:с: ударсв, :-:а:с ло-13ал автор, вносят тектонические поля напряжений, связаннее с )Яствием ряда горно-геологических факторов: рельефа у.еетнсстк; лнчля тектонической нарузенности массива; анизотропии б:;зино-:ге-шических свойств горных пород; сейсмической активности района извитая горних работ (магнитуда местшгс нелксфокусклх зенлетрясе-

по Рихтеру U^A); переменней нодностн пластов полезных ископае-ix, а таете горно-технических условий отработки несторетдений, лонннх к горнил ударам (наличие целиков различного назначения,

значительная глубина ведения горных работ Н5=1000 ы, болызая площадь отработки месторождения, .иахтного поля: $ 5г б' 10^, м^). В связ с зткм "источник" - местное (техногенное) землетрясение, как прави ло, "провоцирует" непосредственно возникновение таких ударов. Уело вия для возникновения ударов создаатся за счет действия полей напряжений от развития горних работ на большой площади и на значительную глубину ("глобальные" опорные зоны, влияющие на глубину Ц^ которая в 2-2,5 раза больше глубина Н развития горных работ). Блоковая структура месторождений способствует возникновении таких крупных региональных ударов, которые по предложении автора и его коллег (Г.Ы.Гелашвили, И..М.Петухов, А.А. йшинков) получили наБвани горно-тектонических.

3. Изменение реологических свойств массива горных пород в условиях действия длительных переменных нагрузок небольшой силы (приливные напряжения) за счет "памяти" горных пород и усталостного механизма их поведения, что способствует инициирования региональны горных ударов вне влияния зон повышенного опорного давления от раз вития фронта горных работ (например, в охранных угольных целиках на шахтах Кизеловс'кого бассейна). Сейсмическая энергия при региональных ударах данного типа, как правило, соответствует классу

К = 4-г5. Для предотвращения региональных горных ударов данного класса рекомендуется проведение массовых взрывов в охранных целика выработок, периодичность повторения которых >:е:?бхо.ц"!«о выбирать на основе сейсмологических наблюдений по методике, раграбатанной авто ром.

4. Различие характера развития и протекания физических процессо в очагах горных ударов, внезапные выбросов угля, породи и газа, имеющих свои спектральные, кинематические и динамические особенное ти и,соответственно, параметры сейсшакустических полей: при горны ударах их спектр более высокочастотный (преобладающие частоты в 1,5-2 раза выше), а длительность сейсмоакуетических импульсов в 15-20 раз меньше, чем при выбросах, происходящих с участием газового фактора, играющего существенную роль в развитии очаговой, области выброса и затягивании продолжительности его развития.

5. Методы и средства регионального прогноза горных ударов, позволяющие контролировать удароопасность ыесторождения в целом и оценивать степень удароопасности его отдельных участков в условиях шахт и рудников, опасных по газу и пыли, на основе измерения параметров геофизических полей в широком диапазоне их частот и энергетических классов. Способы контроля степени удароопасности угольных пластов, оценки напряженного состояния, безопасной глубины

rx;*i:ii уголынзс пластов я регионального прогноза зс.~1™зпн сггмья ав-орскпгт свидетельств г.»гл.

Ластогерлесть результатов» Достоверность получзкких результатов прздглястся:

боль::!.:-! обшгоп птгссткнх, лаб оратор л/л, 'енаякт'лч-сютс'и числое :к сслздов&кяЯ, .сшюлизшшх автором з I950-1990 гг. на 27-иа уголь-ас, с:ганц-з»!К, рудад и нзрудгшх г'зстороздсшях стрелы, вилпчая^шс

сштоние Cu'"s 5С0 лг.тологлчзсхюс ргзнос^еЛ углей, слпнпсв, руд, ород;

колкч-еетвеппоЯ оценкой напрягеккоетз и инфора&тивиости раор^бо-анкых гео^лзичзсках ¡летодоз исследования к прогноза горных ударов утзтсл гаряация физических свойств пород, icc изкеизкия при нагру-?тш, оггкбками гауерэииЯ, уровкги пс::эх н другзгга $ах?оргхи. Д5Я овглс;г.-,т кадглког?п п тгфзрэдглЕкосся разработаизаы: истод:*' г» ус-ппчтх шеояого фона яахтних помех прсдео~2!п специалы.из мегодк-ocKste и техизческке npzusj (пскзргнчя "'."жногапггс" гзсфпзясесикх ояеЗ, (¡пяьтрадня, поляр'лэ&цпя ч друглз), позго:^-,:;-:* догас';л i

TJSC УСЛОВИЯХ Г.ЗМЗрЗИИЯ до ГОгаЧ^СТВегеСТХ оценок ПОГ.ЙЙ (С1ТО1Г?Ь

?;::'Jny измерений до эиачонпй пенсе 25-30 3);

сопосгазагаш&г га исследования»! гго*?гзнчзск1сга и roojisxcinwoc-пмл иетодаии;

статистический анализом фактических данных о количестве и ин-енспЕности проявления горние ударов на угахытих п рудних кесгорок-.енпях, таивгенннх после внедрения на них щюфзлахкгезскюс нер редотврецонля горних ударов под воктросеи геофжшчзских методов рогксза.

Научное значэкко работа заключается в разработке нового научно-'0 направления в игханкзсо горних пород пр'кекятельно к задачал фя-ичзского процесса горного производства - регионального прогноза ■oprajx ударов на основе изучения фязпчзских процессов в их очагах и измерению геофизических полей в сярокрм частотном (от 0,05 до >•10® Гц)1 я энергетической (от Е = Ю-7 до ДО диапазонах. Это ¡озволяе? учесть фактор вреиега при прогнозе горных ударов, неха-изм их протекания (направление разрыва в очаге), возможную силу х проявления (энергетический класс), а также обеспечить выявление [аиболее удароопасншс сахтных полей и их участков и теи саыка воевреиенно принять необходимые профилактические меры по предотв-|£денкв крупных горных ударов регионального типа (Кг-8). Разрабо-анный автором метод регионального прогноза горных ударов позволяет (ценить эффективность параметров региональных мер предотвращения ■орных ударов и теи саыка обеспечить их оптимальный выбор. Предла-

гаемый метод позволяет изучать динамические явления: а) техногенно] происхождения, возникающие не только в процессе ведения горных рабе на месторождениях руд, угля и пород, но и при отработке газовых и нефтяных месторождений - техногенные землетрясения; б) происходя^ при закачке жидкости в скважины, заполнении водохранилищ и другие процессы техногенного происхождения, вызывающие техногенную сейсмш ность энергетических классов К?1 в диапазоне частот от 0,05 Гц и выше. Метод представляет научный интерес и при проведении работ пс геодинамическому районированию трасс нефте- и газопроводов, келеэнь дорог и других важнейших народнохозяйственных объектов, связанных с изучением влияния границ активизации блоковых структур.

Практическая ценность работы заключается в следующей:

1. Разработаны методы и средства регионального прогноза горных ударов, который стал неотъемлемой частьо технологического процесса по добыче бокситов, угля, железных и апатито-нефелиновых руд на шаз тах и рудниках, разрабатывающих удароопасные месторождения полезный ископаемых в сложных горно-геологичоских условиях при высоких теши кх добычи.

2. На основе методов регионального геофизического прогноза уда-роопасности месторождений можно разрабатывать рекомендации, необходимые для определения наиболее оптемейькых калраадензй проходки магистральных горных выработок в условиях удароопаских ¡дестороэденкй, для Еыбора огик,'.альиого варианта разв'лтия горше* работ с учетом !орогр€фгаескгас к тектоютеоктех особенностей удароопастк месторождений, осуществлять оаережгжрй прогноз удароопкскоси при проходкг шахтных стволов, подгомви^ельных и очжстнш выработок, строю-ельст ве новых горисоотов в удароопаенщ условиях.

Использование и внедрение результатов работы. Практические рекомендации вошли в инструктивно-методические документы, утвервденныо Нинуглепромоы СССР, Госгортехнадзором СССР и рядои министерств гор-но-добыващей промышленности (1&нует СССР, 1&шудобрений СССР и другими) , они используются службами прогноза и предотвращения горных ударов, созданными по инициативе ВНИШ во всех основных удароопас-ных угольных и рудных месторождениях страны /60-757.

Методы регионального прогноза удароопасности шахт и месторождений, разработанные автором, внедрены на шахтах Кизеловского угольного бассейна (1569 г.), Ткнбуяи-Шаорсного каменноугольного месторождения (1969 г.), Североуральского бокситового месторождения (1978 г.),' Таштагольского железорудного месторождения (1979 г.). На основе разработок автора региональный прогноз удароопасности внедрен на шахтах ПО "Апатит" (1982 г.). В настоящее время законче-

строительство сейсмостанции "Нэрильск" на Октябрьском месторожде-н медно-ннкелвЕых руд и начато внедрение регионального метода огноза удароопасности под научно-методическим руководством ВВДЩ разработкам автора.

Практические разработки автора внедрены во всех основных ударо-асннх угольных и рудных месторождениях страны, а также были пользованы при проведении геолого-разведочных работ на Добруджанс-ы угольном месторождении НРБ. Отдельные научные положения (сейсмическая классификация горных аров, методы прогноза горных ударов по регистрации сейсмоа^стн-ской активности при бурении шпуров или скважин, метод региональ-го прогноза удароопасности и другие] нашли применение при нееле-вании и прогнозе горных ударов на шахтах и рудниках Польши, Че-словакш, Германии, Болгарии, где автором выполнялись работы на нтрактных условиях (оказание научно-методической помощи при едрении методов прогноза горных ударов и оценке эффективности мэ~ приятнй по их предотвращению).

Работы автора, направлешше на повышение безопасности ведения рных работ на угольных и рудных месторождениях, склонных к горным арам, клеит также большое социальное значение.

Апробация работа. Работа докладывалась и получила одобрение на есоюзннх совещаниях по проблеме горных ударов (Ленинград, 1961, 62, 1968, 1991 гг.), на Всесоюзном семйнаре по горным ударам . Кпзел, 1963 г.), на научно-техкичзской конференции по проблеме рнызс ударов на шахтах Кпзеловского бассейна Сг. Кнзел, 1968 г.), Всесоюзном семинаре по проблемам горньк ударов и внезапных 5росов, посвященном геофизическим методам исследований (Ленин-ад, 1966 г.), ГДР (Фрайберг, 1968 г.), на Всесоюзных координа-эшшх совещаниях по проблеме горных ударов на рудных ыесторовде-кх (Ленинград, 1976 г., Фрунзе, 1977 г., Свердловск, 1978 г., зтагол, 1979 г.), на Всесоюзном симпозиуме по оценке напряжений скальных массивах (г. Апатиты, 1977 г.), на У1 Всесоюзной конфе-щнм по.механике горных пород (Фрунзе, 1978 г.), на Всесоюзном аинаре по теории горных ударов (Ленинград, 1979 г.), на секциях 5ного совета В НИШ (Ленинград, 1960-1990 гг.), на УП Всесоюзной яференцни по механике горных пород (г. Днепропетровск, 1961 г.), Всесоюзных семинарах сейсмологов (Ленинград, 1979, 1980 гг.), Всесоюзном совещании по детальному сейсмическому районированию имферополь, 1977 г.), на Всесоюзной сессия Института физики. «и, посвященной ЗО-летию Организации КСЭ (г. Гарм, 1980 г.), на ^союзном семинаре по из мере нею напряжений (Новосибирск, 1975,

