Научные основы геологического обеспечения безопасной отработки пластовых месторождений в геодинамически опасных зонах

Шабаров, Аркадий Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Научные основы геологического обеспечения безопасной отработки пластовых месторождений в геодинамически опасных зонах
ВАК РФ 25.00.16, Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр

Автореферат диссертации по теме "Научные основы геологического обеспечения безопасной отработки пластовых месторождений в геодинамически опасных зонах"

На правахрукописи

ШАБАРОВ Аркадий Николаевич

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ОТРАБОТКИ ПЛАСТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В ГЕОДИНАМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ЗОНАХ

Специальность 25.00.16.-«Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2004 г.

Работа выполнена в Государственном научно-исследовательском институте горной геомеханики и маркшейдерского дела-Межотраслевом научном центре ВНИМИ

Научный консультант

доктор технических наук, профессор ПЕТУХОВ Игнатий Макарович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор КАЗИКАЕВ Джек Мубаракович, доктор физико-математических наук, профессор КУЗЬМИН Юрий Олегович, доктор геолого-минералогических наук КУТЕПОВ Владимир Митрофанович.

Ведущая организация - ФГУП ВИОГЕМ - Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, защите инженерных сооружений от обводнения, специальным горным работам, геомеханике, геофизике, .гидротехнике, геологии и маркшейдерскому делу (г. Белгород).

Защита состоится « К » июня 2004 г. в 13 час. на заседании диссертационного совета Д-212 128.04 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, д. 6

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета.

Автореферат разослан «_» мая 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

докт. техн. наук, проф. Ю. В. Бубис

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Разработка пластовых месторождений обусловливает развитие геодинамических процессов и явлений, наиболее опасными из которых являются горные удары и внезапные выбросы угля и газа, сопровождающиеся мгновенным разрушением горных пород и обрушением выработок под воздействием упругой энергии, накопленной массивом. При внезапных выбросах в разрушении пород принимает участие и энергия сжатого газа. Решение проблемы безопасного ведения горных работ на ударо- и выбросоопасных пластах осуществлялось внедрением технологий отработки защитных пластов и бесцеликовой выемки угля, развитием локальных методов прогноза и предотвращения горных ударов и выбросов, в результате чего к середине 80-х годов произошло их значительное снижение в «стандартных» горнотехнических условиях (в целиках угля и т.д.).

Применение этих мер полностью не решило проблему предотвращения геодинамических явлений. В настоящее время большая часть происходящих горных ударов и выбросов при соблюдении уже разработанных к настоящему времени правил ведения горных работ приурочена к зонам тектонических нарушений, в первую очередь разрывного типа, особенно на рудных месторождениях.

Постоянно растущие объемы выработанного пространства в горных массивах и увеличение глубины отработки полезных ископаемых в последние годы обусловливают активизацию геодинамических процессов и появление более мощных геодинамических явлений - горнотектонических ударов и техногенных землетрясений.

Таким образом, проблема повышения эффективности и безопасности отработки пластовых месторождений остается весьма актуальной. При этом в настоящее время ее решение в первую очередь связано с совершенствованием и разработкой новых методов выявления геодинамически опасных зон на максимально ранних стадиях освоения месторождений, прогнозированием напряженно-деформированного состояния угленосной толщи или рудной залежи при наложении на них техногенного воздействия горных работ и предупреждением геодинамических явлений, в том числе горно-тектонических ударов.

Для решения этих проблем требуется разработка новых подходов к геологическому обеспечению отработки пластовых месторождений, направленных на геодинамическую оценку состояния горного массива.

Цель диссертационной работы состоит в разработке научных основ геологического обеспечения безопасной отработки пластовых месторождений на основе установления закономерностей формирования геодинамически опасных зон и комплексного подхода к прогнозированию и предупреждению геодинамических явлений на шахтах и рудниках.

Достижение поставленной цели включает решение следующих задач исследований"

1. Выявление закономерностей распределения потенциально опасных зон в горном массиве;

2. Разработка методов дифференциации блоков горного массива по относительной напряженности и геодинамической опасности при отработке пластовых месторождений полезных ископаемых;

3. Исследование и классификация тектонически-напряженных зон и оценка их потенциальной опасности;

4. Разработка геологических и совершенствование инструментальных методов заблаговременного выявления тектонически напряженных зон;

5. Анализ влияния ведения горных работ в тектонически напряженных зонах на напряженно-деформированное состояние, изучение формирующихся при этом геодинамически опасных зон и оценка степени опасности геодинамических явлений;

6. Разработка принципов и последовательности геологического сопровождения безопасной отработки геодинамически опасных зон;

7. Выбор рациональных параметров региональных и локальных методов предупреждения горных и горно-тектонических ударов с учетом выявленного расположения тектонически напряженных и геодинамически опасных зон.

Методы исследований включают анализ взаимодействия тектонических структур, лабораторное и математическое моделирование напряженно-деформированного состояния блочного горного массива, натурные наблюдения и шахтные эксперименты в различных горногеологических условиях основных горнодобывающих регионов.

Основная идея работы. Основой безопасной отработки пластовых месторождений является геологическое обеспечение, включающее выявление блочной структуры месторождений, установление наиболее напряженных блоков горных пород и активных разломов при разведке на ранних стадиях ведения горных работ, выделение тектонически напряженных и геодинамически опасных зон и выбор на базе полученных данных оптимального варианта управления горным давлением и параметров проведения противоударных мероприятий. Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Геодинамическая опасность участков месторождений зависит от напряженно-деформированного состояния структурообразующих тектонических блоков, которое определяется направлением тектонических движений и накопленными смещениями по границам блоков. Уровень напряженности блока оценивается с помощью введенного показателя D, характеризующего его суммарную сдвиговую деформацию.

2. Тектонически напряженные зоны (ТНЗ), главным образом, приурочены к разрывам блочного горного массива; их потенциальная опасность определяется неотектонической активностью, морфологией и строением сместителя разрыва, а также направлением деформации пород при смещении крыльев. Существуют два основных типа ТНЗ, связанных с разрывами, различающихся по геологическим признакам и естественному напряженному состоянию. Зоны I типа примыкают к тем участкам разрывов, на которых сместитель представляет собой плотносомкнутую трещину, окруженную областью с малым количеством приразрывных трещин, характеризуются высоким уровнем тектонических напряжений, малыми пористостью и влажностью, увеличенными значениями

прочностных характеристик и модулей деформации пород, а также высоким уровнем -электромагнитной эмиссии. Зоны II типа отделены от сместителя нарушенным и разгруженным участком; для них характерны существенно меньшие напряжения и изменения состояния и свойств пород, чем в зонах I типа.

3. Формирование геодинамически опасных зон (ГОЗ) в блочном массиве горных пород определяется совместным воздействием тектонического, зависящего от естественного напряженного состояния локальной ТНЗ и самого блока и техногенных полей напряжений. При ведении горных работ в ТНЗ I типа формируются ГОЗ, характеризующиеся высоким градиентом опорного давления в краевой части пласта, в напряженных блоках геодинамическая опасность возникает уже на стадии подготовительных работ, а при ведении очистных работ может проявляться в форме не только горных, но и горно-тектонических ударов, в менее напряженных блоках опасность геодинамических явлений проявляется на стадии очистных работ. При ведении горных работ в ТНЗ II типа значимая геодинамическая опасность возникает только в напряженных блоках при значительных площадях выработанного пространства на некотором удалении от разрывного нарушения и проявляется в основном в виде стреляний, толчков, микроударов, реже -горных ударов.

4. Горно-тектонический удар состоит из двух стадий - динамической подвижки вдоль разрыва, вызванной изменением сжимающих напряжений по нормали к разрыву при ведении очистных работ, и горного удара, происходящего в результате сложения энергии, накопленной в массиве в естественных условиях, энергии опорного давления, возникающей в результате ведения горных работ (техногенная составляющая) и энергии, выделившейся при подвижке. Опасность возникновения подвижки зависит от размеров выработанного пространства вблизи разрыва (средние значения критической величины составляют 104-5 м2), напряженно-деформированного состояния и механических свойств контактной зоны. Динамическая подвижка по разрыву вызывает горный удар, если суммарный приток энергии превосходит критическую величину для данного массива; при этом вклад притока упругой энергии, выделившейся при подвижке, по порядку величины близок к вкладу, определяемому ведением очистных работ.

5. Выделение ТНЗ и прогноз параметров ГОЗ обеспечивают безопасную отработку пластовых месторождений за счет выбора оптимального порядка и способов ведения горных работ, позволяющих управлять горным давлением, а также совокупностью локальных способов гидрообработки и дегазации в заданных режимах, эффективность которых определяется учетом особенностей напряженного состояния, строения и свойств горного массива на основе мониторинга геодинамических процессов.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- представительным объемом многолетних шахтных исследований на более чем 50-ти шахтах и рудниках в диапазоне глубин от 100 до 1150 метров с мощностью пластов от 0,4 до 6,5 метров с применением современных методов инструментальных наблюдений и апробированных методик;

- положительными результатами внедрения разработанных технологических решений, позволивших минимизировать количество геодинамических явлений в опасных зонах;

- корректностью использования аппарата тектонофизики и механики сплошных сред, физического и математического моделирования.

Научная новизна результатов, полученных автором, заключается:

- в разработке метода оценки структурных блоков горного массива по относительной напряженности;

- в систематизации классификации тектонически напряженных зон, связанных с разрывами, и установлении физико-механических характеристик горного массива в тектонически напряженных и геодинамически опасных зонах различного типа;

- в установлении закономерностей формирования ГОЗ и степени их опасности, горно-геологических условий возникновения и механизма протекания горно-тектонических ударов, а также в получении количественных оценок притока энергии в область ведения горных работ при динамических подвижках по разломам;

- в развитии региональных и локальных способов управления горным и газовым давлением в геодинамически опасных зонах на основе применения разработанных методов геологического обеспечения.

Практическое значение диссертации заключается в разработке комплексной методики обеспечения геодинамической безопасности, позволяющей эффективно вести горные работы на пластах, склонных к горным ударам и внезапным выбросам угля и газа, и на удароопасных рудных месторождениях.

Реализация результатов работы. Научные результаты и практические рекомендации, разработанные автором, вошли составной частью в 27 методических и нормативных отраслевых и региональных документов, используемых в течение 25 лет горно-добывающими предприятиями, проектными и научно-исследовательскими институтами. Наиболее значимыми из этих разработок в последние годы являются:

Временные указания по выявлению и контролю зон риска возникновения аварий и чрезвычайных ситуаций при освоении недр и земной поверхности на основе результатов геодинамического районирования. - СПб., ВНИМИ. 1997; Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях, объектах строительства подземных сооружений, склонных и опасных по горным ударам, РД 06-329-99., 2000 г.; Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих угольные пласты, склонные к горным ударам. РД 05-328-99, 2000 г.; Система обеспечения геодинамической и экологической безопасности при проектировании и эксплуатации объектов ТЭК (Методические рекомендации), 2001 г.; Указания по безопасному ведению горных работ на Талнахском и Октябрьском месторождениях, склонных и опасных по горным ударам, 2001 г.; Руководство по дегазации угольных пластов на шахтах России. - СПб.:ВНИМИ.2ОО1 г.

