– Алтае-Саянский филиал Федерального исследовательского центраУДК 550.834
СЕЙСМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЗРЫВОВ В ЗАПАДНОЙ СИБИРИ И НАВЕДЁННАЯ СЕЙСМИЧНОСТЬ
А.Ф. Еманов1, А.А. Еманов1,2, А.В. Фатеев1,2, Е.В. Шевкунова1, У.Ю. Ворона1,
Н.А. Серёжников1
1 – Алтае-Саянский филиал Федерального исследовательского центра
«Единая геофизическая служба РАН», г. Новосибирск
2 
– Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН,
г. Новосибирск
Автор для переписки: А.А.. Еманов, e-mail: alex@gs.nsc.ru
Аннотация. На основе данных региональной сети сейсмологических станций и экспериментов с временными сетями исследуется степень сейсмического воздействия промышленных взрывов на юге Западной Сибири. Поскольку взрывы на всех горных предприятиях короткозамедленные, проведены исследования зависимости магнитуд от общего заряда взрыва и максимального заряда ступени. В среднем наблюдается слабое увеличение магнитуд с ростом величины общего заряда и заряда ступени, но при этом зафиксирован сильный разброс данных от осредняющей прямой. Нередки случаи, когда для взрывов с меньшими зарядами ступеней фиксируются большие магнитуды. Отмеченные экспериментальные особенности объясняются совпадением времени инициирования скважин в разных рядах, что интерференционно усиливает сейсмический эффект взрывов, произведенных с нарушением технологии короткозамедленного взрывания. Система мониторинга позволила исследовать сейсмическое воздействие на регион от горных предприятий по добыче полезных ископаемых. Сравнение с регистрируемой наведённой сейсмичностью показало, что разрезы с наиболее сильными по магнитуде промышленными взрывами не являются разрезами с наиболее сильной наведённой сейсмичностью. Установлены факты отсутствия техногенных землетрясений около выработок с большой энергией взрывного воздействия и, наоборот, выявлены случаи существования наведённой сейсмичности в местах отсутствия непосредственного взрывного воздействия на активизированную зону.
Ключевые слова: Западная Сибирь, короткозамедленные взрывы, сейсмический эффект, наведённая сейсмичность
Цитирование: Еманов А.Ф., Еманов А.А., Фатеев А.В., Шевкунова Е.В., Ворона У.Ю., Сережников Н.А. Сейсмический эффект промышленных взрывов в Западной Сибири и наведённая сейсмичность // Вопросы инженерной сейсмологии. 2018. Т. 45, № 4. С. 5–24. DOI: 10.21455/VIS2018.4-1
Литература
Адушкин В.В. Сейсмичность взрывных работ на территории европейской части России // Физика Земли. 2013. № 2. С. 110–130.
Адушкин В.В. Триггерная сейсмичность Кузбасса // Триггерные эффекты в геосистемах. Материалы III–го всероссийского семинара-совещания, 2015. С. 8–28.
Адушкин В.В. Тектонические землетрясения техногенного происхождения // Физика Земли. 2016. № 2. С. 22–44.
Адушкин В.В. Развитие техногенно-тектонической сейсмичности в Кузбассе // Геология и геофизика. 2018. Т. 59, № 5. С. 709–724.
Адушкин В.В., Кочарян Г.Г., Санина И.А. О вкладе взрывных работ в развитие сейсмодеформационных процессов в регионе // Доклады Академии наук. 2011. Т. 441, № 6. С. 92–94.
Взрывы и землетрясения на территории европейской части России / Под ред. В.В. Адушкина и А.А. Маловичко. М.: ГЕОС, 2013. 360 с.
Глазнев В.Н., Плаксин Д.О., Дручек Е.Ю. Стохастическая модель короткозамедленного карьерного взрыва // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология. 2018. № 2. С. 140–149.
Гончаров А.И., Куликов В.И. Акустические волны при массовых взрывах в карьерах // Физика горения и взрыва. 2004. Т. 40, № 6. С. 101–106.
Друкованый М.Ф. Методы управления взрывом на карьерах. М.: Недра, 1973. 402 с.
Еманов А.Ф. Корреляционный метод сжатия сигналов для обработки сейсмограмм промышленных взрывов // Геология и геофизика. 1980. № 4. С. 77–86.
Еманов А.Ф. Влияние короткозамедленного взрывания на сейсмограммы промышленных взрывов // Геология и геофизика. 1982. № 9. С. 81–89.