1973, IS34 гг.), на Всесоюзной семинаре по геоэкектрккс (г. Ifeuüpa бо, 1977 г.), на Всесоюзной научно-теосннчзской конференции по пито дай и средства« контроля и прогнозирования проявлений горного давления на подземные рудниках цветной иет&клургки (пос. Гай, Оренбургской области, 1979 г.), на Всесоюзных иаучио-техничэскпс семинарах по горной гсо<£йзшсе (г. Ткибулк, 1931, Сухуми, IS83, E&vyus, IS35 гг.), на Всесоюзное •гехнячзекоц совещании, организованное Ыануглепроиом СССР (ИГД ка.А.А.Сгочшского, г. Лгберцы, 1930), ка техначоеккх совещаниях в Комитете геологин, &ащроек?е и. Глаыюц геофкзичеекоц управленаи НРБ (г. София, 1980; IS8I гг.), ка кбаду-кароднон с1ашоэкуь:г "Горные удара в уголька сахтск" (г. Ос^рава, ЧССР, 1932 г.), ка иеадународних совещаниях па разрабогкь геодезической аппаратуры для горной геофкзк;:п, ПНР (Варсава, IS77 г.), ЧССР (Прага, 1978 г.), ка иоздународкой технической конференции пс прогнозирований и борьбе с горкшш ударили в кагешюуголькьк esxte ГОР (г. Катовлце, 1984 г.), ьа научио-технйчгеккх совещаниях в производственных объединениях "Грузуголь", "Ккаелуголь", "Сибруда" "Шкузбассугодь", СУ5Р, "Текелн" и других, на расширенном семинаре отдела £изккн Земли ШИ5 ЛГУ (апрель 1937 г.), на ceiaiuapo отдела горного давления и горных ударов института "Ун;;прогэдь" (июль 1987 г.), на технических совещаниях ПО "Севураябокскруда" (¡иль 1987 г.)', горно-рудиоп управлении НГЖ (щг>1ь 1907 г., нарт 1991 г. на экспертной Совете Пинцета СССР (фаврадь 1991 г.» Ленинград).

Публикации. По вопроса:* ироглоаа к предотвращения горных уд про i на шахтах и рудниках астороы опубликовано 115 работ. Основное содержанка диссертации кзлогено в 58 работах, из kotoj&k 6 - цоногрг фки и брошюры,' 46 - научниз статьи, б - юовргтензд. При участки автора разработка основные нормативные» и цетодичзские документы (или их разделы), связанниз с пркденениеи и совершенствовании методов и технических средств прогноза горных ударов по геофгаичесю полям, а также способы и средства контроля и оценки эффективности профилактических мер по предотвращению горных ударов в сложных го] но-геологических условиях отработки удароопасных пластов и рудных захехей на больших глубинах при высоких темпах подвигання горных работ.

КРАТКО! СОДЕЕТАЕЕ ОПЯ^СЗАКННХ РАБОТ

I. Состоите гггзб.тггл! гззгнзза гсг:~~ удтозз " ■ •бтжгного лсслзлозг-нтгЛ

Дчя зил2л01п;л мота иссгодс^ггЛ - потоке рябо?

;о проглозу гор:г.,-- ударов лрзлздлтся 2раг::яД гублл:;а:;::л,

¡л::з:::тс к ргзр^аг^тае.чоЯ прсблг:<з.

Доказано, н~:5ол:е подходом р™з:сэ прсблгл:. прог-

¡оза гор!Пк ударов лилгется энергетически.*?, сснзесп-дЛ на :гзучзк:::: япрсеа о соотнзпггпп! кгзду пр::?охси знзрг:гг к кагрутек-то-ду элеиан-у я сэ поглсг1:кгг:£ з кем (¡1Л.Пг?угов, А.Н.Стазропп!, А. ".Лллзлоз, 5. А.С^пгпоэ}. Когда гртгок экэргта прзгпсе? споссб;:ззт:> пзгрртен-•ого гзглзг^ть се, то ЕСЗкппггг.'йП пр:; этом ::.?5:"о:: пзрзло-

■п? з кггетптйзг.ус о^зрг:':; рззругз7п?гт, тзилзал гзр:~-т"! Г 3 связи : Еоэнэте.е? псбгэлх-огтъ ".'.••гзнппя сгод^тг-г: ::зг;г.кагора 5лз.згь подготовок гор:".;1' удг;.рзз р-.злгг-гг»--; з л зргст::-. чддссэб и ¡ззиз-.кссть ;эс 2:р-7я?лс-пя; 1"" си :рг::.~ ¿згис:? с? плссчтппс гор::о-;: узлсглЛ 'уу:з ¡глого

:зсторс7Д2:::!~; ко:: пзглсдззгзл лзлучл-г/лл з:: эрги я р:л;л:гс:сгз

:1стс-п:ого состд:.а; ссг/.с'.ллрут,? бг.у.гг'.:^ сгрултурл рдзг.зго !?.'!гг. а ка:-:сГ' спзг.гр :-:злучз;шя сууггоздек «л;::а л

'.п.

Релеигз эт;гс вэггроссз в зкатлтедьгсй с7зпг:п гозгйлно лклъ па !с-:огз :!зу^з:с:л г.згздегля гсо£::з!гсзсглк дог«;! хек "сзхкогскг-оге" 'гавздаого Еэдск*>:е:1 гсригс рз^от). та:: :: язкуестеекиогэ (ссздзлно-■о спзш'йлыглч ;:стотгл::с-д лзлл: лззер-.гп, сзплоеш,

¡.гзпгромаггпггг-::-!, сзрнг;^ и г.л.) п?с;:схс."э.'и!я в ггфокга чгстот-!с:; и дкнскячгеясм диапазонах: 1450 лПд и 120г-150 дБ. Пр;: отсм :с"с':ичзскал рз.~:сзц:!л будет и:этъ д::апг_зсн зкоргстачзсгпзс классоэ: К ^ -7 до К = 12.

1Ьсвсткц работа по глзутекгтэ пролило::::"- теплого дазлеигя, лрогно-гср:п« ударов, Енезапкз "гЗросоз угля, газа породы, соли и 'аза, а таххз друга? яглглз'П б пзхтсх руджгсех

.'У.С.Акци^сроз, Я.Еубен, С.Д.Елкогрпдов, С.Еердхсзслол, В.С.ГЬанов, З.С.Куксенго, В.ЛЛ'л'-с-гнн, 3.И.Цинги, З.Р/да-зз, Г.А.Соболзв, ).И.01газЕа, Б.Г.Тарасоз, О.И.Паа:ша, В.С.йг?пгоз и др.). Однако :з£о? по кслллснсмс'г/ лзу^зн:з природы :! иохапама горньк ударов в !азличкых частотном и д:пгг::::~сксм диапазонах, с позшяти энергетк-гескоЯ их котщепцзга п у^зта динг."лгтеск:1х особенностей сейснпчзсккх :?лн, галучаеюк очаганл горних ударов, практичзски не проводилось. г-?о объясняется бтсутстзие-л нзобходгеягх технических средств, позео-

лящих проводить работы на шахтах.и рудниках и,.особенно в условия: их повышенной газоносности, т.е. опасности по взрыву газа н шзи (сверскатегоркйкыз вахты).

Црзрода и механизм очагов горных ударов, исследованные геоф^зи-чесызи методами, в работах ряда авторов рассмотрены с использованием разных критериев. Так, В. И. Мячкин, В. С. Кунсенхо, В. И. Панин и другие использовали в основной кинематические параметры сейсмических волн для прогноза горных ударов; С. Д. Виноградов, И, Бубен, С. Вершховская и другие принимали за основу уровень акустической активности, учитывающий число сейскоакустическнх импульсов, возникающих в процессе разрушения. Объясняется это, по назему ш-нию, тем, что калибровка сейсмичзсклх каналов, учет анизотропии среда, разделение сейсмических волн на базах 1*5 км, выдолеше сейсмических: сигналов на фоне помех Сшасросейсм), особенно в условиях действующих шахт, являлись весьма слоеными задачами, однако решались они, в основном, на аппаратурной уровне, путем введения соответствующих фильтраций (А.Х.Ерухимов, Й.А.Куаьиин, Н.И.Кагал и др.), так как автомат лзпросанныз система контроля удароопаскости, работающие в непрерывном крутяэсу-го-лоы рожкце, отсутствовали.

В настоящее время представилась ьлешякость квучгль ¿^оИчезк::е процессы в очагах горних ударов н ссгдать мзтоды кх регионального прогноза по геофизическим по и:,

Это потребозадо:

- разрабогя» тесготичзсках осноа са?цаккя иоюдоз регионального прогноз:;.;

- создайся етнерятвльно-ьычяслетельик шяаа-с. eos;

- разработки программного обесисчслгея истода рггаожяьного прогноза удароопаскэсти шахт и местороздеккй.

Эти задачи решались на угольных, рудных и нерудннх кесгорождэ-ниях страны, разрабатывавших ударооласные пласты и залоги, в райка: научно-технических програш, утвержденных постановлениями ПШГ СССР: J? 200 от 05.05.77 г., £ 86 от 02.04.81 г., Р 552 от 29.10.85 г., № 555 от 30.10.85 г. на 1977-1990 гг. На угольных месторождениях страны эти работы проводились по теме: "Создать и внедрить методы и средства прогноза н предотвращения внезапных выбросов угля, породы и газа, горных ударов, взрывов газа и пыли на угольных шахтах", а на рудных и нерудных месторождениях по теме: "Создать и внедрить эффективную и безопасную технологию ведения горни: работ, систем автоматизированного прогноза удароопасности при раар£5огке удароопасных рудных и нерудных мзеторогдений и строительства подземных сооружений".

Автор являлся одним кз руководителей этих работ и принимал не-зсредственное участие в создании и методическом обеспечена! ^следований по региональному прогнозу удароопасносчи на шахтах и эсторонденйях Урала, Сибири, Грузии (производственные объединения {изелугол'ь", "Грузуголь", НПО "Сибруда", 110 "Севуралбокситруда"), также при разработке технических проектов для месторождений ) "Апатит" и НГМК.

Предполагается дальнейшее развитие и внедрение методов и средств згионального прогноза удароопасности на шахтах Урала, Сибири, Куз-tcca, Грузии в рамках отраслевых научно-технических программ по ;ме: "Разработать и внедрять способы и средства прогнозирования и эедотврацения горных ударов" на 1991-1995 гг. (программа ЫПГ-4 от 1.08.90 г.). В угольной промышленности программы регионального эогноза удароопасности будут внедряться на основе методов тех-

тееских средств, разработанных ранее под непосредственным руко- , эдствои автора.

Указанные работы выполнялись при участии ряда ученых из веду-к институтов страны: В КМ! п ого филиалов (И. II. Петухов, Я. А. Бот, И.В:шокур, А.Ы.Линьков, А.Н.Ставрогин, А.А.Филинков, В.П.Кузнецов," М.Проскуряков, А.Н.Иабаров, В.С.Лоиакин, Г.И.Геладгвнли, Л.Ы.Лаза-!вич, Ф.В.Сксолятин, .Т.И.Лазаревич и другие); ИФЗ АН СССР (М.А.Са-1вский, Ю.В.Ризниченко, С.Д.Виноградов, В.И.Ыячкин; Г.А.Соболев, Н.Шамнна, О.И.Силаева, В.П.Фрейд, В.Шйшатнкн и другие); ЛИИ АН :СР (В.С.Куксенко, В.С.Савельев); ИГД СО АН СССР (Е.Й.Шеиякин, В.Курленя, В.В.Надин, Ы.Б.Устюгов, A.A.Еременко'« другие); ИПРОМВДЬ (В.Б.Дьяковский, В.И.Дорошенко); КузПИ (Б.Г.Тарасов, В.Егоров, И.И.Ватутина, A.C.Батугнн); ИПКОН АН СССР (С.В.Кузнецов, В.Севастьянов); КНЦ АН СССР (И.А.Куэыпш, А.Х.Ерухимов, А.А.Козы-в, В.М.Тряпицын); ВостШГШ (А.В.Нозылев, В^А.Квочкнн, Б.В.Шрепп); иМПП Киргизской АН (И.Т.Айтматов, К.Д.Ддовкн), а также крупных ециалистов производственников (Е.И.1£псулпн, В.А.Колесов, М.Ф.Пг-хов, В.К.Климко, В.С.Левин, С.П.Одарченко, О.Г.Йихнели, З.А.Гор-гэиани, Ш.В.Леладзе) и профессионалов шахтных служб прогноза 5.А.Логунов, К.А.Войнов, А.А.Добрынин, А.В.Подгорбунский, В.А.Ва-шова, А.Г.Мерзляков, Ю.А.Перепшшцын, А.И.Бочаргепвили и др.). Автор выражает своо признательность ученым и специалиста;! за аоць в проведешга научных исследований по данной проблеме. Автор в процессе работы неоднократно пользовался консультациями советами профессоров И.И.Петухова, А.М.Линькова, за что вырааает исирзпнгэ благодарность.