Применение разработанных способов прогноза и предупреждения геодинамических явлений на шахтах Воркутского месторождения, Кузнецкого бассейна, Восточного Донбасса, Североуральских бокситовых рудниках и рудниках Норильского ГМК позволило убедиться в их достоверности и надежности.

докладывались на 19 международных, всесоюзных и всероссийских симпозиумах, конференциях и совещаниях, таких как: 2nd International Symposium on modem coal mining technology (1993 г., Китай), Международный симпозиум по горным ударам и внезапным выбросам в шахтах (1994 г., Санкт-Петербург), Международная конференция «Эффективная и безопасная подземная добыча угля на базе современных достижений геомеханики (1996, Санкт-Петербург), «Environmental and Safety Concerns in Underground Construction». (The 1st asian rock mechanics Symposium 1997 г.), Международная конференция «Геодинамика и напряженное состояние недр Земли (1999, Новосибирск), Неделя Горняка (1999 г., 2004 г. Москва), X Всероссийское угольное совещание «Ресурсный потенциал твердых горючих ископаемых на рубеже XXI века (2001 г., Ростов-на-Дону), I-IV Международные совещания под эгидой ЕЭК ООН по проблеме геодинамической безопасности при освоении недр и земной поверхности (1995,1997,2001,2003 гг., Санкт-Петербург), заседание кафедры геологии МГГУ (2003 г.).

Полученные в диссертационной работе результаты вошли в комплекс мер борьбы с горными ударами на рудниках России, разработка и внедрение которого были отмечены премией Правительства Российской Федерации в области науки и техники (2000 г.)

Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в 128 опубликованных работах автора, в том числе 4 коллективных монографиях и 77 журнальных статьях. По результатам исследований получено 24 авторских свидетельства на изобретения и 15 патентов.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения

и содержит_страниц машинописного текста, включая 163 рисунка, 47 таблиц и список

использованных источников из 343 наименований.

Автор выражает глубокую признательность научному консультанту проф. д.т.н. И.М.Петухову, стоявшему у истоков данной работы и оказывавшему постоянную помощь в процессе проведения исследований. Автор искренне благодарен сотрудникам института и филиалов ВНИМИ, в первую очередь, д.т.н. Б.Т.Акиньшину, д.т.н. ЯАБичу, к.г-м. н. Ю.Н.Дупаку, к.т.н. В.В.Зубкову, к.т.н Н.В.Кротову, к.т.н. Т.ИЛазаревич, к.т.н. А.Г.Оловянному, к.т.н В.С.Сидорову, д.т.н. РАТакранову, д.т.н. Б.Г.Тарасову, к.т.н. А.А.Филинкову, д.т.н. С.В.Цирелю. за оказанную помощь при проведении исследований и подготовке диссертационной работы. Проведение натурных наблюдений и экспериментов, внедрение результатов работы в промышленность было бы невозможно без сотрудничества и поддержки работников шахт и рудников: ВАБаранова, В.Н.Буракова,

A.П.Веселова, НА.Гарнаги, ВАЕгорова, В.Е.Зайденварга, М.Ф.Малюги, Е.И.Микулина,

B.Г.Селивоника, А.И.Субботина, М.А.Шадрина и др., которым автор выражает свою благодарность. Автор признателен также д.т.н., проф. Д.В.Яковлеву, д.т.н, проф. А.М.Гальперину, д.т.н., проф. ВА.Ермолову, д.т.н. Ю.И.Кутепову и д.т.н., проф. И.М.Батугиной за полезные обсуждения, ценные советы и критические замечания.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

В первой главе диссертационной работы рассматривается современное состояние вопроса и формулируются задачи исследований. Проблема горных ударов и - шире - геодинамических явлений в шахтах с 19 века находится в поле внимание инженеров и ученых. Основной вклад в понимание сущности динамических явлений был внесен в 50 - 60 гг. С.ПАвершиным и

И.М.Петуховым, установившими, что их основной причиной является накопление упругой энергии в угольном пласту и вмещающих породах. Другой важный аспект исследований геодинамических явлений состоит в изучении их распределения и связи со строением горного массива. Еще в 20-е годы М.И.Евдокимов-Рокотовский объяснял стреляния в туннелях влиянием тектонических напряжений. Дальнейшие исследования СА.Батугина, И.М.Батугиной, И.М.Петухова, П.В.Егорова, А.А.Козырева, В.А.Шатилова, Г.А.Конькова и других показали тесную связь горизонтальных тектонических сил и их локальных концентраций вблизи дизъюнктивных и пликативных нарушений с геодинамическими проявлениями в шахтах. Таким образом, было показано, что геодинамические явления в шахтах и рудниках являются чрезвычайно сложным процессом, зависящим от геологического строения и напряженного состояния горного массива, поведения горных пород при высоких нагрузках, технологии ведения горных работ и т.д. Поэтому, в зависимости от того, на какие стороны проблемы ученые обращали наибольшее внимание, в исследованиях геодинамических явлений можно выделить несколько тесно связанных между собой направлений.

Первое направление состоит в непосредственном изучении процессов, протекающих перед и непосредственно в ходе геодинамических явлений, и разработке методов борьбы с этими грозными явлениями. Наибольший вклад в создание теории горных ударов и развитие методов их предотвращения внесли С.ПАвершин, Э.Айзаксон, И.ТАйтматов, А.С.Батугин, А.Я.Бич, ББраун, Б.Ш.Винокур, В.П.Влох, Ч.Джегер, П.В Егоров, П.Кноль, А.А.Козырев, М.В.Курленя, Т.ИЛазаревич, ЕЛиман, ГА Марков, Л.Мюллер, И.М.Петухов, ААФилинков, Е.И.Шемякин, Б.В.Шрепп и"другие. Большое значение для изучения механизма протекания динамических процессов имеют исследования в области механики до- и запредельного деформирования горных пород, изложенные, прежде всего, в работах М.Д.Ильинова, Ю.М.Карташова, А.Н.Ставрогина, Б.Г.Тарасова, Е.ВЛодуса и других, а также развитие аналитических методов - в работах ААБаряха, А.Н.Власенко, А.В.Зубкова, В.В.Зубкова, С.А.Константиновой, А.МЛинькова, А.Г.Оловянного, В.С.Сидорова и других.

Второе направление базируется на достижениях новейшей тектоники и геодинамики, получившие отражение в работах Е.В.Артюшкова, В.В.Белоусова, В.П.Влоха, П.В.Воронова, Е.С.Ержанова, Л.П.Зоненшайна, Ю.О.Кузьмина, Н.И.Николаева, П.Н.Николаева, МАСадовского, А.И.Суворова, Б.Г.Тарасова, Е.И.Хаина, Н.Хаста, А.Шейдеггера, С.И.Шермана, С.С.Шульца, СЛ.Юнга и других. Полученные в работах П.Н.Кропоткина, Д.М.Казикаева, В.М.Кутепова, Н.Н.Мельникова, ИАТурчанинова, СЛ.Юнга и других данные о напряженном состоянии массива являются теоретической основой для прогнозирования тектонических напряжений в горных выработках. Важную роль в изучении динамики изменений напряженного состояния и локализации наибольших концентраций напряжений сыграли физическое моделирование массива горных пород, развитое в работах М.В.Гзовского, Г.Н.Кузнецова, Д.И. Осокиной, Г.Д. Ушакова и других, геофизические исследования напряженного горного массива - прежде всего в трудах Н.ЯАзарова, С.САндрейко, А.ВАчцыферова, ААМаловичко, В.А.Смирнова, АДРубана, ВЛ.Шкуратника, Д.В.Яковлева и других, а также геодезические измерения в районах крупных дизъюнктивных геологических нарушений, проведенные И.М.Батугиной, А.В.Кнуренко, Ю.О.Кузьминым и другими.

Третье направление состоит в детальном изучении геологических структур, встречающихся на пластовых месторождениях, развитии методов шахтной геологии и геологического обеспечения

горных работ. Наибольший вклад в развитие геологического обеспечения внесли А. М.. Гальперин, В.Е.Григорьев, Ю.Н.Дупак А.С.Забродин, В.Ю.Забродин, С.В.Кирюков, А. Л. Панфилов, Н. Н. Погребнов, РАТакранов.В. Ф. Твердохлебов, Д.Уилсон и другие.

Важным итогом, соединяющим достижения многих из перечисленных направлений, является метод геодинамического районирования, разработанный И.М.Петуховым и И.М. Ватутиной. Этот метод был развит в исследованиях ВНИМИ при активном участии автора настоящей работы и получил широкое- распространение в практике разработки опасных месторождений. Геодинамическое районирование к настоящему времени стало одним из основных методов при прогнозе геодинамической опасности в шахтах и рудниках.

Вместе с тем остается целый ряд проблем, требующих решения для обеспечения безопасной отработки, в том числе:

1. Недостаточная разработка методов выделения и оценки напряженности блоков. Опыт горных работ показывает, что имеет место не только локальная линейная концентрация геодинамических событий около тектонических нарушений, но и региональная площадная (объемная) неоднородность распределения геодинамических событий на выемочных и шахтных полях. В то же время выделение блоков методами геодинамического районирования только по земной поверхности не дает возможности провести дифференциацию блоков по степени напряженности, несмотря на многие интересные попытки, например, в работах А.В.Кнуренко, А.С.Батугина и др. Необходима разработка новых тектонофизических оценок напряженности блоков, учитывающих строение и деформации всего объема горного массива;

2. Нерешенность задач прогноза локальных ТНЗ на этапе ведения подготовительных горных работ. Применяемые в настоящее инструментальные и в меньшей мере геофизические методы не дают возможности проводить заблаговременное планирование противоударных мероприятий. Использованию геологических признаков мешает недостаточное знание степени опасности тех или иных геологических структур и, соответственно, признаков приближения к тектонически-напряженным зонам;

3. Отсутствие в прикладной геодинамике перехода от оценок напряженности для нетронутого массива к оценкам геодинамической опасности при ведении горных работ. В малой степени изучены закономерности эволюции НДС в тектонически напряженных зонах при техногенном воздействии, в подавляющем большинстве работ смешиваются понятия напряженности нетронутого массива и реальной геодинамической опасности в шахтах и рудниках во время ведения горных работ. Для четкого разделения этих явлений предлагается ввести отдельное понятие геодинамически опасных зон (ГОЗ) в шахтах и рудниках, в которых напряжения определяются не только тектоническими силами, но суммарным воздействием тектонических и техногенных факторов;

4. Значительный разрыв между нормативными документами, определяющими порядок ведения горных работ в опасных условиях, с одной стороны, и нормативными и методическими документами («Инструкция по геологическим работам на угольных месторождениях Российской Федерации» и т.д.), определяющими порядок геологического обеспечения горных работ в шахтах и рудниках, с другой стороны. В первых - в малой мере раскрыт состав и порядок геологического обеспечения прогноза и профилактики геодинамических явлений, а вторые составлены без учета специфики

ведения горных работ в опасных условиях.

Все это затрудняет создание эффективного геологического обеспечения для безопасной разработки пластовых месторождений в геодинамически опасных зонах. Исходя из изложенного, в последнем разделе первой главы сформулированы основная цель и конкретные задачи исследований.

