УДК 550.34

 

Одновременное воздействие открытых и подземных горных работ на недра и наведенная сейсмичность

 

А.A. Еманов1, 2, А.Ф. Еманов1, А.В. Фатеев1, 2, Е.В. Лескова1

 

1 Алтае-Саянский филиал Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН», г. Новосибирск, Россия

2 Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН,

г. Новосибирск, Россия

 

Аннотация. Система мониторинга наведенной сейсмичности Кузбасса в IV квартале 2016 г. начала фиксировать усиливающуюся сейсмическую активность в районе Калтанского угледобывающего разреза, где произошла серия сейсмических событий, ощутимых в городах и поселках Кузбасса. В дополнение к существующей сети мониторинга была развернута временная сеть станций, которая позволила значительно повысить точность и представительность регистрации техногенных землетрясений. Установлено существование ярко выраженной сейсмической активизации около открытых горных выработок (разрез «Калтанский»). Сейсмически активизирован район, охватывающий несколько открытых горных выработок и их окрестности. Наиболее сильные землетрясения происходят вне разреза на границе отвала. Внутри активизированной области, в районе действующей подземной горной выработки (шахта «Алардинская»), зафиксирована локальная сейсмическая активизация, представленная техногенными землетрясениями малых энергий. Наибольшее число ощутимых землетрясений произошло в IV квартале 2016 г. По данным мониторинга, число землетрясений с магнитудами 2.5-4 в начале 2017 г. сократилось, но при этом с февраля 2017 г. получила развитие сейсмическая активизация около подземной горной выработки, выразившаяся в существенном увеличении числа техногенных землетрясений малых энергий. Фактически обнаружено смещение техногенной сейсмической опасности от открытых горных выработок к району действующей шахты.

 

Ключевые слова: наведенная сейсмичность, Кузбасс, землетрясения, промышленные взрывы. 

 
Цитирование: Еманов А.A., Еманов А.Ф., Фатеев А.В., Лескова Е.В. Одновременное воздействие открытых и подземных горных работ на недра и наведенная сейсмичность // Вопросы инженерной сейсмологии. 2017. Т. 44, № 4. С. 51–62.  DOI: 10.21455/VIS2017.4-3

 

 

Литература

 

Адушкин В.В. Триггерная сейсмичность Кузбасса // Триггерные эффекты в геосистемах. М.: ГЕОС, 2015. С. 8–28.

Адушкин В.В. Тектонические землетрясения техногенного происхождения // Физика Земли. 2016. № 2. С. 8–28.

Адушкин В.В., Турунтаев С.Б. Техногенная сейсмичность – индуцированная и триггерная. М.: ИДГ РАН, 2015. 364 с.

Еманов А.Ф., Еманов А.А., Лескова Е.В., Фатеев А.В. Экспериментальное исследование наведенной сейсмичности в Кузбассе // Деструкция земной коры и процессы самоорганизации в области сильного техногенного воздействия / Отв. ред. Н.Н. Мельников. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012. Разд. V. С. 426–459.

Еманов А.Ф., Еманов А.А., Фатеев А.В., Лескова Е.В. Техногенное Бачатское землетрясение 18.06.2013 г. в Кузбассе – сильнейшее в мире при добыче твердых полезных ископаемых // Вопросы инженерной сейсмологии. 2016. Т. 43, № 4. С. 34–60.

Еманов А.А., Корабельщиков Д.Г., Дзюбарова Ю.О., Дураченко А.В. Развитие программно-аппаратного комплекса автоматизированного сбора, хранения и обработки сейсмологических данных сети станций Алтае-Саянского региона: Ретроспектива, анализ и перспективы // 50 лет сейсмологического мониторинга Сибири: Тез. докл. Всерос. конф. с междунар. участием, г. Новосибирск, Академгородок, 21–25 октября 2013 г. Новосибирск: Полиграфика, 2013. С. 48–53.

Еманов А.Ф., Еманов А.А., Лескова Е.В., Фатеев А.В., Семин А.Ю. Сейсмические активизации при разработке угля в Кузбассе // Физическая мезомеханика. 2009. Т. 12, № 1. С. 37–43.

Еманов А.Ф., Еманов А.А., Фатеев А.В., Лескова Е.В., Корабельщиков Д.Г., Дураченко А.В. Система мониторинга наведенной сейсмичности Кузбасса и триггерные эффекты в развитии сейсмического процесса // Триггерные эффекты в геосистемах. М.: ГЕОС, 2015а. С. 190–199.

Еманов А.Ф., Еманов А.А., Фатеев А.В., Ситников В.В., Лескова Е.В., Корабельщиков Д.Г., Дураченко А.В. Основы системы сейсмологического мониторинга Кузбасса // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2015б. Т. 2, № 2. С. 249–254.

Козырев А.А., Рыбин В.В., Жиров Д.В., Билин А.Л., Виноградов А.Н., Каспарьян Э.В., Виноградов Ю.А., Семенова И.Э., Жирова А.М. Методические основы технологии эффективного и безопасного освоения глубоких горизонтов месторождений полезных ископаемых открытым способом // Вестн. МГТУ. 2009. Т. 12, № 4. С. 644–653.

Крылов С.В., Мишенькин Б.П., Крупская Г.В., Петрик Г.В. Глубинные сейсмические исследования в районе Салаирского кряжа // Геология и геофизика. 1971. № 7. С. 79–83.

Николаев А.В. Проблемы наведенной сейсмичности // Наведенная сейсмичность. М.: Наука, 1994. С. 5–15.

Новиков И.С., Черкас О.В., Мамедов Г.М., Симонов Ю.Г., Симонова Т.Ю., Наставко В.Г. Основные черты новейшей блоковой делимости Кузбасса // Геология и геофизика. 2013. Т. 54, № 3. С. 424–437.