На начальной стадка выполнения данной работы сь-:ор использовал идеи по прогнозу землетрясений, раз веки его учнгеггм егдс^шгсы Р.A. Г<й*5урцзььы, а тайга-2э.гучзл cotsra и попарь о? акадс^а С.Г.Аверллна, руноводотглд работ по прогнозу горлае ударов BÜ2J1Í. Автор искренне лркзкатглея.

ЗяЗИЕГИЧЕОаЯ иЭДЕ^ХЬ РАЗРУлЕК-З И r£Oi;SÍ4BCr3E ККГГЕРИИ ES ИЗУЧЕгШ

К и н е и а т и ч е с íí к е а д к и а ц и ч е с к и е условия раэрупенкя в очаге горного удара. Согласно теории изхшшп; гор;йо: ударов ¡s вбросов (¿I. 1LПетров, A.iI.Iszn»EOB) эти дккал;чгск:е явгсния происходя? з иассиье горных пород, есл;; выполняются три у слое.: л:

1. В цгсскьз гор:з£с пород в результате лротекеки геоджсаглас ких процессов накоплен догтатзч^дй залег утгругей эизргка в опргда лейкой области (очаговой зекз).

2. В некоторой чзгтж своего обге-ii (очлговай зона) в рзгультх. натру^еккя (роста гиягуъхя дос*;:! ах'прильни: зкмз-най, псэаоуу оказался яремойдзчки предел упругсета в нзко*орэ2 локалгаоБх-сий области «ассква горок, ссдад (очага). Эго иеизбег» приведет к гадваенаш ^«¡егачогкой зкг^гдя а ечаго га счз* ргкеб цаюпгеннцг »слогов петекчааяьиап энзргкя в вкдо ceSsurcscxoS радиация. Цргчга с. роется кгтр^зох бог-га ьс-дкко epe^ssa игхзбезкэ будут объединяться в более груши®. 3?о4 2 своз очгредь, б уде 7 сс ровсэдаться хз*лзяенз&ц сазгтраиакьк. зсй&аизкбЗ есзкзе6к;с{; ссЕ< иичзской рздкгцки: в начальной лгрнод прорастгакя трг^н спектр i обогащен высокими частогали, по кзре группирования тро^н он буд; сие^аться в область газккх частот. В aasucisioCTH от условий форц: рования горных ударов (рис. I) их спектральные характеристики с; цественно различается. Если б формировании очага удара значите»; нуп роль играм боковые порода (кривые I, 3), то их вклад привод] к тону, что значительно растет объем пород, участвухций в ввделе-нии упругой энергии. Это, в своз очередь, вызывает сиеценне энергетического спектра в область низких частот. Если удар возникает в краевой части пласта и основную роль в формировании очага игра сам пласт, то при этой уголь разрушается, создаются за счзт этоп условия подпора со сторона пласта, развитие области очага прекращается, и он локализуется в значительно иеньши объело, чей при

в целике (кривая 2). Энергетический спектр сейсмической ра

диации при этом оказывается смещенным в более высокочастотную область, чем при ударе в Целике (кривая I на рис. I).

Развитие отдельной трещины в возможность объединения ее с соседней (наиболее 5лизкой в ней) зависят от ряда условий: величины ¡действующих нагрузок в очаговой эбласти, прочности разрушаемого /атериала в очаге иара, фязико-ые-санических свойств юрод в очаговой эбласти (иодуля упругости полезного ископаецого и шецагщнх пород, коэффициента Пуассона, величины !окового распора пород, естественной трещиноватости массива и других). Разрушение наступает тогда, когда действующие в очаговой об-гасти нагрузки превзойдут предел прочности пород, а запас упругой терпи в ней окажемся достаточный, чтобы в очаг удара энергия юступала с избытков (проток энергии в очаг должен превышать воз-южность пород в очаге ее поглодать).

Избыток энергии, поступающей из очаговой области в локализовании область разрупешш - очаг удара, приведет к тому, что в ней ¡аруиится существовавшее до этого динамическое равновесие (баланс 1нергии),- что и вызовет возникновение горного'удара (Я.М.Пзтухоз, 1.Ы. Линьков).

Анализ этих геомеханических процессов и условий их проявления, «полненный автором на основе широких шахтных и лабораторных геофя-1ических и геоиеханлческих исследований на ряде удароопасных угольна, рудных а нерудных месторождений страны, показал, что кеханззц

Рис. I. Энергетические спектры горных . ударов:

I - собственно горный удар в целике; 2 - горный удар в очистной забое; 3 - микроудар в целике

формирования очагов горных ударов существенно зависит от ряда горно-геологических и горно-технических факторов. Главными из них являются:

- действующие в массиве пород около горных выработок ес*вЯ®ен-ные поля напряжений (тектонически активные зоны);

- технология ведения горных работ, особенно динамические нагрузки, связанные с производством массовых и технологических взрывов;

- дополнительные поля напряжений, возникающие в процессе веденш горных работ, особенно в сложных горно-геологических условиях их отработки (на больших глубинах: в сейсмически активных районах.), и вызывающие формирование зон повышенного горного давления- (ЗПГД). Взаимодействие ЗПГД с наведенной сейсмической радиацией приводит к формированию ударов горно-тектонического типа, ранее неизвестных [З, 5, б, 13, 25, 28, 61, 70].

Поведение любого участка шахтного поля с ростом нагрузок может быть качественно описано точно так же, как и поведение образца под нагрузкой Ш.Ы.Петухов, А.М. Линьков). Анализ зависимости напряжения 0 - деформации ь (рис..2) показывает, что материал в процессе деформирования проходит стадии упругого погружения (участок 1-0А), от предела упругости до предела прочности (участок П-АВ), от предела прочности до предела остаточной прочности (участок Ш-Ш) и участок остаточной прочности (участок 1У-ВС). Практически такой яз характер деформирования будет испытывать, например, целик угля под нагрузкой б шахтных условиях (й.Ы.Петуз;св, Я.А.Бич). Такое поведение пород п«д нагрузкой можно рассматривать как геомеханическую модели очага горнего удара (П.М.Петухов). Зависимость может изменяться в процессе.нагруженля только при изменении скорости нагружекия Ш.М.Петухов). Однако изменение скорости при нагружении в то же время является определяющим фактором процесса формирования очауа удара (открытие £ 337. Авторы: И.М.Петухов, В.П.Кузнецов, А.М.Линьков, А.Н.Зорин и другие). Кроме того, в шестидесятых годах был сформулировал основной геомеханический критерий возможного возникновения горного удара - необходимость превышения скорости процесса нагруженкя, например, пласта угля, над скоростью выхода его из-под нагрузки (И.Ы.Петухов). Этот критерий может быть записан в виде:

^кр^ .^нагр/^ре-л '

где МКр - критическое значение геомеханического критерия ударо-опасности;_ г)наГр - скорость процесса нагруженкя; - скорость

процесса релаксации напряжений.

Ряс. 2.

• Проверка этого крк-герия была выполнена автором в сейсмоакус-гических полях на ря-

удароопасных уголь-таэс месторождений страны: Кизеловскоы и [Донецком бассейнах, 13. Воркутннском, Тни-5ули-Шаорском и Шу-эабском месторожде-«ях [2, 8, 16, 18, 35, 51]. В результате 5ыло установлено, что зо всех случаях, ког-(по И.М.Пе-гухову) отмечается юявление сейсыоакус-гичесних полей при постижении угольнши шастаьет глубин наг-зужения, равных Г^ [начальная глубина юзникновения горних 'даров на местерозде-ми).

Это позволило ис-юльзовать сейсмо-1кустические поля в даапазоне частот

= (100 + 2000) Гц для контроля перехода угольного пласта из сос-'ояния упругого равновесия в состояние допредельного деформирова-ия, т.е. фактически установить, согласно рис. 2, что угольный ласт находится именно на участке деформирования П (АВ). Это весь-:а существенно, так как обычно в натурных условиях зона деформиро- • ания П отвечает второй категории удароопасности. Следовательно, воевременное выделение таких участков угольных пластов в натурных словиях позволяет шахтным службам прогноза принимать необходимые рофялактические меры по предотвращению горных ударов. В дальнейшем ти Предложения автора легли в основу комплексного метода прогноза тепени удароопасности участков угольных пластов к защищены авторски свидетельством [I, 3, 8, 9, 18, 37, 43, 44, 51, 53].

Стандартные испытания образца • горной породы на жестком испытательном оборудовании (А.Н. Ставрогин):

Действующие напряжения: 6П - предел прочности на одноосное ежа- -тие; 0у - на пределе упругости; й0 -остаточные и вызваннные ими деформации; Обу--упругие;&уГ- на пределе прочности;- за пределом прочности; -"остаточные; М0- модуль спада образца (деформируемого элемента) ;МП- модуль спада породы- (нагружагщего устройства)

Наиболее общие представления о механизме горного удара (энергетическая модель разрушения) даны на схеме I, разработанной автором на основе широких комплексна гсомеханнчгских и геофизических исследований, выполненных на ряде удароопасных угольных, рудных и нерудных месторождений Урала, Сибири, Грузии, Средней Азии и Казахстана [2, 6, 9, 15, 19, 35, 45, 50, 72, 75]. Процессы подготовки развития и завершения формирования очага горного удара можно условно разделить на четыре стадии (см. схему I).

На первой стадии (см. участок ОА на рис. 2) накашивается упругая энергия в некоторой зоне массива горных пород, которую автор называет очаговой. Эта зона упругого деформирования пород может быть выделена по геофизическим полям различного происхождения:

" - по скорости деформирования массива горных пород 6 Кр (деформационные поля, измеренные деформографами и наклономерами);

- по соотношению скоростей продольных 1)р и поперечных и8 сейсмических волн (сейсмические поля низко-, средне- и высокочастотные, в диапазоне частот = 0,5 + 5*10^ 1^);

- по градиенту электропроводности А|"к (электромагнитные поля ккзно-, средне- и высокочастотные в диапазоне частот Л ^ =

= 20 + 1-Ю6 Гц).

Дня изучения отих физических процессов в очагах горных ударов авторов совместно с 5.11.Проскуряковым, А.П.Скалуном, А.С.Бляхманом и Б.Г.Дущакскиы разработан комплекс геофизической аппаратуры, описание которого детагько дано в работке автора [1-4, 12, 14, 15, 22, 27, 28, 29, 35, 39, 42, 44, 47, 51]. Ряд разработок методов и средств для решения увазашгаго класса задач защитен авторскими свидетельствами [54, 55, 56, 57].