Во второй главе дан анализ геодинамической обстановки и пространственного распределения геодинамических явлений (ГДЯ) в Кузнецком и Донецком угольных бассейнах, Воркутском угольном месторождении и Североуральском месторождении бокситов. Показано, что геодинамические явления распределены достаточно неравномерно, что имеют место как линейные области сгущения, связанные с дизъюнктивными и пликативными нарушениями, так и площадные - концентрации ГДЯ в отдельных блоках.

Теоретический анализ ГДЯ показывает существование двух механизмов возникновения площадных (объемных) областей концентрации динамических проявлений горного давления. Первый механизм - это повышение уровня напряжений в районах сложных узловых структур, образованных двумя и более разрывами. Второй - это повышение уровня напряженности во всем блоке, оконтуренном разрывами. Анализ распределения зон концентрации геодинамических явлений показал, что на практике имеют место оба случая, причем второй случай преобладает.

Поэтому задача наиболее раннего выявления потенциально опасных зон включает в себя как разделение блоков на более и менее напряженные, так и выявление локальных ТНЗ, связанных с активными разрывами и узловыми структурами. Решение этой задачи осуществляется последовательно на трех уровнях:

1 - дифференциация блоков по их напряженности;

2 - выделение ТНЗ, связанных с граничными разрывами;

3 - выделение ТНЗ, связанных с системами средне- и мелкоамплитудных внутриблоковых разрывов.

Первый уровень включает в себя выделение структурных блоков, причем здесь целесообразно выделить два варианта. Первый вариант предназначен для проектирования и ведения горных работ на действующих шахтах и рудниках. В этом случае основой для анализа служат материалы геологоразведочных работ, геофизические данные, а также данные документации горных выработок.

Второй вариант относится к случаю предварительной оценки геодинамической опасности на стадии проектирования горных предприятий на неразведанных и слаборазведанных площадях месторождений. В данном случае работы проводятся согласно методике геодинамического районирования недр по И. М. Ватутиной и И. М. Петухову, основанной на морфоструктурном анализе земной поверхности.

Сравнительный тектонофизический анализ разрывных структур, включающих как палеоразрывы, так и новейшие тектонические разрывы, установленные при дешифрировании аэрокосмоснимков, и инструментальные шахтные исследования позволили сделать следующие выводы:

- на всех изученных месторождениях наблюдается очевидная унаследованность «исторического» поля напряжений на современном геотектоническом этапе развития структур

месторождения, что выражается в сохранении ориентировки главных нормальных напряжений межблоковых как при образовании палеоразрывов, так и их современных аналогов;

- установлено, что как в «историческое» время, так и на современном этапе преобладающими являются горизонтальные напряжения и соответствующие деформации;

- установлено, что имевшие место бсльшие деформации массива создают и бсльшие остаточные напряжения, концентрирующиеся около внутриблоковых разрывов;

- доказано, что деформации приводят к изменениям структуры породного массива, прежде всего к его уплотнению, которое в значительной степени определяет его склонность к накоплению упругой энергии.

Эти факты дают возможность использовать для оценки относительной напряженности тектонических блоков деформации пород, возникших при смещениях по разрывам, ограничивающих блоки массива горных пород. Практически все структурные блоки на исследуемых месторождениях создаются двумя системами тектонических разрывов, основные различия которых более или менее опасных блоков в первую очередь заключаются в суммарной деформации сдвига, несмотря на процессы релаксации напряжений.

Исходя из проведенного анализа, для оценки напряженности блоков был введен новый показатель НДС, в простейшем случае представляющий собой конечную деформацию сдвига -тангенс угла сдвига, оцененный по маркирующему слою О = сШзс/ (см. рис. 1). В случае граничных разрывов, имеющих противоположное падение, необходимо учитывать влияние деформаций сжатия или растяжения на напряженность структурного блока. Сопоставление введенного показателя ЦЦС с частотой ГДЯ проводилось на всех вышеперечисленных месгоровдениях и показало сильную взаимосвязь (Я = 0,85 - 0,98) мевду значениями Р и количеством геодинамических событий; в качестве примеров в табл.1 показаны расчеты й по Главной антиклинали Центрального Донбасса. Данный показатель может использоваться как относительная характеристика напряженности для структурных блоков месторождения, так как тектонофизические условия деформации на каждом месторождении имеют свои особенности, связанные как со структурой региональных полей напряжений, так и строением и физико-механическими свойствами горных пород.

Показатель й хорошо коррелирует и с данными сейсмических наблюдений. Так, по данным сейсмосшнции «Североуральск» в высоконапряженных блоках (О > 30-102) энергия событий достигает 106 Дж и более, Т огда как в блоках с

Рис. 1. Схема оценки напряженного состояния блока пород шахты им. Калинина

Таблица 1

Главная антиклиналь Центрального Донбасса

№ блок а Граничные разрывы Шахты Показатель НДС, 0 Количество выбросов на один шахтопласт, N

1 2 3 4 5

Северное крыло

1с Дыпеевский сброс Центральный сброс им. Ворошилова 4 х Ю-* 2,3

2с Центральный сброс Румянцевский надвиг II им. Изотова им. Румянцева 24x10-2 6,0

Зс Румянцевский надвиг II Калининский надвиг им. Калинина 31 X 102 7,0

4с Калининский надвиг Байракский надвиг «Александр-Запад» 16х1(Н 4,8

5с Байракский надвиг Булавинский надвиг «Углегорская» 20x102 5,0

Южное крыло

1ю Артемовский надвиг Чегарский надвиг им. Артема 13 х Ю-2 4,6

2ю Чегарский надвиг Горловский надвиг им. Гагарина «Комсомолец» им. Ленина «Кочегарка» 15 х 10-2 6,5

Зк> Горловский надвиг Софиевский надвиг им. Гаевого им. К. Маркса 36x102 12,0

4ю Октябрьский надвиг Брунвальдский надвиг «ЮНКОМ» 27 х Ю -2 8,5

Коэффициент корреляции, 0,89 (р < 0,001)

Оценка неотектонической активности граничных разрывов производится по трем группам признаков - морфологическим, геолого-геофизическим, тектонофизическим с привлечением данных о фактических проявлениях геодинамической опасности, зафиксированных в шахтах и рудниках.

Для выявления типа деформаций рассмотрено залегание разрывов в разрезе и положение высотных отметок блоков. Их сопоставление с количеством ГДЯ показало, что, как правило, наиболее активны блоки, занимающие более высокие и/или более контрастные положения в рельефе. Большое значение при этом имеют процессы энергообмена, происходящие в горном массиве, интенсивность и направленность которых определяется параметрами современного поля напряжений. В дискретной блочной структуре такая энергетическая «подпитка» распределяется в соответствии с деформациями последействия блоков пород, что и определяет их существующую напряженность и геодинамическую опасность.

Таким образом, геодинамическая опасность участков месторождений зависит от напряженно-деформированного состояния структурообразующих тектонических блоков, которое определяется направлением тектонических движений и. накопленными смещениями по границами блоков. Уровень напряженности блока оценивается с помощью введенного показателя D, характеризующего его суммарную сдвиговую деформацию.

Полученные качественные тектонофизические оценки НДС сопоставлены с количественными результатами математического моделирования и шахтными (скважинными) измерениями деформаций и свойств пород.

Среди натурных измерений наиболее информативны те, которые напрямую связаны с вероятностью геодинамических событий - оценкой сейсмической активности и оценкой НДС по дискованию кернов и выходу буровой мелочи при бурении шпуров.

Одним из наиболее чувствительных методов выявления потенциально опасных зон и прогноза геодинамических событий является метод определения фазово-физических свойств угля, предложенный Б.Т.Акиньшиным, в разработке и реализации которого автор принимал непосредственное участие. В диссертационной работе получены критические значения показателя естественной влажности и максимальной гигроскопической влажности угля структуры порового пространства вмг (доли сорбционного порового объема и общей пористости угля) и показателя естественного водонасыщения характеризующие как напряженно-деформированное состояние угольной толщи в блоках, так и потенциальную опасность ТНЗ по геодинамическим явлениям.

В целом ни одна группа методов в отдельности (тектонофизические, аналитические и экспериментальные) не дает требуемой для практических применений точности оценки напряженности больших участков горного массива. Только применение всего комплекса показателей позволяет разрабатывать обоснованные рекомендации для проектирования безопасного ведения горных работ.

Тектонически напряженные зоны (ТНЗ) являются естественным элементом структуры массива горных пород. Их образование непосредственно связано с геолого-тектоническими

процессами на разных стадиях эволюции земной коры.

Деформирование блочного массива происходило и происходит путем перемещения по неровным поверхностям, разделяющим блоки пород, а также за счет вновь образующихся разрывов. Процесс образования крупных разрывов включает в себя появление серии мелких разрывов, которые разрастаются и объединяются в протяженные, сложно построенные разрывы. Отсюда возникают две их главные особенности - линейность и прерывистость, влияющие на распределение тектонически напряженных и разгруженных зон.

Обобщение исследований различных видов тектонически напряженных зон позволило провести их систематизацию и разработать типизацию ТНЗ, представленную на рис. 2.

Как показывает опыт горных работ, практически все типы геологических нарушений могут представлять повышенную опасность, хотя степень опасности нарушений одного и того же типа может быть различной. Описанные выше исследования показали, что первым системным фактором подобной дифференциации является напряженность блоков, вторым - структура тектонических нарушений. Поэтому следующий уровень оценки геодинамической опасности, которому посвящена третья глава, заключается в изучении локальных ТНЗ, связанных с отдельными геологическими нарушениями и их участками.

Проведенные исследования показали, что положение зон повышенной опасности в складчатых структурах зависит от типа складок. В пологих антиклинальных и синклинальных складках с углом более 90° и величиной изгиба (отношение высоты складки к ее ширине) менее 0,1 наибольшее увеличение уровня напряжений и удароопасности приходится на замок складки. Однако по мере увеличения угла складки ситуация меняется. Высокие напряжения постепенно приводят к снижению опасности за счет микро и макроразрушения угля, и в замках крутых складок (а < 90°), напротив, наблюдается уменьшение крепости угля. В этих случаях ТНЗ «располагаются» в переходных зонах от крыльев к замку.

Значительную опасность представляют также флексурные складки, широко распространенные на угольных месторождениях. С геомеханической позиции флексуру можно рассматривать как нереализовавшийся разрыв. С одной стороны, высокий уровень напряжений соответствует предразрывной стадии нагружения пород, с другой стороны, отсутствие разрыва не дает возможности частичной разрядке напряжений, что приводит к их концентрации. Наиболее интенсивные ТНЗ, как правило, сосредоточены в зоне флексурных складок и около замыканий размывов, продолжающих флексуры.

Однако самые интенсивные ТНЗ приурочены к активным разрывным нарушениям. Проведенные исследования показали, что уровень напряжений существенно меняется по длине разрывов. Наиболее интенсивные ТНЗ приурочены к замыканиям разрывов и участкам, где шов нарушения представляет собой плотно сомкнутую трещину (зоны I типа, разрез Б на рис. За). Напротив, те участки, где разрыв представляет собой зону дробления, являются разгруженными, а зоны повышенных напряжений находятся на отдалении от разрыва и обладают меньшей интенсивностью (зоны II типа, разрезы А, В на рис. 3б). Графики изменения напряженного состояния

Рис. 2. Блок-схема типизации ТНЗ

Рис. 3. План горных работ и зарисовки разрывных нарушений по пласту Андреевскому (а); изменение начальной скорости и газовыделения (б) и выхода буровой мелочи (в) при переходе подготовительными выработками разрывного нарушения в зонах ТНЗ I и II типов

и свойств горного массива в приразрывных зонах двух типов показаны на рис.4. Характер изменения всех показателей отражает значительное отличие в физическом и напряженном состоянии угольного пласта в этих зонах.

