Вестник Кольского научного центра РАН. 2011, №3.

УДК 622.831.32 РЕАКЦИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД НА МОЩНЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ С.А. Козырев, Е.А. Усачев Горный институт КНЦ РАН Аннотация Установлены закономерности изменения параметров сейсмических волн при производстве короткозамедленных взрывов и их воздействие на блочную среду. Выявлены закономерности распределения техногенной сейсмичности в первые часы после проведения взрыва. Создана методика выявления сейсмически опасных зон при ведении горных работ в высоконапряженных массивах горных пород. Ключевые слова: техногенная сейсмичность, горные работы, сейсмические В последние годы вопросам поведения блочной среды при динамических воздействиях уделяется большое внимание, особенно в целях обеспечения устойчивости и надежности подземных сооружений в строительный и эксплуатационный периоды. Перемещение больших объемов породы при подземной добыче и постоянное воздействие мощных технологических взрывов влечет за собой перераспределение напряжений и изменения в структуре массива, которые отражаются как в динамических явлениях (горные и горно­ тектонические удары, техногенные землетрясения), так и в деформировании массива пород (крип по структурным нарушениям и дезинтеграция массива, обусловленная релаксацией напряжений). Наиболее существенные результаты в изучении деформирования блочной среды при крупномасштабных взрывах получены в Институте горного дела СО РАН и Институте динамики геосфер (ИДГ) РАН [1-10], где установлены размеры зон необратимого деформирования и критические скорости в волне сжатия, при которых происходят необратимые локальные деформации; разработана расчетная модель взрывного деформирования блочной твердой среды; рассмотрена характеристика афтершоков подземных взрывов; выполнена оценка релаксационных напряжений в блочной среде. Установлено, что в результате крупномасштабных взрывов происходит пространственное перераспределение энергии и, как следствие, интенсификация релаксационных процессов (локальные разрушения и взаимная подвижка блоков), которые сопровождаются излучением сейсмических волн разной интенсивности. Однако необходимо отметить, что основные результаты ИДГ РАН получены применительно к ядерным взрывам, которые имеют сферическую симметрию, а массив представлен оконтуренными со всех сторон блоками, промежутки между которыми заполнены менее прочным материалом по сравнению с материалом блоков. В реальной же среде тектонические нарушения малой амплитуды характеризуются небольшой протяженностью. Они нередко не соприкасаются друг с другом и не образуют полностью оконтуренных блоков, и только тектонические нарушения с большой амплитудой и протяженностью смыкаются друг с другом, образуя при этом отдельные тектонические блоки, размеры которых значительны по сравнению с очагом взрыва. Кроме того, при отбойке горных пород в рудниках применяют короткозамедленное взрывание рассредоточенных систем зарядов, действие которых на массив значительно отличается от ядерных взрывов. Первые результаты регистрации относительных перемещений берегов разломов в Хибинских рудниках с использованием струнных датчиков перемещений применительно к короткозамедленным взрывам были также получены сотрудниками ИДГ РАН [5]. Они показали, что относительное движение породных блоков, возникшее под действием взрывной волны, имеет колебательный характер и продолжается длительное время после ее прохождения. Однако эти экспериментальные данные имеют единичный характер и не позволяют полностью охарактеризовать движение породных блоков. промышленные взрывы, волны, горные удары. 21