На второй стадии деформирования массива горных пород (си. участо АВ на рис. 2) происходит разрушение в очаге горного удара, которое сопровождается выделением юшетпчгезой энергии. Оно может быть выявлено также путем измерения сейсмических полей широкого динамического и частотного диапазонов (от I + 100 эрг до 10 и Д | = = 0,5 + 5-104 Щ). В качестве признаков, по которым может быть распознана эта стадия деформирования пород в массиве, по предложению автора, могут быть:

- энергетический критерий устойчивости К^, определяемый по отношению сейсмической энергии, поступившей из очаговой зоны в область очага, к сейсмической энергии, выделившейся на границе области.

В табл. I в качестве примера приведены величины К^, рассчитанные по денным- о массовых и технологических взрывах дхя условий Талтангольского рудника. Во всех случаях, когда удароопасная ситуация

ТАБЛИЦА I

РЕГИОНАЛЬНЫЙ ПРОГНОЗ ТАШТАГОЛЬСКОГО РУДНИКА В 1990 г.

Время Горные работы Место проявления сейсмоактивности Параметры регионального прогноза удароопасности Ка-

Месяц Дата час мин сек вид взрыва р взр' тВВ блок горизонт, м сейс- мо- зона <ВЗР нотк а в А2 а4 те-го-рия Т опас сут КЕ

Январь 14 I 2 41,1 ТВ 13,4 17 -280 4+5 8,5 4,92 2,6 0,38 14,0 П 1,5 3020

Февраль 25 I 0 2 ТВ 19,5 8 -70 i- -140 2 8,0 - 2,74 0,91 100,94 1.0 Ш нет

Март 25 4 0 - MB 286,4 8 -70 * -140 2 8,1 4,69 2,14 0,38 101,38 4,2 П 2,8 85,0

Апрель 30 0 0 0 MB 134,4 17 .-210 + -280 4 8,7 6,8 3,42 0,49 ю2«44 ю1«84 Ю1'52 Ю1'3 Ю1'1 101,35 29,0 П 18,8 9,8

Май 27 0 0 0 ТВ 4,84 5 -0 + -70 I 7,3 5,43 2,7 0,46 9,0 П 6,3 8,6

Июнь 10 0 I 1,5 ТВ 8,0 5 -0 + -70 , I 7,1 - 2,54 0,51 3,2 Ш нет

Июль 15 4 0 0 MB 212 5 -0 + -70 I 8,9 - 2,04 0,37 3,6 Ш нет

Август 4 23 48 32,5 ТВ 12,6 29+30 -140 * -210 3 6,3 - 1,84 0,38 2,1 Ш нет

Сентябрь 16 23 59 12 ТВ 6,0 29*30 -140 + -210 3 6,7 - 2,65 0,35 4,5 Ш нет -=1

ПРИМЕЧАНИЕ:

- максимальный эжгргетический класс динамической пригруэки (взрыва); К^3Р - максимальный энергетический класс динагаческой пригрузки (взрыва); н£тк - максимальный энергетический класс динаначескшс явлений, происшедших в период действия удароопасной ситуации; а, в - параметры закона повторяемости (logN*= А - ВК); N - число динамических явлений; Ag, А4 - сейсмическая активность 2 к 4 энергетических классов; TQnac - продолжительность действия удароопасной ситуации, сут; ТВ - технологический взрыв; MB - массовый взрыв; Kg - энергетический критерий удароопасности: при К2=1 - опасно; при К<1 -не опасно; К£зр - К£тк Индексация сейсмозон по глубине: 1-5 сейсмозоны соот-КЕ = Ю---

ветственно йа горизонтах -0 * -70; -70 + -140; -140 +

-210; -210 * -280: -280 + -350 м

имела место (П категория удароопасности) значение коэффициента

а в случаях, когда К£<1 удароопасная ситуация отсутствовала.

Переход в зону П сопровождается, как отмечено вше, появлением значительных сейсмоакустических полей, т.е. ростом процесса трещи-«юбразованид. Естественно, что рост акустической эмиссии (АЭ) 5удет сопровождаться и ростом электромагнитного излучения (ЭМИ), что обусловлено трением по бортам трещин, а в случае насыщенности среды газом это может вызвать и газовый разряд. Последнее, по-види-юыу, характерно для угольных пластов, опасных по внезапным выбросам. При этом, как показали сейсмоакустические исследования автора, 1а удароопасных и в^росоопасных пластах существует различие в па-заметрах сейсмоакустических импульсов, возникающих при толчках, стреляниях и мшсроударгж, происходящих в условиях угольных пластов, склонных к горным ударам, и пластов, склонных к внезапным вбросам Л-З, 8, 9, 14, 16, 18, 34 , 35, 43, 44, 51, 53 , 55, 63 , 71, 72]. Ути различия отражаются в первую очередь в спектральных свойствах сейсмоакустические импульсов, связанных с особенностями разрушения з очаге горного удара и длительностью иг колебаний, которая характеризует энергетические особенности процесса разрушения [15]. 1априиер, из работ ВНИШ (В.С.Ломакин, В.А.Оирнов) известно, что ) зависимости от длительности колебаний 1 выделившаяся сейсмическая 1нергия Е, измеренная в Дюулях, для энергетических событий класса С^б (где К =1о£Е) будет равна [69]: К = 2,24 + 2i76tg^:. Если [родолжить эту зависимость в сторону сейсмоакустических иштульсов, •о, очевидно, что при К-<1 длительность X 0,3 с.

Исследованиями автора установлено, что сейсмоакустические им-[ульсы, возникающие при горных ударах на угольных шахтах с энерге-•ическим классом К<4, но К>2 (удары средней силы) в более прочных тлях и при более высоких напряжениях (например, на шахтах Кизе-ювского угольного бассейна), возбуждают более высокие максимальные гастоты в спектрах [2], но с меньшей длительностью, чем при тех яе 'орно-технических условиях в менее прочных углях (Шурабское буро- . тольное месторовдение). Так, в первом случае при прочности на дноосное сжатие угля 0СЖ = 25+30 МПа максимальная круговая часто-а (Х>тах = (3 + 6)-103 П?, а длительность 1 = (МО-* + 1-Ю2) с; огда как во втором случае при 6СЖ = (4 + 5) МПа, ОО^д^ =

(0,5 * 1)*103 Щ при % = (0,06 + 0,6) с. Это положение весьма утдественно, так как приближенные оценки, которые обычно делают по ценке величины энергии сейсмической н сейсмоакустической радиации а основе зависимости К = как это выполнено в работе [69],

е дают право количественно судить о сейсмическом и сейсьюакустичес-

кок режиме угольных пластов и рудных залежей. Они позволят получить лишь качественные характеристики этого режима. В связи с этим, автором был сделан упор на изучение спектральных особенностей сейсмического режима угольных пластов и рудные залежей [З, 5, 15, 16, 45, 50, 51, 52]. Изучение механизма процессов в очаге горного удара возможно лишь на основе методов спектрально-временного анализа (СВАН). Анализ методом СВАН (рис. 3) позволяет определить:

'1ЙЧЛ

Ч1 ...

ГШ

\pjiw

й

в

18.06.1973 г.

В.. но*

__ СЕАашпмыа

( у \ Щ

1.0

23.07.1Е73 г.

1чв*

СЫ-С

1,0 {.а 5,0 ю,о С|),Гц

«,о ер в.0 що

Рис. 3. Примеры выполнения анализа СВАН:

а - спектры горных ударов по данньве сейсмостанции

"Североуральск"; б - то же, по данный сейсыостанцни "Ткибули"

- значения полной сейсмической энергии Е0 в очаге горного удара и их энергетический класс К0 по формуле:

ео=75г/ 1зм12сы,

— оо

где б (си) - спектральная плотность, определяемая по сейсмограмме и в первом приближении равная:

3(ы) = Ап Тг/4,

где Ап - средняя амплитуда периода Т^; п- - число колебаний данного периода;

- динамические параметры очага (Е.В.Ризниченко, К.К.Залольский, И.Л.Нерсесов, Т.Г.Раутиан, В.И.Халтурин, Дк.Н.Брун) [б9];

- магнитуду сейсмического явления:

М = I50 (со) + С,

где (со) - спектральная плотность, определяемая пз столбообразной части спектра (рис. 4), С - константа, зависящая от глубины очага и строения среды;

- сейсмический момент М0:

где Ч)р д - скорость распространения Р и 5 - волн в массиве горных пород, содержащих очаг; |-0 - частота (см. рис. 4), с которой спектр Р или б -волн попадает в область высоких частот; р - плотность горных пород, кг/и3 в очаге; г - гипоцентральное расстоя-

ние, ы; Едф - функция направленности Р или Б- волн, величина которой зависит от утла меащу направлением распространения разрыва и направлением на станцию; Кр - коэффициент размерности.

Использование величин сейсмического момента Ыд, сейсмической энергии Е0 и модуля сдвига пород в очаге позволяет оценить кажущееся напряжение 6К по формуле японского сейсмолога Аки:

йк=Го Е0/Я0. Кажущиеся напряжения 6К связаны с величиной средних напряжений и величиной сейсмической эффективности :

(^о+ с51>/2,

где - величина сейсмической эффективности, показывающая, какую часть ¿оставляют напряжения, снимаемые в очаге за счет проявления сейсмических процессов в очаге удара; 60 - напряжения до возникновения динамического явления в очаговой зоне; - напряжения в области очага удара.

Величина может быть рассчитана, если известны значения 60 и 61 . Для этого американские сейсмологи ввели понятие о скачке напряжения или о величине реализуемые (снимаемых) при динамических явлениях напряжений ДО . Скачок напряжений представляет собой разность напряжений иеяду начальными 0о и конечнши 01 напряже-нш&ш. В соответствии с работами Бруна и Кнопова, величину сброшенных напряжении определяют по формуле:

ДО = см0/з3/2,

где С - константа, зависящая от ®нпа разрыва в очагэ (кругового или прямоугольного) и глубины погружения источника (поверхностного или погруженного);

- радиус области очага:

Г0 - 2,34 -0^5 /2аг^0

- скорость разрыва в очаге:

•°раз=2.34'и5 /^/о

где <С = 2Х/са) - длительность разрыва, определяемая по положению первого минимума в спектре поперечных волн (см. рис. 4);

- механизм действия сил в очаге горного удара по соотношению спектров Р и Б - волн по формулам, предложенные Б.В.Костровш и Л.В.Никитиным;

- нормальный разрыв (ах = 0);

- касательный случай (а^ «= 0),

Изучение спектральных особенностей и диаграмм направленности Р и й- волн позволило автору совместно с И.Ы.Петуховьы, В.С.Лома-киньм, В.А.Логунов»! и И.М.Бавугиной разработать способ прогноза горных ударов, защищенный авторским свидетельством [59] (рис. 5, 6, 7).

Рис. 5. Диаграммы направленности Р и 5-волн с лепестками, симметричными во всех квадрантах (а), в случае источника прямоугольной формы, распространявшегося в обе стороны (б) и в одну сторону (в) .

усл.«4, • СЕЙСМОГРАММА 1ЧЦЧСА

—^

, АМПЛИТУДНЫЙ спектр

0,06

1-10"'с

Рис. 6. Спектр горного удара с К « 3,08, шахта > 14-14-бис ПО "Севуралбокситруда" 22.07.85 г., Т - 2 ч 29 мин, . 2 - компонента

Гц

А

6

COS 20fs - ul (a„a) №a (aP.CD)[vs/»PfsinZfl

ft -Ч^лГК

У

X»Mt

X

2?VKFT

_ kp =co/vp, ks = ci)/vs

Рис. 7. йзучение механизма горных ударов по их спектрам:

А - нормальный разрыв (а^ = 0); В - касательный разрыв

_Зная величину сейсмической энергии, ввдежззейся в очаге горного удара, а таете изучив методом СЫН критические изменения спектров Р и S всжн (смещение спектра сейсмозодш из области высоких частот j = 80 4- 100 It* в область низких f = 0,5 4 5. Гц) и определив изменения параметров сейсмического реккма (1/ogN * А - ВК): А, В, Kgmji А2 = N2; А4 =Ii4 во вргыенн, нетрудно устанрвкть местоположение области П (см. участок АВ на рис. 2) в натурных условиях, т.е. той части шахтного поля, в которой ввделялась кинетическая энергия (местоположение очаговой зоны). В ней наиболее вероятно проявление горного удара с энергией характерного для этой части массива горных пород.