Еманов А.Ф., Еманов А.А., Филина А.Г., Кунгурцев Л.В., Лескова Е.В., Шейкина Ж.В., Ярыгина М.А. Пространственно-временной анализ сейсмичности Алтае-Саянской складчатой области // Проблемы сейсмологии III-го тысячелетия. Материалы международной конференции. Новосибирск, 2003. С. 73–86.
Еманов А.Ф., Еманов А.А., Фатеев А.В., Лескова Е.В., Колесников Ю.И. Промышленные взрывы и техногенная сейсмичность // Современная геодинамика массива горных пород верхней части литосферы: истоки, параметры, воздействия на объекты недропользования. Новосибирск: СО РАН, 2008. С. 228–366.
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. 49–64.
Еманов А.Ф., Еманов А.А., Фатеев А.В., Лескова Е.В., Шевкунова Е.В., Манушина О.А., Демидова А.А., Ворона У.Ю., Смоглюк А.С. Экспериментальные исследования триггерных эффектов в развитии наведённой сейсмичности в Кузбассе // Землетрясения России в 2009 году. Обнинск, 2011. С. 87–89.
Еманов А.Ф., Еманов А.А., Лескова Е.В., Фатеев А.В. Экспериментальные исследования наведённой сейсмичности в Кузбассе // Деструкция земной коры и процессы самоорганизации в областях сильного техногенного воздействия. Новосибирск, 2012. С. 426–459.
Еманов А.Ф., Еманов А.А., Фатеев А.В., Лескова Е.В., Селезнёв В.С., Манушина О.А., Смоглюк А.С., Шевкунова Е.В. Техногенная сейсмичность шахты «Распадская» // Землетрясения России в 2012 году. Обнинск, 2012. С. 90–95.
Еманов А.Ф., Еманов А.А., Фатеев А.В., Лескова Е.В., Корабельщиков Д.Г., Дураченко А.В. Система мониторинга наведённой сейсмичности Кузбасса и триггерные эффекты в развитии сейсмического процесса // Триггерные эффекты в геосистемах. Материалы III–го всероссийского семинара-совещания, 2015. С. 190–199.
Еманов А.Ф., Еманов А.А., Фатеев А.В., Лескова Е.В. Техногенное Бачатское землетрясение 18.06.2013 в Кузбассе – сильнейшее в мире при добыче твёрдых полезных ископаемых // Вопросы инженерной сейсмологии. 2016. Т. 43, № 4. С. 34–60. DOI: 10.21455/VIS2016.4-3
Еманов А.А., Еманов А.Ф., Фатеев А.В., Лескова Е.В. Одновременное воздействие открытых и подземных горных работ на недра и наведённая сейсмичность // Вопросы инженерной сейсмологии. 2017. Т. 44, № 4. С. 51–62. DOI: 10.21455/VIS2017.4-3
Зиневич А.Н., Филина А.Г., Еманов А.Ф. Статистический подход к распознаванию промышленных взрывов и землетрясений // Методы изучения, строение и мониторинг литосферы. Материалы конференции, Новосибирск, 6–13 сентября 1998. С. 205–212.
Змушко Т.Ю., Турунтаев С.Б., Куликов В.И. Связь шахтной сейсмичности с режимом горных работ на шахтах г. Воркуты // Динамические процессы в геосферах: сборник научных трудов ИДГ РАН. М.: ГЕОС, 2011. Вып. 2. С. 75–88.
Зуева И.А., Лебедев А.А. Характерные черты сейсмических записей промышленных взрывов на Костомукшинском железнорудном месторождении по данным станций карельской сети // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология. 2017. № 2. С. 133–141.
Козырев А.А., Панин В.И., Савченко С.Н., Козырев С.А., Мальцев В.А., Рыбин В.В., Тимофеев В.В., Федотова Ю.В., Паничкин С.А., Каспарьян Э.В., Ловучиков А.В., Кузьмин И.А., Енютин А.Н., Семёнова А.И., Завьялов А.Д., Смирнов В.Б., Свинин В.С., Аккуратов М.Б. Сейсмичность при горных работах. Изд-во Горного института КНЦ РАН, 2002. 319 с.
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 // Вестник МГТУ. 2009. Т. 12, № 4. С. 644–653.
Козырев С.А., Усачёв Е.А. Проявление техногенной сейсмичности при производстве массовых взрывов на подземных рудниках ОАО «АПАТИТ» // Вестник Мурманского государственного технического университета. 2014. Т. 17, № 2. С. 238–245.
Крылов С.В., Егоров Г.В., Дубовик Л.В., Бочанов А.И. Глубинные сейсмические исследования в Кузбассе с применением промышленных взрывов и аппаратуры «Тайга» // В сб.: Глубинные сейсмические исследования в Западной Сибири. М.: Наука, 1970. С. 114–123.