Проведенные исследования позволили выявить механизм формирования участков сместителей разрывных нарушений с различной структурой, а также выделить на основании анализа более 50 напряженных и около 80 разгруженных участков, их отличительные геологические признаки (табл.2). Как правило, зоны 1 типа приурочены к особым участкам разрыва - замыканиям, изменениям угла падения или простирания, изгибам, сопряжениям с оперяющими разрывами, пересечениям слоев повышенной крепости (в том числе линз песчаника) и т.д.

Интенсивные ТНЗ связаны не только с единичными разрывами, но и с системами разрывов. Выявлены наиболее опасные структуры, формирующие интенсивные ТНЗ. К их числу в первую очередь относятся кулисообразные системы разрывов, сближения разрывов, разветвления под острыми углами (10°-15°), клиновидные структуры.

Локальные ТНЗ формируются также в местах пережимов и раздувов пластов и любых значимых изменений их гипсометрии.

Таблица 2

Геологические признаки тектонически напряженных и разгруженных участков

Характерный признак Участок

Напряженный Разгруженный

Сместитель Зона дробления Зона перемятого угля Сопутствующие нарушения Наличие заполнителя Вмещающие породы Гладкий, закрытый, плотно сжатая трещина Практически нет (первые сантиметры) Монолитные Неровная волнистая поверхность Есть, ширина 0,1-0,4 м, иногда до 0,9 м, содержит обломки пород кровли и почвы Есть, протяженность до 1,5 м, часто землистая масса Есть, зона шириной до 2,5 амплитуд разрыва Есть, как правило, кальцит в виде примазок на стенках трещин, а также жил Сильно дислоцированные

Таким образом, тектонически напряженные зоны (ТНЗ), главным образом, приурочены к разрывам блочного горного массива; их потенциальная опасность определяется неотектонической активностью, морфологией и строением сместителя разрыва, а также направлением деформации пород при смещении крыльев. Существуют два основных типа ТНЗ, связанных с разрывами, различающихся по геологическим признакам и естественному напряженному состоянию. Зоны I типа примыкают к тем участкам разрывов, на которых сместитель представляет собой плотно сомкнутую трещину, окруженную областью с малым количеством приразрывных трещин; характеризуются высоким уровнем тектонических напряжений, малыми пористостью и влажностью, увеличенными значениями

Рис. 4. Графики изменений опорного давления, выхода буровой мелочи р, начальной скорости газовыделения д, влажности V/. показателя структуры порового пространства угля СЗмг и количества электромагнитных импульсов N в ТНЗ I и II типов

прочностных характеристик и модулей деформации пород, а также высоким уровнем электромагнитной эмиссии. Зоны 2 типа отделены от сместителя нарушенным и разгруженным участком; для ниххарактерны существенно меньшие напряжения и изменения состояния и свойств пород, чем в зонахI типа.

Ведение горных работ существенно меняет НДС массива и, тем не менее, как показывают исследования, представленные в четвертой главе, большая часть опасных участков и геодинамических явлений при ведении очистных работ приходится на тектонически напряженные зоны. Именно в области ТНЗ техногенная пригрузка при ведении очистных работ (опорное давление) приводит к формированию предельно напряженных геодинамически опасных зон. При этом процесс создания таких зон, их количество, размеры и уровень опасности зависят от напряженности тектонических блоков и типа разрывных нарушений. Для исследования этого вопроса были проведены экспериментальные наблюдения в очистных выработках в различных горнотехнических условиях. Эволюцию НДС и свойств угольного пласта при переходе от ТНЗ первого и второго типов к ГОЗ покажем на примере отработки удароопасного пласта Коксового (рис. 5 и 6).

В процессе исследований определялись количество буровой мелочи Р, начальная скорость газовыделения естественная влажность и показатель структуры порового пространства угля. При подходе лавы к ТНЗ I типа геодинамичесш опасная зона была зафиксирована на расстоянии 35 -40 м. Совершенно иная картина наблюдалась при подходе лавы к ТНЗ II типа. Повышение напряженности отмечалось на расстоянии от 20 до 10 м до нарушения Рз, затем все показатели зафиксировали разгрузку пласта - забой вошел в нарушенную зону.

По результатам исследований составлена обобщающая таблица, отражающая по выходу штыба (Р, л/м) относительную напряженность угольных пластов в тектоническом блоке пород, ТНЗ и ГОЗ (табл. 3).

Таблица 3

Месторождение Шахта Рблок, Л/М Ргнз, л/м Ргоз, л/м Ргоз/Ртнз

Анжерское «Анжерская» 6-7 14,0 18,0 1,3

Северный -«- 6,0 10,0 14,0 1,4

Кузбасс 4,0 15,0 27,0 1,8

-«- 5,0 12,0 18,0 1,5

4,0-5,0 10,0 16,0 1,6

—«- 4,0-5,0 12,0 20,0 1,7

5,0 12,0 19,0 1,6

Воркутское «Комсомольская» 4,0 11,0 16,0 1.4

5,5 13,0 14,0 1,4

«Промышленная» 6,0 13,0 17,0 1,3

—«- 6,0 14,0 24,0 1,7

Как следует из табл. 3, в зоне ведения очистных работ за счет техногенного воздействия напряжения в ТНЗ возрастают на 30 - 80 %, составляя в среднем 50 %.

Выполнены также аналитические исследования наложения опорного давления на тектонически напряженные зоны у разрывов. Из графиков распределения нормальных к

Р, лава 73

1,8

1.4 1.0

аМГ 0.8 0,6 0,4

/—

2,0

1,8

1,4

1,0 й

"иг

Рис. 5. Графики изменения показателей и 6мг в ГОЗ I

Рис. б. Графики изменения показателей Р, ^иСщ-вГОЗ Птипа

напластованию напряжений (рис.7), действующих в угольном пласте Коксовый, следует, что они состоят из двух участков опорного давления: прилегающего к кромке угольного пласта на участке «а» и второго, расположенного в окрестности геологического нарушения на участке «б». При достаточно большой ширине участка угольного пласта расположенного между линией забоя лавы 15 и разрывным нарушением (более 20 метров) одна эпюра опорного давления практически не влияет на другую, то есть распределение напряжений в зоне опорного давления участка «а» определяется характером зависания толщи вмещающих пород в пределах отработанных площадей выработанного пространства, мощностью, прочностью и естественной податливостью разрабатываемого угольного пласта, а распределение напряжений в зоне «б» - типом разрывного нарушения. При дальнейшем сокращении ширины участка угольного пласта (менее 20 метров) между линией забоя лавы 15 и разрывным нарушением, в зоне «б», начинает существенно проявляться взаимное влияние обеих эпюр, соответствующих кривым «1» и «2», которое становится особо ощутимым, когда размер участка угольного пласта между линией забоя и разрывным нарушением сокращается до величины, близкой к ширине участка, переходящего в предельно-напряженное состояние по всей его площади.

Расчеты показали, что наличие нарушения 1-го типа приводит к появлению в его окрестности коэффициента концентрации нормальных к напластованию напряжений, соизмеримого или даже превышающего величину коэффициента концентрации напряжений в точке максимума опорного давления. Наличие же нарушения 11-го типа приводит к существенной (в 2-2,5 раза) разгрузке участка пласта.

Отметим, что в ТНЗ, находящихся в блоках с различной степенью напряженности существенно различны и исходные тектоногенные значения напряжений. Сравнение фазово-физических свойств угля в наиболее и наименее напряженных блоках в Центральном районе Донбасса выявили более, чем двукратные различия значений пористости, естественной влажности и показателя доли сорбционного объема (с мг) (рис .8).

Анализ полученных экспериментальных данных позволил сделать следующие выводы:

1. Геодинамически опасные зоны пространственно и генетически связаны с ТНЗ, в большей части случаев именно тектонически напряженные зоны под техногенным воздействием инициируют формирование ГОЗ при ведении очистных работ.

2. Увеличение напряженности тектонических блоков, в которых ведется разработка пластовых месторождений, сопровождается ростом напряжений в ТНЗ и ГОЗ. При этом в ГОЗ происходит увеличение области предельно-напряженных пород и пластов угля. Поэтому, как правило, размеры ГОЗ превышают размеры ТНЗ, на основе которых они сформировались.

3. В напряженных тектонических блоках создаются условия для геодинамических проявлений с подвижкой по разрывным нарушениям в виде горно-тектонических ударов, а при определенных горнотехнических условиях возможны и техногенные землетрясения.

Проведенные исследования показали, что базовая классификация оценки вероятности геодинамических явлений должна строиться на двух признаках: напряженности структурообразующих блоков и типе тектонических нарушений Пример классификации, основанный на бинарном ранжировании

Рис. 7. Распределение коэффициентов концентрации нормальных к напластованию напряжений, действующих в угольном пласте Коксовый при подходе забоя лавы 15 к тектоническому нарушению 1-го и II типов

Рис.8. Зависимость доли сорбционного объема от показателя D (Центральный А> район Донбасса)

каждого из факторов, показан в табл 4.

Таблица4

Напряженные блоки Ненапряженные блоки •

ГО аэ ГОЗ 1 типа ГОЗ 1 типа.

3 о. Наиболее опасный случай При проведении подготовительных

<о со о. _ При проведении подготовительных выработок возможны стреляния,

п ё 1 выработок возможны стреляния, толчки, толчки, иногда - внезапные выбросы

5 * Я микроудары, внезапные выбросы, иногда - При очистных работах возможны

г-2 горные удары выбросы, стреляния, толчки,

« 1— л При очистных работах возможны горные удары микроудары, реже - горные удары

X о <0 и выбросы, горно-тектонические удары, иногда -

Е= О техногенные землетрясения

ГОЗ 11 типа Отсутствие ГОЗ

о | При проведении подготовительных При проведении

£ * (0 _ выработок возможны высыпания, подготовительных выработок

5. со обрушения кровли, газодинамические возможны высыпания, обрушения

>5 X 2 1- явления кровли

о Я га ™ При очистных работах возможны При очистных работах возможны

с ¿9 о а высыпания, обрушения кровли, высыпания, обрушения кровли

-г- <0 -1- О. газодинамические явления, стреляния,

толчки, микроудары

Таким образом, формирование геодинамически опасных зон (ГОЗ) в блочном массиве горных пород определяется совместным воздействием тектонического, зависящего от естественного напряженного состояния локальной ТНЗ и самого блока, и техногенного полей напряжений. При ведении горных работ в ТНЗ I типа формируются ГОЗ, характеризующиеся высоким градиентом опорного давления в краевой части пласта, в напряженных блоках геодинамическая опасность возникает уже на стадии подготовительных работ, а при ведении очистных работ может проявляться в форме не только горных, но и горно-тектонических ударов, в менее напряженных блоках опасность геодинамических явлений проявляется на стадии очистных работ. При ведении горных работ в ТНЗ II типа значимая геодинамическая опасность возникает только в напряженных блоках при значительных площадях выработанного пространства на некотором удалении от разрывного нарушения и проявляется в основном в виде стреляний, толчков, микроударов, реже - горных ударов.

