Вестник Кольского научного центра РАН. 2011, №3.

Отличия обусловлены тем, что после взрыва первой ступени начинает формироваться низкочастотная волна с периодом колебаний 0.5 с. Спектральный анализ скорости смещения также показал, что по компоненте Z основная доля энергии переносится на частотах f=2-3 Гц. В двух других направлениях (компоненты Х и У ) формируется довольно сложный пакет колебаний, но с преобладанием двух максимумов на частотах 2-4 и 53-60 Гц. Наиболее четко низкочастотная волна с характерным периодом колебаний Т=0.5-0.6 с проявляется на графике зависимости смещения точек массива от времени (рис. 4.1 б,в). При производстве массового взрыва в лежачем боку в непосредственной близости от тектонического нарушения (рис. 1 г) также наблюдается низкочастотная волна, но время ее зарождения приурочено к моменту завершения взрыва. По амплитуде компонент Х и У низкочастотная волна в данном случае значительно ниже основного тона колебаний, а по компоненте Z они сопоставимы по своему уровню. Следует отметить, что низкочастотная волна наблюдается только в определенных горно­ геологических условиях и фиксируется в зоне влияния массового взрыва. На дальних расстояниях зарегистрировать низкочастотную волну не удалось, что говорит о ее быстром затухании. Экспериментальное изучение действия взрыва сосредоточенных и удлиненных зарядов вблизи свободных поверхностей показало, что взрыв таких зарядов необходимо рассматривать как двухстадийный источник колебаний. Впервые это предположение было сделано Б.Г. Рулевым [10]. Первый источник колебаний - это начальная стадия развития взрыва, когда продукты детонации симметрично распространяются во все стороны. В окружающем массиве возникают деформации сжатия, которые и порождают первичную объемную волну. Второй источник - это отделение расчлененного трещинами участка массива, вызванное остаточным давлением продуктов детонации в полости и связанное с этим отделением образование вторичных волн с большими периодами колебаний, так как на этой стадии процесс протекает значительно медленнее. Таким образом, экспериментальные исследования показали, что формирование вторичной низкочастотной волны связано с вовлечением в движение расчлененного трещинами массива. Применительно к условиям отбойки в зажиме, особенно в условиях высокого горного давления и при веерном расположении скважин, отделение от массива раздробленного рядом скважин слоя весьма проблематично. Поэтому, по-видимому, при массовой отбойке руды механизм формирования низкочастотной волны связан с вовлечением в движение структурных блоков различного ранга и особенно консоли необрушенных пород висячего бока. На Кукисвумчоррском месторождении можно выделить ряд разломов различного ранга, которые и определяют блочное строение рудного тела. Выявленные в пределах шахтного поля четыре системы трещин делят массив на блоки более высокого уровня. При подработке рудного тела под висячим боком образуется консоль из необрушенных пород, которая способствует развитию трещин вдоль кромки обрушения. Образовавшиеся блоки в консоли покрывающих пород обладают большей подвижностью, чем блоки более низкого порядка, из-за подработки и потери связи с нижележащим массивом. То есть в данном случае имеет место геофизическая среда с разномасштабными неоднородностями (структурными блоками), причем расстояние между структурными блоками в висячем боку значительно меньше, чем в лежачем. Ведение взрывных работ в такой среде сопровождается значительным воздействием на нее знакопеременных сейсмических волн высокой интенсивности, которые нарушают ее равновесное состояние. Принимая во внимание тот факт, что вблизи разломов и крупных трещин происходит усиление сейсмического действия взрыва, то и относительное смещение граней соседних структурных блоков на этих участках больше, чем в лежачем боку. В данных условиях требуется меньше энергии для вывода их из положения равновесия, что и наблюдается в натурных условиях. То есть после взрыва первой ступени (1 б,в) через 10-20 мс происходит вывод структурных блоков из положения равновесия, чем и вызывается низкочастотная составляющая колебаний. Таким образом, воздействие короткозамедленного взрыва на блочную среду за зоной дробления приводит к ее деформированию за счет относительного проскальзывания блоков, их вращения и поступательного движения, что вызывает образование вторичных длиннопериодных волн. Формирование последних проявляется для рассматриваемых условий только при определенном уровне воздействия, величина которого зависит от размера структурных блоков и «жесткости» их заделки во вмещающем массиве. В свою очередь, такое деформирование блочной среды обусловлено перераспределением в пространстве изначально высоких тектонических напряжений, что сопровождается явлениями, связанными с высвобождением запасенной массивом упругой энергии в 23