Вместе с тем, если нагрузки на этом участке шахтного поля растут, то возможен переход его и в запредельное состояние (см. участок ЦЦ на рис. 2). Это наиболее опасное напряженно-деформированное состояние очаговой зоны: в ней могут возникнуть очень сильные горные удары (¥ С точки зрения удароопасности такое состояние очаговой зоны массива горных пород соответствует первой категории удароопасности и требует применения всех видов мер по предотвращению как локальных, так и региональных горных ударов. Необходимость и достаточность профилактических мер определяется эффективность!) их проведения. Как показали исследования автора [l-3, 8, 16, 21,

(ау - 0)

3, 26, 27, 30, 34 , 37, 43, 44, 48-51, 60, 63 64, 66-68, 70, 73, 4], геофизические поля могут быть использованы не только для онтроля и прогноза удароопасности, но и для оценки эффективности рофилактических мер по предотвращению горных ударов. Использова-ие геофизических полей в этом случае отличается тем, что сравни-авт степень удароопасности контролируемого участка до и после при-енения того или иного вида мер по предотвращен^" -чрных ударов. В лучае, когда категория удароопасности снижается о* I или П до Ш, араметры выполненного мероприятия считался эффективными и реКО-ендугтся к дальнейшему применению на данном месторождении.

Результаты исследований автора на ряцб угольных и рудных место-оядекий страны позволили разработать и рекомендовать к примененш еофязические критерии удароопасности, основанные на изучении геофи-ических полей.

- кинематический критерий устойчивости пород в очаге горного

ЧаРа: Г"-1 ^ Т^(5)

Лп.,1П (ВД = ТЛ_,(РЬ ТП1Р) ' де Т^ (Р ), Тп (Э ) - соответственно характеристичные периоды в пектрая Р и й - волн; ъ - индексы сейсмических событий;

- динамический.критерий устойчивости пород в очаге горного уда-

еп.1>№ (Р.б) - 6п_1(5) + В№(8)- '

це (Р ), Б^ (Б') - максимальная сейсмическая энергия Р и б-олн; п , пу-1 - кодексы сейсмических событий, по которым их рас-чгтывзв?.

Бозгешювение горного удара возможно лишь при условии, если

энстанты ЛКр и &кр зависят от конкретных горно-геологических ус-эвий залегания удароопасных пластов и рудных залежей и от физико-еханнческих свойств того или иного месторояденкя.

Согласно представлениям, развиваемым автором, для анализа усло-ай устойчивости очаговых зон необходимо, кроме спектрального а иногда и кепстрального) анализа методом СВАН, привлекать сейсыи-гоккв события, происходящие в пределах их радиуса корреляции (ко-гранткые События). Физически^это означает, что сейсмические собы-яя принадлежат одному и тому яе блоку, который имеет свои харак-врные геометрические параметры и может двигаться на границе с дру-

гик (соседний) блоком. Практически это означает, что преаде чем приступить к проведению измерений геофизических полей того или иного энергетического класса, необходимо выбрать метод прогноза зависимости от класса решаемой задачи, базы измерений и частотно спектра используемых колебаний в том или ином методе прогноза (рис. 8), а также энергетической шкалы' классификации динамичесв явлений (табл. 2).

МЕТОДЫ ПРОГНОЗА УДАРООПАСНОСТИ

Лабораторные испытания

ОБРАЗЦОВ НА ЖЕСТКИХ ПРЕССАХ

Рис. 8. Классификация методов прогноза в зависимости от базы измерений (Е) и спектра излучаемых частот (} )

Э1ЕРГ£ГИЧЕСКАЯ ¡ШАССИШАЩЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ

Вид явления

Энергетический класс

Ыагнитуда М (по Ч.Рюе

теру)

Повторяемость f• (частота в месяц)

Зона хрупкого разрушения Ь, м

1!акросейсмкческие последствия в горных выработках

Шелушение

Заколообра-эование

Стреляние

Микроудар

Удар средней силы (толчок)

Сильный

горный

УДар

Удар горно-тектонячес-ккй (землетрясение)

"7 ~ ^ах*"1'5 -1.5^-1.5

4,0<ктах!е6,0 б'0<йгпа^8-0

-1,5*; 11 <=-3,5

1,0«еМ ^2,0 1,5=еИ <2,5

2,051КЗ,5 2,5=ёЫ<4,0

^ 20001/=£2,0 300*}<2000 Ь 5,0

80^ <300 0,5^-0,2

Ь=гЮ,0 Ь«20,0 Ьг=35,0

Б«50,0 1>350,0

Разрушение породы по контуру'выработки на отдельные пластины и их постоянное осыпание

Разрушение пород по контуру выработки, отделение от обнажения плит, звуковой эффект

Отрыв от массива на контуре выработки пластин с резким звуковым эффектом

Хрупкое разрушение горной породы с выбросом ее в выработку

Хрупкое разрушение горной породы в глубинв массива, пыль, звук, сотрясение массива

Хрупкое разрушение горной породы с выбросом ее в выработку, нарушение крепи и технологического процесса, смещение машин и механизмов, сильное сотрясение массива

Нарушение (деформирование) одновременно одного или нескольких шахтных полей на протяжении сотен и более метров. Завал одновременно очистных и подготовительных выработок по всему шахтному полю (полям). Сильный звуковой эффект, пыль, сотрясение массива и земной поверхности

м (О

АШ1АРАТУРЮ-ПР0ГРАШЮЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕГИОНАЛЬНОГО МЕТОДА ПРОГНОЗА УДАРООПАСЮСТИ ШАХТ И МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Аппаратурное обеспечение метода регионального прогноза удароопас-н о с т и основано на использовании разработанного НПО "Сибцвет-метавтоматика" измерительно-вычислительного комплекса "Регион". В комплексе использованы отдельные узлы и блоки, ранее приобретенные в США у фирмы "Шпренгнезер". Они переведены на элементную базу, применяемую в СССР. В процессе эксплуатации американского оборудования на сейсмической станции "Североуральск", построенной по техническому проекту, разработанному под руководством и при непосредст венном участии автора, было установлено, что американское оборудование (сейсыотелеметрическая система фирмы "Шпренгнезер") не обеспе чивает полностью автоматизированный сбор, передачу и обработку информации, полученной от сейсмодатчиков, установленных в шахте, в соответствии с методикой ВИШИ (В.А.Смирнов, В.С.Яоыакин и др.). В связи с этим, по предложению и техническому заданию, разработанному ВНИМИ совместно с ПО "СУБР" (В.А.Оосрнов, В.С.Ломакин, В.А.Колесов, В.А.Логунов, К.А.Войнов и др.), НПО "Сибцветметавтоыатика" создало измерительно-вычислительный комплекс ИВК "Регион" (схема 2), который прошел опытно-промьшенные испытания на шахтах ПО "Севуралбок-ситруда" и в настоящее время внедряется на шахтах НПО "Сибруда".

ИВК "Регион" обеспечивает многоуровневую систему сбора, передачи и обработки сейсмической'информации в диапазоне частот 0,25+85 Гц с динамическим диапазоном Д = 50 дБ (схема 3). Нижний уровень ИВК представляет собой сеть сейсмических наблюдений, рассредоточенную по шахтным полям рудника с учетом эффективного радиуса чувствительности сейсмотелеметрического канала [69]. Второй подуровень занимает телеметрическая аппаратура передачи и приема сигналов (ТАППС). Эта аппаратура предназначена для непрерывного сбора сейсмической информации с сейсмоприемников типа СМ-2, Clí-З, ОСП-2, СМ-ЗВК, СВ-30, CA-I,. СА-2, разработанных ОКБ ШЗ АН СССР, НПО "Рудгеофиэи-ка" и Ленинградским морским технический университетом (Кораблестроительный институт). Автор считает, что наиболее перспективными для использования в ИВК "Регион" являются датчики CA-I и СА-2, разработанные ЛИГУ совместно с ВНИШ. Они могут быть использованы в скважинах диаметром 100 ми. Скважинный вариант сейсыодатчкков позволяет широко их применять не только на рудниках, но и на шахтах опасны* по газу и пыли, т.е. и на угольных месторождениях. При этом

ческое взаимодействие. При этом, как установлено исследованиями автора, на основе сейсмологических наблюдений в пределах месторождений на частотах (0,5 + 10) Гц могут быть выделены границы блоко вых структур,, характерные для конкретного месторождения, путем спектрального анализа распределения сейсмических событий во времени. Это позволяет определить продолжительность сейсмического цикла для динамических явлений различных энергетических классов. Зная местоположение очагов сейсмических событий различных энергетически классов и их миграции во времени в сейсмическом цикле, отсчитываем! на каждом месторождении от сильных сейсмических событий (например, К = 5 на Талгтагольском руднике, К = 4 на СУБРе, К = 4 на шахтах Ки зеловского бассейна, К = 7 на Ткибули-Шаорском месторождении и т.п.), нетрудно найти скорость процессов разрушения для сейсмических событий различных энергетических классов, а затем, учитывая, что Т = £ (К) и т) (К), установить зависимость между размерами блоков (очаговой зоны) Ь и соответствующего энергетического класса К, т.е. определить функцию 1 = f(К). Такиё зависимости приваде! на рис. 9, а, б, в, г дня различных удароопасных угольных и рудных месторождений страны. Они показывает, что, например, в подготовке наиболее сильных горных ударов с К^б на шахтах Кязелозского бассе! на участвуют блоки размером I ^ 300 м, на шахтах Грузик для наиболее сильных горных ударов с К>12 участвуют блоки с 5000 м, на шахтах СУБРа для сильных горные ударов с К ^10 1 <» 6000 м; для шахт Таштагольского месторождения при подготовке горных ударов с К5»8 участвуют блоки размером Ь з» 2000 и.