Самый опасный тип геодинамических явлений, связанных с тектоническими нарушениями, -это горно-тектонические удары (глава 5). Исследования, проведенные на СУБРе и в Томь-Усинском районе Кузбасса, показали, что во всех изученных нами случаях горно-тектонические удары сопровождаются подвижками по швам тектонических нарушений, точнее - именно наличие подвижки, наряду с суммарной энергией, и выступает главным критерием выделения горно-тектонических ударов среди других геодинамических явлений в шахтах и рудниках. Реализация подвижки в

геодинамически опасной зоне вызывается горнотехническими факторами: приближением фронта очистных работ и увеличением отработанной площади. Причем проявление горно-тектонического удара возможно в тех случаях, когда смещению по разрыву первоначально препятствуют значительные силы сцепления (зацепления) на участках сместителя (на это указывает характер шва), а ведение горных работ снижает их до критической величины. Натурные наблюдения показали, что снижению силы сцепления до критической величины отвечает критическая величина выработанного пространства у разрывного нарушения, при достижении которой у дизъюнктивов, склонных к проявлению подвижек, меняются условия взаимодействия на контакте и реализуется событие сдвигового типа. Для ситуаций, когда отработка ведется в одном из крыльев, а другое остается нетронутым, за такую величину можно принять площадь выработанного пространства Б = 20 ООО + 30 ООО м2. Например, на шахте «Черемуховская» (СУБР) горно-тектонический удар произошел, когда площадь выработанного пространства достигла 30 тыс. м2 (рис.9). В таких условиях подвижки по сместителю разрывов сопровождаются сильным сотрясением массива, вызывающим разрушение горных выработок на большой площади. Сейсмическая энергия горнотектонических ударов достигает 108 Дж и более.

Наши наблюдения, проведенные совместно с М.А. Шадриным и В. Г. Селивоником на шахте «Кальинская», позволили конкретизировать условия, при которых возникает опасность динамической подвижки: максимальные напряжения в одном или обоих крыльях дизъюнктива должны быть ориентированы субпараллельно сместителю (под углом < 30°); уровень напряжений Отах/а« должен составлять 0,7 и более; в том случае, если ст™» в одном из крыльев ориентированы субнормально или диагонально к плоскости сместителя, то для реализации подвижки необходимо, чтобы в другом крыле (Уша& действующие субпараллельно сместителю, превышали Стта*1 не менее, чем в 1,5 раза, соотношение Спях/отт составляло 2 и более раз.

Анализ процессов динамических подвижек, происшедших на шахте «Кальинская», позволили выделить две стадии событий (табл. 5) - стадию 1 (постепенное накопление упругой энергии) и стадию 2 (предударное состояние).

Таблица 5

Продолжительность и соотношение стадий подготовки динамической подвижки

Горно-тектонические Время меладу горно- Продолжительность Соотношение

удары тектоническими ударами, мес Стадия 1, мес. Стадия 2, мес. Ст.1/Ст 2

ГТУ-1 - ГТУ-2 18 14 4 3,5

ГТУ-2- опасное 8 6 2 3

состояние

Опасное состояние 8 6 2 3

ГТУ-3

Из табл. 5 следует, что накопление упругой энергии - процесс значительно более длительный, чем предударное состояние массива горных пород. Таким образом, несмотря на существенные различия факторов, вызывающих горно-тектонические удары и землетрясения, а также

Рис. 9. Горно-тектонический удар с подвижкой по разрывному нарушению СУБР, шахта Черемуховская

А-область с величиной подвижки 8-10 см; Б - область с величиной подвижки - 3 см

энергетический масштаб событий, общая канва изменений уровней риска примерно одинакова. После крупного события и следующих за ним вторичных ударов наступает достаточно длительный период пониженной опасности, составляющий примерно три четверти цикла, сменяющейся более короткой стадией повышенной опасности. Эти стадии можно сопоставить с обнаруженным Ю.О.Кузьминым явлением чередования периодов суперинтенсивных деформаций и сейсмических событий на крупных разломах; даже длительность стадий (от полугода до полутора лет) близка к выявленным им периодам (2 -4 года). В соответствии с теорией толчкообразного деформирования И.М.Петухова, стадию 1 естественно отождествить с относительно нестесненным протеканием деформационных процессов и постепенным заклиниванием крыльев разрыва. После этого на стадии 2 энергия тектонического процесса концентрируется вблизи одного или нескольких мест заклинивания, что выражается в изменениях ориентации главных осей поля напряжений, общем повышении напряженности и увеличении частоты сейсмических событий. При отсутствии специальных мер ситуация разрешается преодолением сил трения (сцепления) и динамической подвижкой.

Процессы подготовки и протекания горно-тектонических ударов исследовались с помощью физического моделирования на эквивалентных материалах и математического моделирования. В частности, физическое моделирование подтвердило существенное (в 1,4 и более раз) изменение напряжений при подходе лавы к разрыву и потерю устойчивости дизъюнктива после достижения выработанным пространством критических размеров.

Проведенный совместно с А. Г. Оловянным геомеханический анализ с использованием критерия Кулона-Мора позволил оценить изменение степени нагруженности разрыва при ведении горных работ:

' (ал+Ао.)/ёр + К

где ^.-нормальные напряжения на контакте; дт„и Дет,-их изменения при ведении горных работ; К -сцепление по контакту; р- угол трения по контакту разрыва. При условии с\ > 1 произойдет сдвиг по контакту нарушения. Расчеты показали, что выполнение этого условия существенно зависит от угла а между нарушением и максимальным главным напряжением. На рис.10 показано, как с изменением а меняется отношение V максимального и минимального главных напряжений, при котором происходит актививизация дизъюнктива.

Сопоставление проведенных расчетов с результатами натурных наблюдений показывает, что возможны различные ситуации, при которых реализуется подвижка.

1. При больших площадях выработанного пространства в крыльях разрыва при приблизительно постоянном значении происходит снижение сжимающих сил по нормали к разрыву на участках зацепления, соответственно значение сцепление К становится малой величиной и выполнение предложенного критерия приводит к динамической подвижке. При этом в самом очаге подвижка в большей степени реализуется путем проскальзывания, чем среза.

2. При подходе одиночной лавы к нарушению одновременно возрастают величины однако

1 |'| I I I | I I м | I I I I ! I I п | I I м | | I | I | | I . I | I т I I

О 10 20 30 40 50 60 70 а град

Рис.10. Зависимость Гот угла между главным направлением напряжений и плоскостью разрывного нарушения при различных значениях угла трения р

О ^-1-1-1-1-1-1-

О 2 4 6 8 10 12 14

А Лежачее крыло ■ Висячее крыло -Р = 15,2 ехр(-0,193 Ш) -Р = 12,1 ехр (-0,155 №)

Рис. 11. Зависимости Р (л/м) в лежачем и висячем крыльях разрыва от относительного расстояния 1/Н

за счет увеличения неравнокомпонентности поля сжатия рост превосходит рост что приводит к подвижке путем среза.

3. Возможен также смешанный механизм, когда срез зацепления в месте подхода действующей лавы вызывает проскальзывание на соседних участках.

При подходе одиночной лавы к малым нарушениям существенное повышение напряженности в зоне зацепления (участок разрыва I типа) приводит к динамической разрядке (горному удару), зачастую сопровождающемуся срезом, но не вызывающему значимой динамической подвижки.

Оценка энергетического баланса при подвижке по разрывному нарушению показала, что выделяющаяся энергия складывается из двух основных компонентов: энергии выделившейся из контактной зоны при потере сцепления, и энергииТНЗ ДЭг в приразрывной зоне, причем даже на глубинах 1000 метров обычно ДЭ > ДЭт. От величины суммарной энергии зависит тип геодинамических событий: при ДЭСум ^ 10* Дж следует ожидать стреляния и толчки, при ДЭсум = 102 -103 Дж - микроудары, а при ДЭСуМ = 104 -105 Дж - горные удары, и наконец, при ДЭсуи £ 10е- Ю8 Дж-соответственно горно-тектонические удары. Необходимо отметить, что при крупных подвижках зона повышенного притока энергии охватывает большие участки, поэтому возможны одновременные динамические проявления в нескольких местах.

Таким образом, горно-тектонический удар состоит из двух стадий - динамической подвижки вдоль разрыва, вызванной изменением сжимающих напряжений по нормали к разрыву при ведении очистных работ, и горного удара, происходящего в результате сложения энергии, накопленной в массиве в естественных условиях, энергии опорного давления, возникающей в результате ведения горных работ (техногенная составляющая) и энергии, выделившейся при подвижке. Опасность возникновения подвижки зависит от размеров выработанного пространства вблизи разрыва (средние значения критической величины составляют 10** м2), напряженно-деформированного состояния и механических свойств контактной зоны. Динамическая подвижка по разрыву вызывает горный удар, если суммарный приток энергии превосходит критическую величину для данного массива; при этом вклад притока упругой энергии, выделившейся при подвижке, по порядку величины близокквкладу, определяемому ведением очистныхработ.

Технология предотвращения горно-тектонических ударов на рудниках СУБРа была разработана совместными усилиями ОАО «Севуралбокситруда», головного предприятия и Уральского филиала ВНИМИ при участии автора. Эта технология включает в себя сейсмический мониторинг ТНЗ I типа, прогнозирование геодинамических событий на основе явления "сейсмического затишья", опережающее проведение горных выработок к опасным участкам разрывов, разбуривание из них вееров скважин и после получения информации от сейсмостанции о возрастании вероятности проявления крупного геодинамического события проведение взрывных работ, провоцирующих подвижку. Данная технология широко используется на ОАО «Севуралбокситруда», для проведения работ по прогнозу и предотвращению горных ударов создана специальная служба (ППГУ).

В шестой главе детализированы принципы и основные этапы геологического обеспечения безопасной отработки, предложены новые методы выделения и прогнозирования ТНЗ и ГОЗ в горном массиве.

Для этого проведена теоретическая оценка возможных размеров зон влияния разрывов; исходя из того, что максимальный размер зоны влияния связан с максимальной подвижкой, когда-либо происходившей по разрыву, было показано, что зона влияния не прямо пропорциональна амплитуде смешения (Н), а связана с ней степенной зависимостью Z = ЬНа с показателем степени а = 0,5 - 0,95. Причем, чем более узкую зону интенсивного влияния мы рассматриваем, тем ниже значения а. В результате теоретического анализа были выделены два крайних случая зон влияния • «историческая» зона, характеризующаяся в первую очередь изменением свойств породного массива без существенного возрастания напряжений, и «современная», характеризующаяся существенными изменениями НДС и трещиноватости массива.

Для исследования зон влияния складок и разрывов были проведены обширные натурные измерения с помощью фазово-физического метода. Данный метод относится к числу наиболее чувствительных к изменениям свойств пород, поэтому показывает максимальные зоны влияния, в которых имеет место повышение геодинамического риска. В результате исследований было установлено, что полная ширина зоны влияния тектонических нарушений на фазово-физические свойства угля составляет:

- примерно 25 м для разрывных нарушений и флексурных складок с амплитудой до 3 м (но не менее половины мощности пласта), а также нарушений без разрыва сплошности пласта (изменение мощности более 30 %, микроскладки) в обе стороны от нарушения;

- 10-12 Н в каждом крыле для разрывных нарушений и флексурных складок при нормальной амплитуде смещения более 3,5 м;

- 0,1 1_ для пологих антиклинальных и синклинальных складок при величине изгиба (отношения высоты складки к ее ширине 1_) менее 0,1.

