Том 335 № 8 (2024)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2024/8/4420

Региональный, локальный и текущий прогноз удароопасности участков угольного пласта на основе сейсмического мониторинга

Актуальность обусловлена недостаточной обоснованностью количественных критериев регионального, локального и текущего прогноза удароопасности разрабатываемых угольных пластов, отсутствием алгоритмов, увязывающих применение при прогнозе геофизических и прямых геомеханических методов. Цель: разработка комплексного метода геодинамического прогноза, включающего определение протяженности удароопасного участка, выявленного по результатам регионального прогноза по данным регистрации системы сейсмического мониторинга GITS, для проведения локального и текущего прогноза удароопасности нормативными методами. Объект: массив горных пород выемочного столба 4-1-5-7 шахты «Осинниковская» при ведении горных работ в зоне группы тектонических нарушений и пересечении передовой выработки. Методы: региональный геомеханический прогноз геофизическим методом регистрации сейсмической активности (система GITS), локальный (текущий) прогноз методами естественного электромагнитного излучения (аппаратура Ангел-М) и выход буровой мелочи. Результаты. Представлены результаты комплексных исследований в выемочном столбе 4‑1-5-7 шахты «Осинниковская» по установлению корреляции между сейсмической активностью и параметрами напряженно-деформированного состояния массива. Было введено понятие интегральных показателей рассматриваемых параметров IF и I, которые учитывают площадь зоны для i-го диапазона по комплексному параметру сейсмической активности F и коэффициенту концентрации вертикальных напряжений в кровле пласта Kσ. Установлено, что информативность интегральных показателей почти в два раза превышает информативность исходных параметров. Приведены экспериментальные номограммы  и  для определения категории «ОПАСНО/НЕОПАСНО» при региональном прогнозе удароопасности по данным системы сейсмического мониторинга GITS. Разработан общий алгоритм прогноза удароопасности при ведении очистных работ, в котором применен комплексный подход, включающий региональный прогноз по регистрации сейсмической активности в пределах шахтного поля и методы локального прогноза как геофизические, так и прямые, для уточнения границ зон сейсмоэнерговыделения и подтверждения категории удароопасности. Представлен пример определения ширины зоны повышенного сейсмоэнерговыделения в ближайшей к сейсмоактивной зоне выработке. Показана динамика возникновения, развития и снижения зоны сейсмоэнерговыделения на рассматриваемых участках в горных выработках. Приведены примеры выполнения локального прогноза удароопасности на ранее установленных потенциально опасных участках методами регистрации естественного электромагнитного излучения горных пород и по выходу буровой мелочи.

Ключевые слова:

Cистема сейсмического мониторинга, геодинамические явления, горное давление, коэффициент концентрации напряжений, напряженно-деформированное состояние массива, математическое моделирование, расстояние до максимума опорного давления, локальный прогноз, естественное электромагнитное излучение горных пород, выход буровой мелочи

Авторы:

Егор Евгеньевич Разумов

Сергей Михайлович Простов

Евгений Анатольевич Шабанов

Скачать pdf