Обобщенные данные по указанным месторождениям приведены в табл. 3. В целом для решения вопросов геодинамического районирования месторождений и установления максимально возможной силы динамических явлений ВЮШ и КузПИ при непосредственном участии автора разработаны соответствующие инструктивно-методические документы. Они регламентируют проведение геофизических измерений на месторождении с использованием специально оборудованных геодинамических полигонов, позволяющих осуществлять: сейсморайонирование месторождения и шахт с помощью лазерных деформографов, длиннопериодных сейсмографов к сейсмотеяеметрических систем с радиоканалами "Луч" в УКВ-диапазоне и выводом информации на компьютеры головных ЭВМ типа 1ВМ РС /АТ с процессором 386 и сопроцессором 384 и венчестероь На 400 ИВ. Использование указанного комплекса измерений (подсистема "Геодинамика") позволит также оценить динамическое взаимодействие . блоков на их границах по сейсмическим данным (картировать тектонически активные зоны на месторождении). Решение этого вопроса очднь важно при раскройке шахтных полей и при подходе к очаговым зонам

. а - пласты Кизеловского каменноугольного месторождения; б - рудные залежи Таштагольского железорудного месторождения; в - Ткибули-Шаорское каменноугольное месторождение; г - рудные залежи со Североуральского месторождения бокситов

со

со

ТАБЛИЦА 3

РЕГИОНАЛЬНЫЙ ПРОГНОЗ СТЕПЕНИ УДАРООПАСНОСТИ УЧАСТКОВ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ И РУДНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ

ВчсссЛн, МЕСТОРОЖДЕНИЕ, ВРЕМЯ НЛЕЛЩЦЕНИ2 Параметры лрошозл (а,в,1<.та»)стЕ.-ПЕНИ УДАРООПАСНОСТИ ДА« РАВНЫХ КАТЕ-ГПРИЙ ППАСНОСТИ • ^ЛЛССИ^КЛЦИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ явлении ПО ИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ ИЛачМЕТШ АПЛАЙЮТ ЙЗМЕШ Б/шов, М КОЛИЧЕСТВО ЮЛЕНИЙ Н в ПРОЦЕНТА ХЙЩЕМУ ЧИСЛУ

X л ж СГУ ГУТ ТЭ£ д? ш 1ХУ "¡•УТ" [ТЗЕ

КИЗЕЛОВСКШ , КАМЕННОУГОЛЬНЫЙ 1960-1988 гг. а 3 2 1 3 3,7 4,1

в 0,48 0,48 0,48 0,48 0,43 0,43 4-60 150 50 47 3

Ктех 6,5 4,5 2,5 2-6,5 6,5-8,5 8,5-9,5 ЬтаТ 50"700

Ткигали- а 1,6 1,0 0,7 1,6 2,0 3,0

Шаорсксе каменноугольное в 0,22 0,22 Ц22 Ц22 0,25 0,25 Ц5т80 200 24 66 10

1970-1988 гг. Кгпах 6,5 4,5 2,5 6,5 9,0 12,0 1^=75-6000

северо-тльсксе а 3,3 2,5 1,3 3,3 4,5 5,7

бокситовое 1970-1986 гг. в 0,48 0,48 0,48 0,48 0,53 0,54 Ц5-85 170 18 41 41

Ктах 6,5 4,5 2,5 6,5 8,5 10,5 1.^=75-6300

"вшпшшжое а 1,9 1,3 0,7 1,9 28 3,5

железорудное 1970 Н98ЙП- в 0,29 0,29 0,29 0,29 Ц34 0,34- 1-80 160 - 9Ь 5

Ктах 6,5 4,5 2,5 6,5 8,5 10,5 1.^=75-6300

"условные обозначения: Закон повторяемости •£оа.Л(п=а+ВКт

Ктах=йдЕтах СП/-собственно-горные здаш,

Е-сейсмическая ГУТ" горные 'удары горвдтегсгошческого типа,

энергия в Джоулях ТЗЕ-технологические землетрясения.

<±=м/нотг процентное содержание дшщических

явлений в общем числе расследованных горных даов.

:рнух работ, так кап последние, кап показал опыт отработки Ткибу-i-Еаорского кзсторождения Грузки, могут вызвать местные молкофокус-:з зс;*.-.отряссн:ш техногенного происхождения. Воздействие таких Г"детрлсе!п?;5 на горше выработки копет инициировать удары горно-;::?отгазского типа, захваткветцие в отдельных случаях не одно, а ^сколько яахтннх полей и аызивпщне нарушение технологи^ского пела ведения горных работ одновременно на нескольких участках.

прмчтяе'мий таким ударами, полет составлять несколько мильемов рублей и приводить к остановке горных работ до создания зебходимого комплекса профилактических Еб, б, 13, 19, 25, 26, 32, 50J специальных иер по борьбе с этими грозными явлениями [70, 3-75].

Во-вторых, при региональном прогнозе удароопасности существенную i:-h чграет сейсшрайонировакяе шахт и отдельных их участков. Реиэ-этого вопроса иэ~з? быть достигнуто на основа апператно-прогр&м-ного пс'зпскса, создаваемого на пахтах и рудниках на базе 1ЭК "Ре-::сч''} миГг'-ЭВ!' СЧ-1420 (1425) и -компьютеров типа IBII PC/AT на 286 роцзссоре.

■ С'руц-уря роггоналъкого сс"с::опрогноза удароопасности гаахт и от-""•ьк"-; участков иахтжгс полей (си. схеиу 5) характеризуется тем, то гг-.огноз устойчивости соЯсиоопасной зоны выполняется с учзтои -а?": ера cpsttsH'.* на основе применения компьютеров IBM PC /АТ и спе-^агько разребо/анннх програил, поззолящих учэсть:

- с:сор" :?ъ миграции ceSciioonacHux зон в пределах шахтных полой;

- налрялотлое состояние массива горных пород в сейсмоопасной сн-з:

- горно-геолегичзехио и горно-техничоские условия отработки эсторогденяя; ■

- варианта сойсмичзского psrawa сэйсиоопасннх зон во вреиани;

- коротко- (до I кэс) н долгояивуцие (свыше одного года) сейсыо-шасниэ зоны в пределах шахтного поля, отражавшие влияние техноло-чга еодзкпя горных работ на его септический реатк, а такяе оправлять влияете ЗПГД;

- на основе изучения закона повторяемости для шахты и отдельных !Q участков степень (категорию) удароопасности сейсмоопасных зон.

Решение указанных вопросов позволяет заранее (например, в первой свартаге) определить сейсыоопаснке зоны в границах шахтного* поля !рис. 10), в которых возмоано возникновение сильных горных ударов, г.е. осуществить прогноз горных ударов по месту.

Исследование процессов, происходящих в сейсмоопасных зона*, на зсиОве изучения параметров сейсмического режима шахтного поля и 'его

о

Рис. 10: Геншер регионального

прогноза удароопасности для условий Таштагольского рудника (первый квартал 1990 г.)

арлации во времени позволяет учесть фактор времени, т.е. определить оправление развития событий в сейсмоактивной зоне: на стабилизацию затухание) или на дестабилизацию (усиление сейсмоопасности). Такой рогноз с учетом фактора времени может быть реализован согласно окомендациям автора [59]:

- долгосрочный, выполняемый на основе сопоставительного анализа анных натурных (сейсмологических) наблюдений и расчетов по способу ршпчных шггегралышх уравнений и методом конечных элементов [61, О, 75]. Он позволяет уточнить величину бокового распора Л , харак-ер сцепления на разломах (полное, частичное, с проскальзыванием и .п.), а такта коэффициент Пуассона и динамический модуль Юнга Ед

о геофизическим данньгл. Б свою очередь, инея достаточно надежные ранипшв условия и соотношение упругих характеристик самых слабых санах прочных пород, слагающих изучаемое месторождение, полно рздрассчптать поле дополнительных напряжений при любой схеме отра-отки и ¥си сглсим построить прогнозную карту отработки месторонде-::л з условиях каг^мнез ударо опасно Я ситуация пр:1 странной техко-огяи. Такой подход был использован автором совместно с коллегами пк отработке Ткпбули-Яаорского местороздешгя Грузии Ц4—63, что сзволило эффективные меры по предотвращению горно-тек-

онячоских ударов [13, 25, 26, 32, 43, 49], а также подготовить н труктпвныз документы, регламентирующие отработку месторождений, кяонных к горио-^ектоническиы ударам, и в других горно-геологичес-кх и горно-техшческнх условиях 073-75];

- сг.зднесрочкнЗ (до 1-3 нес) прогноз удароопасности, осуществивши '.а. основе разработанных автором критериев устойчивости

зон [50, 52, 59] на базе метода СВАН. Следует отме-1'Г?ь, что з качестве кркерия удароопасности здесь используется еофизичссхшй аналог скорости процесса нагружения и вывода пласта залети) в очаговой зоне гз-яод нагрузки - энергетический критерий стойтавости. С пскос^ьп этого критерия значительно раньше, по срав-ешга с другкил параметрами (спектральный состав, градиент сейсми-сской энергии, отнопеняе аиплнтуд п длительность Р и 5- волн и ругпе) мс-яно выявить переход потенциально сейсмоопасной зоны в цароопасноа состояние [50];

- оперативный прогноз удароопасности очаговой зоны и переход ее з еэтонцпялько сейсыоопасного состояния о удароопасное может быть Езттзован на основе совместного анализа высокочастотных сейсмо-ку^мчзекк? (АЗ) и электромагнитных (ЗШ) полей. Корреляция между гтал! г.злеот иояет быть легко установлена при использовании ряда ппараеурнис и методических разработок автора [55-58]. Физическая ущнэсть подхода к оперативному прогнозу удароопасности состоит в

том, что трещины, образующиеся на стадии Л (си. участок АВ на ]мс. 2), даат возможность создавать трение на своих бортах на стадии Ш (область ВС на рис. 2) и за счет возникающей электризации называть и усиливать электромагнитное излучение (3151). При этом, что весьма существенно, в результате группирования трещин в магистральный разрыв происходит заметное смещение спектра сейсмически колебаний в область низких частот. Указанные фактору и позволяет строить оперативные экспресс-методы прогноза степени удароопасиос-ти отдельных локальных участков массива горных пород, располо-текн^--в зонах опорного давления [9, И, 14, 16 , 21, 22, 23 , 24 , 29, 31, 36, 41, 42, 44, 4б]. Указанные исследования явились основой для разработки нориативно-ызтодическк: документов, рзглаг8нткруг:щ1п: применение экспресс-методов на пактах и рудниках [60, 63, 65, 71, 72].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации в виде научного доклада обобщсш научш:з и шгздг,] низ разработки автора по рекешга ватной для горгю-доблзагщих отраслей промышленности проблеиа, имезщей большое перэ^чяссйлЯсУзегсое значение.

Разработанный- автором региональный метод прогноза удароопаенос?! позволяет контролировать удароопасное состояние как ксстсрозден:;:: в целом, так и отдельных его участков (пахтшх полей), значительно повышает безопасность ведения горных работ в сложных горно-геалогических и горно-технических условиях: отработки, цестороздешй кг больших глубин«-и при высоких тешах подвигания горных работ, чгсг имеет огромное социальное значение и дает значительней эконст/ИнО^л эффект.

В диссертации рассмотрены результаты аналитических, шахтнпх, лабораторных и проыьшденных испытаний, проведенных авторов; за 30 ^¿т (1960-1990 гг.) на 27-ыи угольнкх, сланцевых, рудных и нзрудрш:-: месторождениях страны. В процессе работы испытано свете 500 .отологических разностей углей, сланца, руд и пород. Сфорлулирогано и обосновано новое научное направление в механике горных пород применительно к задачам горного производства - изучение физических процессов в очагах горных ударов и региональный прогноз их по геофизическим полям.

Основные научные результаты

Установлены основные закономерности в поведении геофисх^с^сккк полей в зонах опорного давления и нетронутой массива, чт& позводиле

гопнкть прздстчнлзиия об условиях образования очагов горных ударов фор"Ц!ровмк::-1 очагонж зон.

Ih осмоле гес:'?хм!ччесигес предстлг'тенчП о поседении насснза гор-{•х пород na разлнп.иге стодиях его деЗзггарэвзная развита зквргэти-ес?:ал модель лроцзсса разрупешш я ofoprjyr-ipoBauu геофпзичэские ргггергя, позаоллг:;,:?е оцентеь стадия де^юр^ировшыя массива горных срэд в очагс/юл зона в ка^уряих условиях по гео*,:1зпчсск;<м полгл.

ЕЬхазгпэ, г»о !*о?од слсхтральио-2ре:;енкого анагаза (СВАН) посе-■;н;тя гсо.*/и:гс2си:гс полей в сейслоахтавшк зонах, а также дянашгсзс-£-:о я ккигкзпгосгае критерия устойчивости, определявши на основе етода СВАН, поз го ляг-? оценивать устойчивость сейсмоактивных зон и пределять направленно рэззития сейспггзскнх процессов в ша, веду-пж няи к сгсбяяпзрдаа зон, или к ta дестабилизации.