Выявленные закономерности и зависимости являются основой для решения практических задач, связанных с прогнозом ТНЗ в шахтных условиях. Эти задачи можно разделить на две группы. Первая группа задач связана с более точной локализацией ТНЗ при проведении горных выработок; для заблаговременного приведения напряженных зон в неопасное состояние без нарушения ритма ведения горных работ, как правило, требуется прогноз на глубину 20-25 м. Вторая группа задач связана с долгосрочным планированием горных работ и противоударных мероприятий и требует существенно более раннего, хотя и не столь точного, прогнозирования геодинамической обстановки.

Решение первой задачи основано на использовании четырех групп методов, а именно:

1. На получении эмпирических зависимостей выхода буровой мелочи и начальной скорости газовыделения от относительного расстояния до разрыва для зон I типа (рис. 11).

2. Прогнозе типа зоны и расстояния до разрыва по материалам кернового бурения и по трещиноватости угля в забое подготовительной выработки (пример различий опасных и

безопасных участков разрыва показан в табл. 6).

Таблица 6

3. Регистрации электромагнитного излучения (ЭМИ) при бурении скважин и шпуров с помощью приборов "Волна-2", "Импульс", "Ангел" и методик, разработанных ВНИМИ при участии автора (рис. 12).

4. Путем прогнозирования положения замыкания разрывов по следам нарушений на угольных пластах на основе геометризации сместителя по методике А. С. Забродина.

Если хотя бы один из методов указывает на приближение к ТНЗ, то необходимо применение мер по приведению выработок в безопасное состояние.

Решение второй задачи требует сочетания различных методов: тектонофизического анализа напряженности структурных блоков, фиксации далеких «предвестников» тектонически напряженных зон по изменению фазово-физических свойств и геофизических параметров, математического моделирования.

Безусловно практически важной задачей является прогноз напряженных и опасных зон в лавах и блоках, подготовленных к отработке. Для решения этого вопроса проведены экспериментальные работы с использованием методов сейсморазведки, выхода буровой мелочи при бурении шпуров и оценки потенциальной опасности динамических явлений по электромагнитному излучению (ЭМИ) - на основании которых обоснованы критерии выделения ГОЗ.

Полученные закономерности позволили разработать научные основы геологического обеспечения проектирования и безопасной отработки угольных пластов и рудных залежей в опасных

Рис. 12. Комплексные результаты определения ТНЗ и ее границ при бурении геологоразведочной скважины (а) по уровню активности ЭМИ (^ (б) и выходу буровой мелочи (?) при

Рис. 13. Блок-схема последовательности геодинамического моделирования месторождений

геодинамических условиях. Проведенные исследования показали, что геологическое обеспечение должно включать в себя:

- выделение блочной структуры месторождения и шахтных полей;

- дифференциацию блоков по степени напряженности горных пород;

- анализ взаимодействия блоков горных пород и выделение опасных тектонических нарушений, в том числе склонных к горно-тектоническим ударам;

- выделение ТНЗ в массиве горных пород и определение их границ;

- прогнозирование формирования ГОЗ и предварительная оценка их размеров на этапе ведения подготовительных работ:

- уточнение границ ГОЗ на ранних этапах ведения очистных работ на основе комплекса геологических, геофизических и технологических признаков;

- геодинамическое моделирование месторождений (шахтных полей);

- мониторинг геодинамических процессов.

На основе разработанных принципов уточнен порядок проектирования горных работ. Показано, что основой проектирования должна быть геодинамическая модель месторождения, формируемая путем последовательного наращивания информации и уточнения ранее полученных данных. Практически для достижения конечной цели необходима разработка трех типов моделей: блочной (геолого-геометрической), геодинамической и, как конечный результат, горно-геодинамической модели месторождения (шахтного поля или его участка). Принципиальная схема последовательности геодинамического моделирования месторождений приведена на рис. 13. Пример выделения опасных зон на Воркутском угольном месторождении показан на рис.14

Исследования ТНЗ и ГОЗ (глава 7) позволили на основе разработанного геологического обеспечения дополнить и уточнить основные правила ведения горных работ на опасных пластах, в первую очередь правила выбора порядка отработки, раскройки выемочных полей, направления ведения горных работ и т.д.

Проведенные исследования показали, что при надработке, особенно при пологом залегании свиты пластов, расслоения надработанноой толщи почти не происходит - практически нет срывов сцепления на контактах. В подработанной толще горных пород за счет действия гравитационных сил на значительную высоту происходит отслоение пород, что уменьшает силы сцепления на контактах. В результате это приводит к дополнительному прогибу слоев в сторону очистной выработки и дополнительному расслоению вышележащей толщи. Помимо снижения вертикальных напряжений в пределах защищенной зоны в подработанной толще до безопасного уровня, в этой зоне также снижаются и горизонтальные напряжения. Это весьма важно при расположении подготовительных выработок в тектонически напряженных зонах.

В силу этих причин в региональных напряженных зонах восходящий порядок отработки защитных пластов оказывается более безопасным, чем нисходящий. Отметим, что на многих удароопасных шахтах Германии в настоящее время происходит переход от нисходящего порядка к восходящему.

Рис. 14. Геодинамически опасные зоны на Воркутском угольном месторождении

Рис.15. Проектирование горных работ в ГОЗ около разрыва Л-Л на шахтах «Северная» и Воркутинская» (Воркутское месторождение)

Опасность ведения горных работ в ГОЗ заключается не только в повышенных напряжениях и переходе пород в предельное состояние, но и в возможности образования искусственных ловушек для газа. При высокой скорости подвигания забоя зона опорного давления «выжимает» газ из массива угля и гонит как «каток» впереди себя, увеличивая газонасыщенность угольного пласта и непосредственной кровли. Если «каток» приближается к участкам разрывов I типа, то образуется ловушка, разрядка которой часто принимает форму внезапного выброса, причем количество выброшенного газа в несколько раз превышает расчетный газовый потенциал массива на участке выброса. Наиболее эффективные методы борьбы с этим явлением включают в себя контроль пластового (порового) давления перед действующим очистным забоем и наблюдение за трещиноватостью угля, снижение скорости подвигания или временную остановку очистного забоя при опасном повышении перед ним пластового давления и дегазацию пласта угля и смежных слоев с помощью специальных скважин.

Разработаны методы и способы дегазации пластов в качестве мероприятия для устранения опасности газодинамических явлений, которые получили международное признание (Брюссель, «Эврика - 96», бронзовая медаль).

На основе полученных закономерностей были усовершенствованы многие методы проведения противоударных мероприятий, в первую очередь нагнетание воды в угольные пласты в режимах гидрорыхления и гидроотжима. Например, было установлено, что уменьшение длины скважин с 9 - 12 метров до 4 - 6 метров с одновременным повышением давления воды в 2 раза и выбором направления бурения в соответствии с ориентировкой основной системы трещин позволяет привести в неопасное состояние угольный массив даже в весьма интенсивных ГОЗ.

В то же время обширные шахтные наблюдения за НДС массива и признаками геодинамической опасности показали, что их изменения определяются двумя взаимовлияющими процессами - перераспределением нагрузок и изменениями физико-механических свойств массива после техногенного вмешательства и увеличения размеров выработанного пространства, а также естественными колебательными процессами в земной коре. Выбор оптимальных параметров профилактических и противоударных мероприятий должен осуществляться на основе оперативной информации, получаемой в ходе мониторинга геодинамических процессов.

В качестве примера конкретного проектирования горных работ с учетом выделенной ТНЗ рассмотрен участок пласта Четвертого, примыкающего к разрывному нарушению «Л - Л», которое является границей между шахтами «Северная» и «Воркутинская» Воркутского угольного месторождения (рис. 15). Дизъюнктив «Л -Л» является сбрососдвигом с нормальной амплитудой смещения (Н) на данном участке 35 м (горизонтальная составляющая перемещения равна 2 - 3 Н).

Ширина ГОЗ в лежачем крыле разрыва со стороны шахты «Северная» не превышает 50 - 60 м и этот параметр соизмерим с шириной зоны опорного давления проектируемых к разработке пластов Четвертый и Тройной.. Поэтому при подготовке выемочных блоков по этим пластам целесообразным является проведение вентиляционных фланговых выработок вдоль границы ГОЗ с оставлением охранных целиков у дизъюнктива «Л-Л», шириной не менее 50 - 60 м.

Совершенно иная картина распространения ТНЗ наблюдается в висячем крыле разрыва «Л -Л» на поле шахты «Воркутинская». В соответствии с тектонофизическими условиями формирования и проектными горнотехническими параметрами ширина ГОЗ составляет 200 - 300 м, и оставление целика такого большого размера у технической границы шахты для охраны фланговых выработок ведет к значительному увеличению потерь угля на пластах Тройной и Четвертый и в то же время не гарантирует безопасное и устойчивое состояние выработок, срок службы которых составляет более 10 лет. В сложившихся горно-геологических условиях целесообразным является вариант технологической схемы с нарезкой лавы по падению пласта (лава 113 -с на рис. 15), которая проходит по краю ГОЗ. Первоочередная отработка этой лавы с полным комплексом профилактических мероприятий приведет к значительной разгрузке угольных пластов и массива пород. После предварительной отработки «разгрузочной» лавы влияние ГОЗ на горные работы при подготовке и отработке запасов угля по технологической схеме уклонами по падению и выемочными столбами по простиранию (лавы 813-ю, 913-ю, 1013-ю на рис. 15) будет минимальным.

Другой пример связан с актуальной задачей оценки геодинамической безопасности при затоплении шахт. Проведенные исследования показали, что при затоплении горных выработок вероятность подвижки по разрывам возрастает. Это связано с тремя обстоятельствами - ростом порового давления, снижением коэффициентов трения по разломам и увеличением диапазона опасных углов между максимальным главным напряжением и швом разлома (рис.10). Оценки тектонической нагруженнхти при затоплении шахт Новошахтинского района показали, что площадь зон, опасных с точки зрения по горно-тектонических ударов и техногенных землетрясений, существенно увеличивается. Весьма существенно, что при этом увеличивается не только площадь опасных зон, но и степень опасности. До затопления при больших углах трения опасность представляли единичные разрывы, углы простирания и падения которых близки к критическому. После затопления при снизившихся углах трения потенциально опасными стали многие другие разрывы с различными углами простирания и падения.

Таким образом, выделение ТНЗ и прогноз параметров ГОЗ обеспечивает безопасную отработку пластовых месторождений за счет выбора оптимального порядка и способов ведения горныхработ, позволяющих управлять горным давлением, а также совокупностью локальных способов гидрообработки и дегазации в заданных режимах, эффективность которыхопределяетсяучетом особенностей напряженного состояния, строения и свойств горного массива на основе мониторинга геодинамических процессов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

х, РОС. 1!лц;:0;!ллы!ля БИБЛИОТЕКА С.Петг>5>рг ОЭ 200 акт

управления горным давлением и параметров проведения противоударных мероприятий Решение этой проблемы базируется на многолетних экспериментальных исследованиях, проведенных автором в Донецком, Печорском и Кузнецком угольных бассейнах, а также на ряде крупных рудных месторождений (Североуральском, Таштагольском, Норильском и т д), и на разработанных на их основе обобщениях и новых теоретических положениях.