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. 114–123.
Линдин Г.Л., Лобанова Т.В. Энергетические потоки в сейсмически опасных зонах на Таштагольском месторождении / Геомеханика в горном деле: доклады Всероссийской научно-технической конференции с международным участием 1–3 октября 2013г. Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2014. С. 36–44.
Невский М.В., Артамонов А.М., Ризниченко О.Ю. Эффект удалённых взрывов в статистике землетрясений района умеренной сейсмичности // Наведённая сейсмичность. М.: Наука, 1994. С.40–51.
Опарин В.Н., Багаев С.Н., Маловичко А.А., Яковлев В.Л., Ерёменко А.А., Серяков В.М., Матвеев И.Ф., Щетинин А.В., Зотеев О.В., Зубков А.В., Орлов В.А., Шер Е.Н.,Миренков В.Е., Чанышев А.И., Жигалкин В.М., Барях А.А., Асанов В.И., Ерёменко В.А., Маловичко Д.А., Востриков В.И., Сарайкин В.А., Александрова Н.И., Усольцева О.М., Паньков И.Л., Парушкин М.Д., Фомин Ю.Н., Серяков А.В. Методы и системы сейсмодеформационного мониторинга техногенных землетрясений и горных ударов. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2010. Т. 2. 261 с.
Природные опасности России. Сейсмические опасности / Отв. ред. тома Г.А. Соболев. Монография в 6 томах. Москва, 2000. Т. 2.
Пономарев В.С. Энергонасыщенность геологической среды. М.: Наука, 2008. 378 с.
Пономарёв В.С. Проблемы изучения энергетически активной геологической среды // Геотектоника. 2011. № 2. С. 66–75.
Садовский М.А. Геофизика и физика взрыва. Избранные труды / Отв. ред. В.В. Адушкин. М.: Наука, 2004. 440 с.
Санина И.А., Ризниченко О.Ю., Сергеев К.С. Вариации диссипативных свойств земной коры центральной части ВЭП по данным о карьерных взрывах // Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных. Материалы XII Международной сейсмологической школы. Обнинск, 2017. С. 308–311.
Угольная база России. Угольные бассейны и месторождения Западной Сибири (Кузнецкий, Горловский, Западно-Сибирский бассейны; месторождения Алтайского Края и Республики Алтай). М.: Геоинформцентр, 2003. Т. 2. 604 с.
Фатеев А.В., Еманов А.Ф., Подкорытова В.Г., Лескова Е.В. Эксперименты по обнаружению наведённой сейсмичности на севере Кузбасса // Землетрясения России в 2012 году. Обнинск, 2012. С. 87–89.
Халевин Н.И. Сейсмология взрывов на Урале. М.: Наука, 1975. 135 с.
Frantti G.E. Spectral energy density for quarry explosions // Bull. Seism. Soc. Am. 1963. V. 53, No. 5. P. 989–996.
Khalturin V.I., Rautian T.G., Richards P.G. The Seismic signal strength of chemical explosion // Bull. Seism. Soc. Am. 1998. V. 20, No. 14. P. 1511–1524.
Сведения об авторах
Еманов Александр Федорович – доктор технических наук, директор филиала, Алтае-Саянский филиал Федерального Исследовательского Центра “Единая Геофизическая служба РАН”, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3. Тел. +7 (383) 333-27-08, e-mail: emanov@gs.nsc.ru
Еманов Алексей Александрович – кандидат геолого-минералогических наук, заместитель директора по науке, Алтае-Саянский филиал Федерального Исследовательского Центра “Единая Геофизическая служба РАН”, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3; старший научный сотрудник, Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН. Тел. +7 (383) 330-52-66, e-mail: alex@gs.nsc.ru
Фатеев Александр Владимирович – старший научный сотрудник, Алтае-Саянский филиал Федерального Исследовательского Центра “Единая Геофизическая служба РАН”, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3; ведущий инженер, Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН. Тел.: +7 (383) 330-52-66, e-mail: fateev@gs.sbras.ru
Шевкунова Елена Викторовна – научный сотрудник, Алтае-Саянский филиал Федерального Исследовательского Центра “Единая Геофизическая служба РАН”, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3.Тел.: +7 (383) 333-16-37, e-mail: elenash@gs.sbras.ru
Ворона Ульяна Юрьевна – научный сотрудник, Алтае-Саянский филиал Федерального Исследовательского Центра “Единая Геофизическая служба РАН”, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3, тел.: +7-913-737-80-17, e-mail: u.y.vorona@gmail.com.