Установлено, что поЕедение геофизических полей псзболяз? еггрзде-ять вход я Е'гсод участка пассива горн;я: пород в процесс его дефор-ирсвания," на различал его стадии (упругого, до- предела прочности за его проделом). С-го о:ггечоет различно3 степеня сеЛсг.сопаспос?;! ого ялн imoro массива гор;пи пород, а на участках'пассива

opirjx пород, где проходя? гср;шэ выработки, создается удароопасная етуацил.

Е::гзле::о глппсэ двуг видов сепсноактапгасти ac си па ropi шх по-од: чорсткопзриодноЗ (до I месяца) и долгс~:гзуцей (coiz:e одного ода), что связано с технологией ведения горных работ и образованней он повкаояиого горного давления.

Cfz рмул s гро в а ; lu Еозиогшостя осуществления грех вадов регионально-о прогноза удэроопасностя: долгосрочного, среднесрочного п опера-ибного.

Оеногниз практические результаты

Разработанные методы регионального прогноза удароопасности поз-оляют:

заблаговременно (с учэтои фактора времени) выявить наиболее дароопасныэ участки угольных пластов п рудных залеаей и выполпать а этих участках профалачтические меры по их предотвращении;

значительно снизить опасность возникновения ударов-горно-тенто-ического типз, выявленных на ряде угольных и рудных месторояденнй траны и связанных с активизацией геотектонических процессов при едегош горных работ, особенно на месторождениях, расположенных в ейсиоактивных зонах;

оценивать эффективность профилактических мер Ьо предотвращение орных ударов и определять оптимальные параметры их применения на естороядениях, где, созданы специальные сейсмические станции (Кизел, евероуралься, Ткибули, Таштагол);

контролировать удароопасное состояние массива горных пород без нарушения технологического цикла по добыче бокситов, угля, железных и апатито-нефелиновых руд.

Практическая реализация научных разработок автора осуществлена через отраслевые нормативно-методические документы. Они являются обязательными при разработке угольных пластов, рудных и нерудных залежей, склонных к горным ударам. Внедрение разработанных автором рекомендаций позволило повысить безопасность ведения горных работ на шахтах и рудниках, разрабатывающих удароопасные пласты и залежи, склонные к горным ударам, в особо сложных горно-геологических и горно-технических условиях на больших глубинах в сейсмически активных районах. Получен значительный технический и экономический эффек за счет автоматизации процессов контроля удароопасности и сокращена объемов локального прогноза, связанного с дорогостоящим бурением контрольных скважин, особенно на рудных месторождениях. На угольных Же шахтах сам процесс контрольного бурения шпуров или скважин может привести к инициированию и развязыванию горных ударов и внезапных ви5росов угля, породы и газа.

Перспективы дальнейшего развития методов регионального прогноза удароопасности на шахтах и -рудниках, разрабатывающих" пласты (залезск склонные к горным ударам

Установленные автором закономерности поведения геофизических полей на различных стадиях деформирования массива горных пород являются общими законами для любых месторождений, разрабатывающих удароопасные пласты (залежи) . Это позволяет широко-использовать даннцй метод контроля удароопасности в качестве базового.

В настоящее время Н1П МПГ-4 Нинмета СССР предусмотрено внедрение метода на месторождениях Норильска, Казахстана, Горной»Шорца.

Предусматривается также внедрение этого кетода на угольных предприятиях Кузбасса и Воркуты. Создание автоматизированных систем контроля удароопасности предполагается продолжить на предприятиях рудной и нерудной промышленности (Горная Шорил^ Ловозерский ГОК), а также использовать полученные автором закономерности для геодинамического районирования земных недр.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДЯЩИХ РАБОТАХ:

Монографии

1. Петухов И.И., Смирнов В.А. Прогноз горных ударов// Горные уда-ы и борьба с гами на шахтах Кнзеловского бассейна.- Пермь: Кн. зд-во, 1969,- С. II6-I33.

2. Петухов И.М. п др. Геофизические исследования горных ударов/ .И.Летухов, В.А.йгарнов, Б.Ш.Винокур и др.- Ы.: Нэдра, 1975.34 с.

3. Смирнов В.А. Геофизические исследования горных ударов н их рогкоз// Тр. Международной науч.-техн. конф. по теме: Опыт по рогнозированню и борьбе с горными ударами в каменноугольных шахах.- Катовице: Изд-во Главного института горного дела, ПНР, фев-аль 1934.- 22 с.

4. Сшрнов В.А., Проскуряков B.Ii. Градиентные определения напря-енно-дефоринрованного состояния горных пород. Аппаратура ВНИЫИ; аирнов В.А., Панин В.И., Проскуряков B.Ii. Аппаратура ультразвуко-эго метода оценки напргяений. Применение сейсморазведочных методов денкя напряженного состояния горных пород// Техника контроля напря-ütnu'l ii деформаций в горных породах.- Л.: Паука, 1978.- С. 85-99;

золе?.

5. Пзтухов И. 11., Смирнов В.А. Горные удары - модель землетрясе-1й. Их прогноз и предупреждение// Экспериментальная сейсмология.-

Наука, 1983.- С. ЗО-гЗб.

6. Петухов И.М., Смирнов В.А., Работа Э.Н. Изучение сейсмичности, районах горние разработок Ткибули-Шаорского каменноугольного ыес-гроздзния// Детальное сейсмическое районирование.- М.: Наука, 330.- С. I6I-I67.

Статьи и броииры

7. BaitoD A.A., Сиклцыи D.H., Филипов Е.В., Смирнов В.А. Диспетчер )ипяекса "Порода"// Информационный листок В 836-89.- Л., ЦНГИ,-339.- 3 с.

8. йжрнов В.А. Геофизические исследования горных ударов// Сос->яние решения проблемы горных ударов на шахтах Кизеловского бас-(йна: Тр. конф.- Кязел, 1968.- С. 66-75.

9. Ctarрцов В.А. Исследования горных ударов геофизическими ието-иш//.Тр. ВНИИ.-"Л., 1968.- Сб. 74.- С. 126-135.

10. йшрнов В.А., Маркина Е.А. Некоторые вопросы теории подземных [ектрических зондирований// ФТПРПИ.- 1978.- 9 I,- С. I09-II4.

11. Смирнов В.А.., Скакун А.П. К Ентерлрзтац^к результатов шах^ электрозовдироваккй при прогкооиробелг*удароопасньк утаЛ'Еоз

1П«—. Т'^ ОТЛП1'* тпоп

Сб. ИЗ.- С. 16-23.

12. Смирнов В.А.,, Преобрагенскнй В.Б., Аксенов В.К. ПркиеиенЕЗ аппаратуры с•промежуточной кагнягиоЯ записью дея регистрации горн ударов//, Геофизическая аппаратура.- Л., 1937.- В-т. 32,- С. 82-94

13. Смирнов В.А., Шаталов С.С. О влиянии сейсмичности на ударо опасность угольные пластов в сейсмичзски активных районах на примере ТкиЗульского месторождения: Тезисы доклада ка сенкнаре 31ИП5 по проблемам механики.горних пород// Тр. ВНИШ.- Л., 1974.- Сб. 9 С. 149.

14. Оиирнов В.Аг, Проскуряков В.И., Крызаиовсккй Н.В. СсЕсно&х тические методы оценки напряженного состояния массива гор<ах поро Тр. ВНЖй.- Я., 1974.- Сб. 91.- С. 32-38.

15. Петухов И.И., Сшгрнэв В.А., Винокур Б.Ш. к др. О связи раз шения в очаге с параметрами сейсмоакусткчзскюс Езотужьсос// Тр. ВНШШ.- Л., 1958.- Сб. 64.- С. 215-224.

16. Пзтухов И.И., Ошрнов В.А. Комплексные геофаичзспсе кссле дованил горных: ударов ка вахтах Ксэеловского бассеПна/ Бергскгдо-1ЯЯ.- Фрайберг, 1967. 19, Р 3.- С. 120-134 (нега.).

17. Огарнэв В.А. Изучение сейсмического рекима в районах, опас ных по горныл ударам на пахтах Низеловского бассейна// Тр. ВШ£1. Л., 1961.- Сб. 42.- С. 3-19.

18. Смирнов В.А. 1Ьследовашш напряженного состояния угольных пластов, опасных по горнш удараи, сейсмоакустичзскии методом// Геофизическое приборостроение.- Гостоптехиздат, 1962.- Вып. 14.-С. 59-65.

19. Смирнов В.А. Шкросейскологкчгскке исследования горных удг ров// Тр. ВШШ.- 1., 1962.- Сб. 49.- С. 64-83.

20. йшрнов В.А. Сейсморайонпрованке шахтшге полей КкзегоссЕШ бассейна// Тр. ВНШ,- Л., 1952.- Сб. 48.- С. 64-83.

21. Смирнов Б.А., Проскуряков В.11. Геофззическне исследования горных ударов на рудных и нерудных месторождениях// Безопасность труда в промышленности.- 1978.- Р 7.- С. 30-33.

22. Смирнов Б. А., Проскуряков В. 11., КрызаиовскнЯ 11. Б. Алл ара?} для сейсмических исследований напряденного состояния массива гор! пород// Изкарение напряжений в массиве горных пород.- Нэвоскбирс! СО АН СССР, 1976.- Ч. Ш,- С. 47-51.

23. Смирнов Б.А., Проскуряков В.11., Баяхман А.С. Геофизические исследования напряженного состояния и свойств удароопасных горны?

род Северо-Уральского бокситового рудника// Нзтоды разведочной офлзики, шахтно-руднячная геофизика,- Л.: НПО "Геофизика", 76.- С. 59-64.

24. йгкрнов В.А., Проскуряков B.U,, Лазаревич Л.М. Прогнозирова-

0 горных ударов геофизическими методами// Горн, иурн.- Свердловск, 79.- 3 7.- С. 44-47.

25. йяфпов В.А., Леладзе Ш.В., Гелашвнли Г.Н. Прогноз и пре-гврацзнпе горных ударов на шахтах Ткибули-Шаорского ыесторояде-а// Уголь.- 1977.- Я 10.- С. 44-48.

26. йёриов В.А., Геловшяли ГЛ., Шаталов С.С. и др.. Комплексные эфязическиз исследования горных ударов на шахтах Ткибули-Шаорского зторозденпя// Тр. ВИШИ.- I., 1973.- Сб. 88.- С. 222-230.

27. Смирнов В.А., Генкии В.А-., Нянин Ю.Я. и др. Методы прогноза :л5к ударов// Безопасность труда в промышленности.- 1979.- Г5 7.19-22.

28. Смирнов В.А., Преображенский В.В., Лелад?е Ш.В. и др. Liwpo-Тснологичзские исследования горно-тектонических ударов на шахтах ^эии телеметрической системой с памятью// Сейсмические приборы.-

: Наука, 1978.- Вып. II.- С. 209-214.

29. Счирпов З.А., Проскуряков В.Н., Скакун А.П. i» др. Комплекс ■'phx^az'jx методов прогноза горных .ударов на угольных, рудных ¡арудных месторождениях// Геофизические методы контроля напряае-

1 в гортя породах.- Швоспбярск: ИГД СО АН СССР, 1980.28-33.

30. Калажлков Н.И., Смирнов В.А. Эффективность массовых камуф-гшх взрывов, как способа приведения горных выработок в неударо-?снов состояние// Опыт работы шахт, опасных по горным ударам: Тр. ф- М.: Кздра. 1964,- С. 91-101.