Основные научные выводы, полученные лично автором, и результаты их внедрения в практику геологического обеспечения и ведения горных работ на пластовых месторождениях в первую очередь заключаются в следующем.

1 Доказано, что напряженно-деформированное состояние и потенциальная геодинамическая опасность структурных блоков горного массива определяется в первую очередь направлением тектонических движений и накопленными смещениями по активным границам блоков. Для ее численной оценки введен показатель Э, характеризующий сдвиговую деформацию блока С использованием данного показателя проведен тектонофизический анализ структурных блоков и граничных разрывов на всех наиболее опасных пластовых месторождениях. Вычисления показали значимую корреляцию введенного показателя и количества геодинамических событий - Я=0,85-0,98.

2. Установлены рациональные области применения различных экспериментальных методов, а также физического и математического моделирования для оценки геодинамической опасности Показано, что для угольных месторождений одним из наиболее чувствительных методов является фазово-физический метод, разработанный автором совместно с Б.Т.Акиньшиным Установлены оптимальные области применения методов ГИУ и МКЭ. Использование метода МКЭ является предпочтительным для анализа НДС и выявления локальных и линейных ТНЗ на участке массива, содержащих небольшее количество разломов, использование метода ГИУ является предпочтительным для анализа НДС больших участков массива и выявления ТНЗ, образованных взаимодействием групп блоков и разделяющих разломов.

3. Разработана классификация тектонически напряженных зон, приуроченных к активным разрывным нарушениям блочного горного массива, показано, что степень их потенциальной опасности определяется морфологией и строением сместителя разрыва, а также направлением деформации пород при смещении крыльев Выявлено два основных типа ТНЗ, связанных с тектоническими разрывами, различающимися по геологическим признакам и естественному напряженному состоянию. Зоны I типа примыкают к тем участкам разрывов, на которых сместитель представляет собой плотносомкнутую трещину, окруженную областью с малым количеством приразрывных трещин, характеризуется высоким уровнем тектонических напряжений, малыми пористостью и влажностью, увеличенными значениями прочностных характеристик и модулей деформации пород, а также высоким уровнем электромагнитной эмиссии. Зоны II типа отделены от сместителя нарушенным и разгруженным участком; для них характерны существенно меньшие напряжения и изменения состояния и свойств пород, чем в зонах I типа. Установлены геологические признаки их выделения по характеру шва разрыва и характеристикам трещиноватости в приразрывнойзоне.

4. Проведен теоретический анализ зависимости размеров опасных зон от характеристик опасных нарушений и уточнены размеры потенциально опасных зон около геологических нарушений различных типов. Установлена зависимость положения зон повышенной опасности в складчатых структурах от типа складок. Показано, что для пологих антиклинальных и синклинальных складок наибольшее увеличение уровня напряжений и удароопасности приходится на замок складки, а для более крутых складок - ТНЗ «располагаются» в переходных зонах от крыльев к замку. Установлена высокая степень опасности флексурных складок, широко распространенных на угольных месторождениях.

5. Показано, что при ведении горных работ в тектонически напряженных зонах (ТНЗ) блочного горного массива формируются геодинамически опасные зоны (ГОЗ), напряженность которых определяется совместным воздействием тектонического (представляющего собой сумму общей напряженности блока и локальной напряженности ТНЗ) и техногенного полей напряжений. Разработана принципиальная схема для оценки вероятной геодинамической опасности при подземной разработке пластовых месторождений с учетом напряженности тектонических блоков.

6. Составлена базовая классификация оценки вероятности возникновения геодинамических явлений, основанная на двух признаках - напряженности структурообразующих блоков и типе тектонических нарушений. Показано, что при ведении горных работ в ТНЗ I типа формируются ГОЗ, характеризующиеся высоким градиентом опорного давления в краевой части пласта, в напряженных блоках геодинамическая опасность возникает уже на стадии подготовительных работ, а при ведении очистных работ может проявляться в форме не только горных, но и горно-тектонических ударов, в менее напряженных блоках опасность горных ударов и выбросов проявляется на стадии очистных работ. При ведении горных работ в ТНЗ II типа значимая геодинамическая опасность возникает только в напряженных блоках при значительных площадях выработанного пространства на некотором удалении от разрывного нарушения и проявляется в основном в виде стреляний, толчков, микроударов, реже - горных ударов.

7. Исследованы процессы подготовки протекания горно-тектонических ударов, введен новый показатель степени нагруженности разрыва, учитывающий изменения угла между нарушением и максимальным главным напряжением в ходе горных работ. Установлено, что процессы подготовки горно-тектонических ударов состоят из двух стадий - постепенного накопления упругой энергии и предударного состояния, причем длительность первой стадии составляет приблизительно три четверти длительности цикла.

напряженно-деформированного состояния и механических свойств контактной зоны разрыва. Динамическая подвижка по разрыву вызывает горный удар, если суммарный приток энергии превосходит критическую величину для данного массива, при этом вклад притока упругой энергии, выделившейся при подвижке, по порядку величины близок к вкладу, определяемому ведением очистных работ.

9. Полученные результаты позволили разработать научные основы геологического обеспечения безопасной отработки опасных угольных пластов. Показано, что геологическое обеспечение должно быть направлено на построение геодинамической модели месторождения, формируемой путем последовательного наращивания информации и уточнения ранее полученных данных. Реализация данной модели заключается в последовательной разработке трех типов моделей: блочной (геолого-геометрической), геодинамической и, как конечный результат, горно-геодинамической модели месторождения (шахтного поля или его участка).

На основании проведенных исследований дополнены и уточнены основные правила ведения горных работ на опасных пластах. На основе установленных закономерностей были усовершенствованы методы проведения противоударных мероприятий, в первую очередь нагнетание воды в угольные пласты в режимах гидрорыхления и гидроотжима.

10. На основе разработанных новых подходов составлен ряд методических документов, утвержденных Госгортехнадзором России, Минуглепромом СССР и Минэнерго РФ, а также решен целый ряд конкретных задач повышения эффективности и безопасности разработки пластовых месторождений в Кузнецком, Печорском, Донецком бассейнах и других месторождениях; получены оценки изменений геодинамической обстановки при затоплении шахт.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. «Геодинамические основы решения проблем горных ударов» и «Опыт разработки удароопасных бокситовых месторождений СУБРа». // В монографии «Прогноз и предотвращение горных ударов на рудниках» / Под ред. И. М. Петухова, А. М. Ильина, К. Н. Трубецкого. - М.: Изд. АГН.1997.- 376 с.

2. Акиньшин Б.Т., Шабаров А.Н. Изменение фазово-физических свойств угля ударо- и выбросоопасных пластов вне зон и в зонах геологических нарушений // Известия ВУЗов. Горный журнал. 1978. - № 12. - С. 14-18.

3. Акиншин Б.Т., Шабаров А.Н. Особенности изменений фазово-физических свойств угля ударо-, выбросоопасных и неопасных пластов разной степени метаморфизма вне и в зонах геологических нарушений // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. -Новосибирск. -1979. - № 3. - С. 3442.

4. Шабаров А. Н. Применение гидрорыхления для борьбы со стреляниями угля // Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. - М.: ЦНИЭИуголь. - № 9. - С. 12-14.

5. Филинков А. А., Шабаров А. Н., Бураков В. Н. Борьба с горными ударами в очистном забое // Безопасность труда в промышленности. -1982. - № 9. - С. 32-33.

6. Шабаров А. Н. Прогнозирование тектонически напряженных зон при отработке ударо-и выбросоопасных пластов // Сб. науч. тр. КузПи. - Кемерово, 1988. - С. 57-67.

7. Петухов И. М., Шабаров А. Н., Егоров В. А. Геологические признаки разрывных нарушений, опасных по горным ударам и выбросам //Уголь. -1988. - № 12. - С. 44-46.

8. Проскуряков В. М., Шабаров А. Н., Фрид В. И.Естественное электромагнитное излучение краевой части удароопасного пласта // Безопасность труда в промышленности. - 1989. - № 4. -С. 32-34.

9. Проскуряков В. М., Шабаров А. Н., Фрид В. И. Формирование электромагнитного излучения угольного пласта // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. -Новосибирск. -1992. - № 2. - С. 4048.

10. Шабаров А. Н., Шадрин М. А. Влияние разрывных нарушений на удароопасность бокситовых месторождений. - М.: Горный журнал -1992. - № 11. - С. 56-58.

11. Шабаров А. Н., Дупак Ю. Н., Ватутин А. С.Тектонически напряженные и разгруженные зоны в горном массиве // Уголь. -1994. - № 7- С. 28-30.

12. Петухов И. М., Батугина И. М., Шабаров А. Н. Проектирование и эксплуатация угольных шахт на основе геодинамического районирования// Сб. Международной конференции «Эффективная и безопасная подземная добыча угля на базе современных достижений геомеханики. - СПб.: ВНИМИ, 1996. -С. 314-318.

13. Шабаров А. Н. Состояние и перспективы геодинамической безопасности на предприятиях и объектах России. // Материалы X Межотраслевого координационного совещания по проблемам

геодинамической безопасности. - Екатеринбург, 1997. - С. 19-31.

14. Shabarov A. N., Zoubkov V. V., Krotov N. V. Geodynamic safety - The main factor in the exploration of minerai resources and the earth surface, Rotterdam, Balkema, 1997. - С 793-797.

15. Шабаров А. Н. Тектонически напряженные зоны и их типизация. // Сб. «Проблемы нелинейной геомеханики» Труды научного семинара ВНИМИ - ИГД РАН (Санкт-Петербург, 1996 г.). - СПб., ВНИМИ. 1998.-С. 115-127.

16. Шабаров А. Н., Панфилов А. Л. Актуальные задачи исследований в области геодинамики недр и шахтной геологии // Уголь. 1999. - № 10. - С. 16-18.

17. Шабаров А. Н„ Науменко А. И., Морозов К. В. Геолого-геометрическое моделирование месторождения // Горный журнал. -1999. - № 10. - С. 6-8.

18. Шабаров А. Н., Кротов Н. В., Зубков В. В.Геодинамическая безопасность и методы ее обеспечения на угольных шахтах // Глюкауф. -1999. - № 2 (4). - С. 21 -27.

19. Шабаров А. Н., Тарасов Б. Г. Классификация горнодобывающих регионов по их геодинамической активности. Геодинамика и напряженное состояние недр Земли. //Тр. междунар. конф. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. - С. 21-30.

20. Шабаров А. Н., Зуев Б. Ю. Исследование геомеханических процессов в геодинамически опасных зонах// Геодинамика и напряженное состояние недр Земли. //Тр. междунар. конф. -Новосибирск.: Изд-во СО РАН, 1999. - С. 336-344.

21. Шабаров А. Н. Прогноз тектонически напряженных зон при ведении горных работ. - М.: Безопасность труда в промышленности. - 2000. - № 12. - С. 3641.