Овсюченко А.Н., Рогожин Е.А., Новиков С.С., Мараханов А.В., Ларьков А.С., Акбиев Р.Т., Могушков И.П. Палеогеологические и тектонические исследования сейсмоопасных территорий юга Кузбасса // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2010. № 6. С. 35–45.

Опарин В.Н., Еманов А.Ф., Востриков В.И., Цибизов Л.В. О кинетических особенностях развития сейсмоэмиссионных процессов при отработке угольных месторождений Кузбасса // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2013. № 4. С. 3–22.

Пономарев В.С. Энергонасыщенность геологической среды // Тр. Геол. ин-та РАН. М.: Наука, 2008. Вып. 582. 379 с.

Холуб К. Наведенная сейсмичность при добыче угля лавами в шахтах Чехии // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2007. № 1. С. 37–44.

Luo X., Creighton A., Gouch J. Passive seismic monitoring of mine-scale geotermal activity: A trial at Lihir open pit mine // Monitoring induced seismicity. Birkhauser/Springer Basel AG, 2010. P. 119–130.

 

Сведения об авторах

 

ЕМАНОВ Алексей Александрович – кандидат геолого-минералогических наук, заместитель директора, Алтае-Саянский филиал Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН»; старший научный сотрудник, Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН. 630090, г. Новосибирск, просп. Академика Коптюга, д. 3. Тел.: +7 (383) 330-52-66. E-mail: alex@gs.sbras.ru

 

ЕМАНОВ Александр Федорович – доктор технических наук, директор, Алтае-Саянский филиал Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН». 630090, г. Новосибирск, просп. Академика Коптюга, д. 3. Тел./факс: +7 (383) 330-12-61. E-mail: emanov@gs.sbras.ru

 

ФАТЕЕВ Александр Владимирович – научный сотрудник, Алтае-Саянский филиал Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН»; ведущий инженер, Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН. 630090, г. Новосибирск, просп. Академика Коптюга, д. 3. Тел.: +7 (383) 330-52-66. E-mail: fateev@gs.sbras.ru

 

ЛЕСКОВА Екатерина Викторовна – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, Алтае-Саянский филиал Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН». 630090, г. Новосибирск, просп. Академика Коптюга, д. 3. Тел.: +7 (913) 986-63-52. E-mail: katya@gs.sbras.ru

 

EMANOV Aleksey A. – Ph.D., deputy director, Altay-Sayan Branch of Federal Research Center «United Geophysical Survey of the RAS»; senior researcher, Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS. Novosibirsk, Russia. Tel.: +7 (383) 330-52-66. E-mail: alex@gs.sbras.ru

 

EMANOV Aleksandr F. – Ph.D., director, Altay-Sayan Branch of Federal Research Center «United Geophysical Survey of the RAS ». Novosibirsk, Russia. Tel.: +7 (383) 330-12-61. E-mail: emanov@gs.sbras.ru

 

FATEEV Aleksandr V. – researcher, Altay-Sayan Branch of Federal Research Center «United Geophysical Survey of the RAS»; senior engineer, Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS. Novosibirsk, Russia. Tel.: +7 (383)330-52-66. E-mail: fateev@gs.sbras.ru

 

LESKOVA Ekaterina V. – Ph.D., senior researcher, Altay-Sayan Branch of Federal Research Center «United Geophysical Survey of the RAS». Novosibirsk, Russia. Tel.: +7 (913) 986-63-52. E-mail: katya@gs.sbras.ru

 

 

Simultaneous impact of opencast and underground coal mining on the Earth¢s crust and induced seismicity

 

A.A. Emanov1, 2, A.F. Emanov1, A.V. Fateev1, 2, E.V. Leskova1

 

1 Altay-Sayan Branch of Federal Research Center «United Geophysical Survey of the Russian Academy of  Sciences», Novosibirsk, Russia

2 Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Siberian Branch of the Russian Academy of  Sciences, Novosibirsk, Russia

 

Abstract. In the fourth quarter of 2016, the monitoring system of the induced seismicity of Kuzbass began to record increasing seismic activity in the Kaltan quarry area. A series of seismic events that were felt in the cities and towns of Kuzbass occurred here. In addition to the existing monitoring network, a temporary network of stations was deployed, which significantly increased the accuracy and decreased the magnitude of completeness of the recording system of the man-made earthquakes. The significant seismic activation near open mine workings (the Kaltan quarry) has been revealed. Seismically activated area covered several open mine workings and their surroundings. The strongest earthquakes occur outside the quarry at the boundary of the heap. Inside the activated area, in the area of the operating underground mining (mine "Alardinskaya"), local seismic activation, represented by technogenic earthquakes of low energy, was recorded. The largest number of felt earthquakes occurred in the fourth quarter of 2016. According to monitoring data, the number of earthquakes with magnitudes 2.5-4 decreased in early 2017, but since February 2017, seismic activity has been increased around the underground mine. It was manifested as a significant increase of the number of technogenic earthquakes of low energies. In fact, displacement of anthropogenic seismic hazard from open mine workings to the area of the operating underground mine has been detected.

 

Key words: induced seismicity, Kuzbass, earthquakes, industrial explosions

 

Cite this article as: Emanov A.A., Emanov A.F., Fateev A.V., Leskova E.V. Simultaneous impact of opencast and underground coal mining on the Earth’s crust and induced seismicity, Voprosy Inzhenernoi Seismologii (Problems of Engineering Seismology), 2017, vol. 44, no. 4, pp. 51–62. [in Russian]. DOI: 10.21455/VIS2017.4-3

English translation of the article will be published in Seismic Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online), https://link.springer.com/journal/11990), 2018, Volume 54, Issue 4.