31. Проскуряков В.М., Смирнов В.А., Кркаановский Н.В. Исследова-i характера распределения опорного давления впереди очистного !оя// ¿'голь Украины,- 1976.- Р 9.- С. I.&-I9.

32. 2ядшшт A.A., Геяашвияя Г.М., Смирнов В.А. я др. Предупрез-ше горных ударов на удароопасныг пластах в сейсмически активных ¡онах// Шахтная геология и геофизика: Тр. ВШШ.- Л., 1978,110.- С. 26-34.

33. Егоров П.В., Лазаревич Л.М., Ошрнов В.А. и др. Ыякросейсмо-'пческке наблюдения на Гаштагольском месторождении// Безопасность да в промышленности.- 1980.- 9 7.- С.40-49.

34. Петухов И.М., Егоров Л.В., Скирнов В.А. и др. Результаты шлексннх исследований напрязенного состояния пород Дтезказгаяс-•0 кесторозщения// Измерен*© напряжений в массиве горных пород. [.- Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1977.-, С. 20-25.

35. Петухов И.М., Акиньшкн Б.Т., Смирнов В.А. 'и др. Влияние не которых физических свойств угля на его.склонность к проявлении го ных ударов// ФТПРПИ.- 1971,- » 6.- С. 3-9.

36. Пущанский В.Г., Бляхман A.C., Олирнов В.А. и др. Комплеисн высокочастотная электрометрическая и сейсмическая.аппаратура для прогнозирования горных ударов// Диагностика напряженного состояли породных массивов.- Швосибкрск: ИГД АН СССР, 1980,- С. II0-II7.

37. Лаухин А. И., Михайлов Б.М., Олирнов В. А. Оценка зф^-зктквко ти мероприятий по приведения выработок в неудароопасное состояш:з на шахтах Воркутинского месторождения// Безопасность труда в промышленности.- 1971,- & II.- С. 35-38.

38. Шаталов С.С., йшрнов В.А., Преображенский В.Б. Сейсдютелэ метрическая система для регистрации и прогноза горных ударов// Тр ВНИ5М— Л., 1975,- Сб. 96.- С. 29-34.

39.- Ломакин B.C., Смирнов В.А. Сейекотелеиетричзскал аппаратур для регионального прогнозирования удароопасности шсстных полей// Техника натурного гесуеханячзского эксперимента.- Новосибирск: КГД СО АН СССР, 1935- С. 96-102.

40. Айтматов И.Г., йшрнов В.Л., Чзстнои А.5. Результате зхгюг роаетричеекке исследований на руднике КурусаЗ с целью ОЕр»дел*.г.>.. степени ударэопасности отдельных участков пода синих горкьге зцр*-боток// Геомеханячзскиг условия и динамические ягяензя горного давления на рудных кеетороздениях Средней Азии.- Фрунзе, Изд-вз Илим, 1981.- С. 32-41.

41. Смирнов В.А., Гончарова С.И. Оценка степени удароспаепос'/ч участков угольных пластов к рудных закезей на основе ксуплеяскьх геозлектркческих и геоиеханкческнх исследований// ру-ниетал rc-j-злектрика: 1!зз&уз. сб.-Ксмзрово, КузШ,- 1277.- Бил. I,- С. 81-е?

42. Смирнов В.А., Короев A.A. Шахтная нскробсоопасная o.iö'.:rpo-метрическая аппаратура АЭСН-1// J^-дначнал .геоэ«эктрш:а: Игяву«. сб.- 1977.- Вып. I.- С. 142-153.

43. Скирнов В.А. Разработка и шедрение геофизических кегздов прогноза горные ударов на. угольных ыееторозденяях// Бор:.-ба о торг: ми ударами: Сб. науч. тр./ ЯВВЯ.- Л., IS3I.- С. 53-62.

44. Смирнов В.А. Геофизический контроль напряженного сссгол;тя массива горных пород// Геофизические исследования калийных к ка-менносолезых месторождений.- Л., ВШИГ, IS33.- С. 54-52.

45. ймрнов В.А. Оценка устойчивости массива горни: пород ь оч гах горних ударов по геофизическим полям// Проблей: разработки по лезных ископаемых в условиях высокогорья: Тез. докл. на I Bceccss семинаре.- äpyrae, Изд-во.Илки, 1937,- С. 30.

46. GripnoD В.А., Скакун А..П. Геолого-геофлзические нетодц и ^едгтиа изучения тектонической нарушенное™ в подземных горных ¡работках признательно it задачам геодинамического районирования 'олыпяс мстороиденхЗ// Геологические я геофизические методы и ¡сдстБя прогнозирования нарушенное?л угольных пластов и пород:

I. туч. тр./ ВПЖИ,- Л.,- 1937,- С. 4-11.

47. Лс?.*гш:н B.C., Смирнов В.А., Добрынин A.A. Сейснотелемегрн-г ¡з:;зя контроля удароопасности// Геологические и геофязи-^кко не, од1! и средства прогнознроваияя наруиенности угольных :астоз :<; пород: Сб. науч. тр./ ВНИУИ.- Л., 1937.- С. 59-64.

48. Скьриов З.А., Скакун А.П., Цущанский Б.Г. Оценка эффзктив- _ ::ояалькг<х кзр борьбу с горнвш удара гл на уголышх шахтах

г лл-з:ссс.ч rocjrsirsociesíx кетодов// Локальные моры борьбы с горными ;г.раг£л: Сб. у.гуч. тр./ ЗПИШ.- Л., 1964.- С. 14-18.

19. С-т.рнов В.Д., Гаяадае Ш.В., Гелагвили Г.Ы. и др. Борьба с ipr.::.л удар.;::.; г сз'аулческк угрожаемых рйЛонах// Тр. ВНИШ.- Л., УТР,- Сб. Í0;\- С. 34-102.

ГО, О-трнс" РегажэльнкЗ прогноз удароопаскссти пахтивх г .Л по Jr наблюдение!// Геотехнические и

"-•чгг'г--'/.•• г :::гостя разработки мсстороздеииЛ полезных кс::о-л-ъс: 05. кгл-с;. 1., 1999.- С.. 51-62.

51. C^rcKOi- З.А. Геофизические методы иссдсдованая горни? уда-

Аьтор-;, ... аавд.тзхн.наук - Л.: ЛГИ, 1964,- 18 с. 5Г- 7-. у.ссэ ''.У,, Огарнов В.А. Геокехсзмческяе ockobjj регионально про г; ;оз". -'cp'ünc ударов с учетом фан-гора времени// Управление 'Г'-ц. -•.4ii.-c- .-4-. i прогноз безопасных условай осгоегая угольные "-гог'-хде!- 3: Сб.'науч. тр.- Ч. I/ ВНЕШ.- Л., 1990.- С. 36-40.

53. A.c. ICoSSX1 (СССР). Способ определения степени удароопаснос-угол;;:?;'.' пячетсв/ BK25Í; Аз?, из обр. И.М.Петухов, В.А.О«криов, Ш.Вк««:чур, В,П.Кузнецов.- 3 1225111/22-03; Заява. 16.03.68; убл. в З.И., 1933.- я 43.

A.c. £35287 (СССР). Способ контроля безопасной глубины вкем-: угйя кз яяасг«-/ BSGSij Abi*, изобр. U.U.Петухов, А.П.Яянецкий,

A.Склрнов, А.П.Скакун.- Р 290I482/22-Ö3; Заявл. 31.03.60; Опубл.

B.И., 1982.- J? 48.

55. A.c. 139373 (СССР). Устройство для определения степени уда-:г.<->стое*гд участков цасспва горних пород/ В НИШ; Авт. пзобр. У.Изтухоз, А.С.Ечяхиан, В. Н. Проскуряков, В.А.Смирнов.-407Г521/22-03; Залвл. 05.05.95; Опубл. в Б. И., 1983.- 9 15.

56. A.c. I02I780 (СССР). Способ относительной оценки напряжет, го «стояния пассива горных пород/ ВШМИ; Авт. из об р. В.А.йпгрног

A.П.Скакун.-Р 3372535/03; Заявл. 25.12.81; Опубл. в В.И., 1983.» 21.

57. A.c. I104270 (СССР). Способ контроля напряженного состояга горного массива/-ВШИ. Авг. изобр. В.А.Смирнов, А.П.Скакун,

B.Г.Цущанский.-Р 3502590/03; Заявл. 20.10.82; Опубл. в Б.И., 1984.- £ 27.

58. A.c. 1502831 (СССР). Способ прогноза горных ударов/ ВШШ; Авт. изобр. И.Ц.Петухов, В.А.Сьшрнов, В.С.Ломакин, В.А.Логунов, И.Ы.Ватутина.- Р 4293.967; Заявл. 04.08.87. Опубл. вБ.И., 1989.-Р 31.

Нэриативстгз и методические документы (составленные с участием автора)

59. Иетодические указания по прогнозу удароопасности рудник к нерудных месторождений (Пргяокеннг п п. 3 "Временной питруицг:;: г безопасному ведения горных работ на рудных и нерудных кесгорояд'з-ниях, подверженных горньи ударам") - Л., ВНЯШ, 1973.- 54 с.

60. Цотодическис указания по профзлактске ropsicc ударов с геодинамики цестороаделий.-^!., ВКИШ,. 1989.- 44 с.

61. Инструкция по безопаоно^г/ гедешз горныг работ на рудная г нерудных иесторогденпях, склоншк к горный ударал.- Л., ВЕШ1, 1990.- 148 с.

62. Езтодкяе геофгзкчзского прогноза удсроопаскос?« учтено? угольных пластов к рудных залегей,- П.: Недра, К00.~ ВЗ- с.

63. Указания по безопасному всдсупз горных работ при строгло^ь се н эксплуатации шахт Соверо-Урагьского бокситового рудгкт, веряешд« горнцц ударам.- Л., BI3£ÜI, 1931,- 40 с.

64. Указания по бесконтакпаа гес£цз$гч8екЕУ пзтодаа прог.'тга степени удароопасности участков yroswcx гшеятов £ рудки-с asjizzti Л., ВНИМЙ, 1931.- 37 с.

65. Инструкция по безопасному ведеш® сорок работ ка üü^k, разрабагкиегдкх пласты, склонякз к гор:^ ударам (Пр^сигшю к

§ 117 "Правил безопасности в угольных и слалцзвих вахтах").-Л., ВШШ, 1981.- 54 с.

66. Указания по безопасному ведензв горный работ на не сторожу?-: няях Горной Еорли, склонных к ropiüiJ ударсу.- Таатагол, Сзбруда, ISQ2.- 32 с.

67. Указания по безопасному Бедешз горных рабог на Окткбрьскс иестораздетга Нэрильска, склонном к горные удараи.- Норильск, •Ш1Л,' 1982.- 35'с.

68. 'Методические указания по использованию системы непрерывного !троля удароопасностн на угольных и рудных иестороздениях.- Л., ОТ, 1983.- 52 с.

69. Методические указания по профилактике горных ударов с учетом динамики месторождений.- Л., ВНИШ, 1983.- 118 с.

70. !'етодические указания по применению прогноза удароопасных

1 при отработке угольных пластов Донбасса по активности акусти-:кой эмиссии горного массива.- Л., ВШШ, 1985,- 17 с. ,

71. Методические указания по сейскоакустическим и электромагнит-i методам получения критериев степени удароопасностн.- Л., ВШШ, 36.- 32 с.

72. Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, фабагызасцих пласты, склонные к горккы ударам,- Л., ВНИШ, 38.- 86 с.

73. Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и эудньк нссторолденкях (объектах строительства подземных соору-гаЯ), соонгах к горным ударам.- Л., ВНИШ, 1989.- 57 с.

74. Геодинаиическое районирование недр: Методические указания.-, I99G.- 129 с.