Серёжников Николай Александрович – младший научный сотрудник, Алтае-Саянский филиал Федерального Исследовательского Центра “Единая Геофизическая служба РАН”, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3. Тел.: +7-903-930-13-53, e-mail: bestyah21@mail.ru.
SEISMIC EFFECT OF INDUSTRIAL EXPLOSIONS IN WESTERN SIBERIA AND INDUCED SEISMICITY
A.F. Emanov1, A.A. Emanov1,2, A.V. Fateev1,2, E.V. Shevkunova1, U.Yu. Vorona1,
N.A. Serezhnikov1
1 - Altay-Sayan Branch of the Federal Research Center "United Geophysical Survey RAS", Novosibirsk, Russia
2 - Institute of Petroleum Geology and Geophysics, SB RAS, Novosibirsk, Russia
Corresponding author: A.A. Emanov, e-mail: alex@gs.nsc.ru
Abstract. Based on the data of regional networks of seismological stations and experiments with time networks, the degree of seismic impact of industrial explosions to the south of Western Siberia is investigated. Since the explosions at all mining enterprises were ripple-fired shots, the magnitudes were studied from the total explosion charge and the dependence of magnitudes on the delay stage. On average, there is a slight increase in magnitudes with an increase in the total charge and charge of the stage, but a strong scatter of data from the averaging straight line is recorded. It is not uncommon for cases where large magnitudes are recorded for explosions with smaller charges of steps. The noted experimental features are explained by the coincidence of the initiation time of the wells in different rows, which intensifies the interference of the seismic effect of explosions with the violation of the technology of ripple-fired shots. The monitoring system made it possible to investigate the seismic impact on the region from mining enterprises for the extraction of minerals. Comparison with the registered induced seismicity showed that the sections with the strongest industrial explosions are not cuts with the strongest induced seismicity. The facts of the absence of man-caused earthquakes near the excavations with high explosive energy have been established and, on the contrary, cases of existence of induced seismicity in places where there is no direct explosive effect on the activated zone.
Keywords: Western Siberia, ripple-fired shots, seismic effect, induced seismicity
About the authors
Emanov Alexander Fedorovich – Doctor of Technical Sciences, Director of the Branch, Altay-Sayan Branch of the Federal Research Center “United Geophysical Survey RAS”, 630090, Russia, Novosibirsk, Ac. Koptyuga, 3. Tel.: +7 (383) 333-27-08, e-mail: emanov@gs.nsc.ru
Alexei Alexandrovich Yemanov – Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Deputy Director for Science, Altay-Sayan Branch of the Federal Research Center “United Geophysical Survey of the Russian Academy of Sciences”, 630090, Russia, Novosibirsk, Ac. Koptyug, 3; Senior Researcher, Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics. SB RAS. Tel.: +7 (383) 330-52-66, e-mail: alex@gs.nsc.ru
Alexander Vladimirovich Fateev – Senior Researcher, Altay-Sayan Branch of the Federal Research Center “United Geophysical Survey RAS”, 630090, Russia, Novosibirsk, Ac. Koptyug, 3; Leading Engineer, Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, SB RAS. Tel .: +7 (383) 330-52-66, e-mail: fateev@gs.sbras.ru
Shevkunova Elena Viktorovna – Researcher, Altay-Sayan branch of the Federal Research Center “United Geophysical Survey RAS”, 630090, Russia, Novosibirsk, Ac. Koptyuga, 3. Tel .: +7 (383) 333-16-37, e-mail: elenash@gs.sbras.ru
Vorona Uliana Yuryevna – Researcher, Altay-Sayan Branch of the Federal Research Center “United Geophysical Survey RAS”, 630090, Russia, Novosibirsk, Ac. Koptyuga, 3. Tel .: + 7-913-737-80-17, e-mail: u.y.vorona@gmail.com
Serezhnikov Nikolay Alexandrovich – Junior Researcher, Altay-Sayan branch of the Federal Research Center “United Geophysical Survey RAS”, 630090, Russia, Novosibirsk, Ac. Koptyuga, 3. Tel .: + 7-903-930-13-53, e-mail: bestyah21@mail.ru.
Cite this article as: Emanov A.F., Emanov A.A., Fateev A.V., Shevkunova E.V., Vorona U.Yu.,
Serezhnikov N.A. Seismic effect of industrial explosions in Western Siberia and induced seismicity, Voprosy Inzhenernoi Seismologii (Problems of Engineering Seismology), 2018, Vol. 45, No. 4, pp. 5–24. [in Russian]. DOI: 10.21455/VIS2018.4-1
English translation of the article will be published in Seismic Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online), https://link.springer.com/journal/11990), 2019, Volume 55, Issue 4.