22. Шабаров А. Н., Гончаров Е. В., Антонов О. М., Иощенко С. М. Методы прогнозирования продуктивных коллекторов на угольных пластах и развитие технологий добычи метана // Горн, информ.-аналит. бюл. - М.: МГГУ. - 2000. - № 1. - С. 145 -148.

23. Яковлев Д. В., Шабаров А. Н. Актуальные задачи исследований в области геодинамики недр и горнопромышленной геологии в современных условиях развития угольной отрасли // Тр. X Всероссийского угольного совещания. - Ростов-на-Дону: ВНИГРИуголь. - 2001. -С. 219-223.

24. Шабаров А. Н. О формировании геодинамических зон, опасных по горно-тектоническим ударам // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - Новосибирск. -2001 ,-№2.-С. 16-27.

25. Оловянный А. Г., Шабаров А. Н. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния массива горных пород с тектоническими нарушениями // Геодинамическая безопасность при освоении недр и земной поверхности. -Апатиты: КНЦ РАН. -2003.- С. 157-164.

26. Шабаров А. Н., Кротов Н. В., Веселое А. П. Проектирование и разработка удароопасных угольных пластов на основе геодинамической модели месторождения. // Международный симпозиум «Горные удары». - 2002, Польша. - С. 327-340.

27. А.с. 972143 (СССР). Способ борьбы с динамическими и газодинамическими явлениями в угольных пластах. // ВНИМИ, Авт. изобр. Акиньшин Б. Т., Петухов И. М., Шабаров А. Н. Заявл. 20.08.80. Опубл. в БИ -1982. - № 41.

28. А.с. 1219827 (СССР). Способ предупреждения горных ударов и выбросов. // ВНИМИ, Авт. изобр. Бураков В. Н., Кротов Н. В., Петухов И. М., Сидоров В. С, Шабаров А. Н. Заявл. 27.07.84. Опубл. в БИ -198б.-№11.

29. А.с. 1446337 (СССР). Способ предупреждения газовых и газодинамических явлений // ВНИМИ, Авт. изобр. Бураков В. Н., Гончаров Е. В., Кротов Н. В., Шабаров А. Н., Сидоров В. С. Заявл. 07.04.87. Опубл. в БИ -1988. - № 47.

30. А.с. 1511433 (СССР). Способ прогноза выбросоопасности геологических нарушений при проведении подготовительных выработок // ВНИМИ, Авт. изобр. Шабаров А. Н., Егоров В. А., Петухов И. М, Кротов Н. В., Акиньшин Б. Т., Бураков В. Н. Заявл. 25.01.88. Опубл. в БИ - 1989. -

№36.

31. А.с. 1511434 (СССР). Способ определения предельно-напряженной зоны пласта / ВНИМИ, Авт. изобр. Проскуряков В. М., Фрид В. И., Шабаров А. Н., Петухов И. М., Скакун А. П. Заявл. 26.01.88. Опубл. в БИ -1989. - № 36.

32. Петухов И.М., Линьков A.M. Механика горных ударов и выбросов. - М.: Недра, 1982. - 279 с.

33. А.с. 1629564 (СССР). Способ прогноза выбросоопасных и удароопасных разрывных нарушений / ВНИМИ, Авт. изобр. Шабаров А. Н., Егоров В. А., Петухов И. М, Кротов Н. В. Заявл. 23.02.91. Опубл. в БИ-1991 .-№ 7.

34. А.с. 1681020 (СССР). Способ прогноза ударо-и выбросоопасности разрывного нарушения впереди забоя выработки / ВНИМИ, Авт. изобр. Шабаров А. Н. Дупак Ю. Н., Петухов И. М., Кротов Н. В., Гончаров Е. В., Егоров В. А. Заявл. 02.02.89. Опубл. в БИ -1991. - № 36;

35. А.с. 1740664 (СССР). Способ выделения границ опасной зоны в массиве горных пород / ВНИМИ, Авт. изобр. Проскуряков В. М., Шабаров А. Н., Фрид В. И., Скакун А. П., Емельянов А. Е. Заявл. 26.01.89. Опубл. в БИ -1992. - № 22,

36. Патент № 1798523. Способ предотвращения динамических явлений при разработке угольных пластов. Авт.: Кротов Н. В., Шабаров А. Н. Приоритет от 01.10.90. Опубл. в БИ. -1993. - № 8.

37. Патент № 1562467. Способ предупреждения горных ударов и выбросов в районе геологических нарушений. Авт.: Шабаров А. Н., Кротов Н. В., Петухов И. М., Сидоров В. С, Бураков В. Н, Гончаров Е. В., Ельчищев С. М. Приоритет от 01.03 88. Опубл. в БИ -1990. - № 17.

38. Патент № 2136850. Способ извлечения метана из угольных пластов. Авт.: Яковлев Д. В., Шабаров А. Н.,Гончаров Е. В., Антонов О. М., Презент Г. М., Бобнев Ю. Н., Бирюков Ю. М. Приоритет от 07.05.98. Опубл. в БИ. -1999. - № 25.

Подписано в печать 29.04.2004. Формат 60x90/16. Бумага офсетная п. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ № 1205

/^ИЗДАТЕЛЬСТВО

5=¿¿МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА

Лицензия на издательскую деятельность ЛР N° 062809 от 30.06.98 г. Код издательства 5X7(03)

Отпечатано в типографии Издательства Московского государственного горного университета

Лицензия на полиграфическую деятельность ПЛД№ 53-305 от 05.¡2.97г.

119991 Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 6; Издательство МГГУ; тел. (095)236-97-80;факс(095)956-90-40

Содержание диссертации, доктора технических наук, Шабаров, Аркадий Николаевич

Введение

1. Состояние вопроса, цели и задачи исследований

1.1. Проблема геодинамических явлений при подземной разработке полезных ископаемых

1.2. Современные представления о напряженно-деформированном состоянии горного массива

1.3. Гео динамическое районирование и методы оценки геодинамической опасности

1.4. Геологическое обеспечение отработки пластовых месторождений

1.5. Цели и задачи исследований

2. Дифференциация структурообразующих блоков пластовых месторождений по относительной напряженности

2.1. Особенности блочной структуры и гео динамических условий отработки пластовых месторождений.

2.1.1. Центральный район Донецкого угольного бассейна

2.1.2. Кузнецкий угольный бассейн

2.1.3. Воркутское угольное месторождение

2.1.4. Североуральские месторождения бокситов (СУБР)

2.2. Предварительная оценка геодинамической опасности месторождений полезных ископаемых

2.3. Тектонофизический анализ месторождений полезных ископаемых

2.4. Оценка относительной напряженности блоков горных пород по амплитуде смещения граничных разрывов

2.5. Оценка относительной напряженности блоков пород по дешифрированию аэрокосмоснимков и морфоструктурному анализу земной поверхности

2.6. Аналитические методы расчета напряженного состояния блочного массива горных пород и прогноза тектонически напряженных зон

2.7. Экспериментальные методы оценки напряженного состояния блоков

3. Закономерности формирования тектонически напряженных зон в горном массиве

3.1. Типы тектонически напряженных зон

3.2. Тектонически напряженные зоны в складчатых структурах

3.3. Физическое моделирование напряженно-деформированного состояния приразрывных зон

3.4. Структура шва разрыва и два типа тектонически напряженных

3.5. Локальные тектонически напряженные зоны, связанные с разрывными нарушениями

3.6. Тектонически напряженные зоны в системах разрывов

3.7. Тектоногенные изменения мощности и гипсометрии пластов

4. Закономерности формирования геодинамически опасных зон по горным ударам

4.1. Шахтные исследования напряженно-деформированного состояния при отработке угольных пластов в геодинамически опасных зонах

4.2. Формирование геодинамически опасных зон при ведении очистных работ

4.3. Геодинамически опасные зоны, связанные с линзами песчаника

4.4. Базовая классификация геодинамически опасных зон

5. Закономерности формирования геодинамически опасных зон по горно-тектоническим ударам

5.1. Геолого-структурные и горнотехнические условия формирования зон, опасных по горно-тектоническим ударам

5.2.Тектонофизические условия и стадии подготовки горнотектонических ударов

5.3. Критерий активизации тектонических разрывов

5.4. Оценка энергетического баланса при подвижке по разрывному нарушению

6. Геологическое обеспечение горных работ в геодинамически опасных зонах

6.1. Основные принципы выделения тектонически напряженных

6.2. Теоретическая оценка размеров зон влияния разрывных нарушений

6.3. Экспериментальная оценка размеров зон влияния тектонических нарушений

6.3.1. Оценка размеров зон влияния крупных пликативных нарушений по фазово-физическим свойствам угля

6.3.2. Оценка размеров зон влияния разрывных нарушений по фазово-физическим свойствам угля

6.3.3 Оценка размеров зон влияния разрывов по выходу буровой мелочи и начальной скорости газовыделения

6.4. Прогноз тектонически опасных зон у замыканий разрывных нарушений

6.5. Выделение и предварительная оценка размеров тектонически напряженных и геодинамически опасных зон

6.6. Экспериментальное определение (уточнение) границ тектонически напряженных и геодинамически опасных зон

6.6.1. Прогноз по данным скважин и геофизических экспресс-методов

6.6.2. Прогноз по трещиноватости угля

6.6.3. Прогноз ГОЗ в подготовленных к выемке блоках угля (сейсмическое просвечивание)

6.7. Основные принципы геодинамического моделирования пластовых месторождений

7. Мероприятия по безопасной отработке пластовых месторождений в геодинамически опасных зонах

7.1. Последовательность и особенности отработки угольных пластов и рудных залежей в геодинамически опасных зонах

7.2. Механизм и методы предупреждения газодинамических явлений в ГОЗ

7.3. Гидродинамические методы повышения безопасности отработки угольных пластов в геодинамически опасных зонах

7.4. Мероприятия по предупреждению горно-тектонических ударов

7.5. Оценка и прогноз изменений геодинамической опасности при затоплении шахт

7.6. Мониторинг геодинамических процессов при отработке месторождений и ликвидации шахт

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Научные основы геологического обеспечения безопасной отработки пластовых месторождений в геодинамически опасных зонах"

Постоянно растущие объемы выработанного пространства в горных массивах и увеличение глубины отработки полезных ископаемых в последние годы обусловливают активизацию геодинамических процессов и появление более мощных геодинамических явлений - горно-тектонических ударов и техногенных землетрясений.

Таким образом, проблема повышения эффективности и безопасности отработки пластовых месторождений остается весьма актуальной. При этом в настоящее время ее решение в первую очередь связано с совершенствованием и разработкой новых методов выявления геодинамически опасных зон на максимально ранних стадиях освоения месторождений, прогнозированием напряженно-деформированного состояния угленосной толщи или рудной за-ф лежи при наложении на них техногенного воздействия горных работ и предупреждением геодинамических явлений, в том числе горно-тектонических ударов.

В диссертационной работе обобщены результаты многолетних исследований, выполненных автором в качестве ответственного исполнителя и научного руководителя работ по составлению отраслевых планов Минугле-прома СССР, Государственных научно-технических программ «Уголь России» и «Недра России», а также договоров с крупными производственными объединениями и ОАО - «Воркутауголь», «Севуралбокситруда», «Се-верокузбассуголь», «Прокопьевскуголь», «Южкузбассуголь», «Артемуголь», «Донецкуголь» и др. щ Цель диссертационной работы состоит в разработке научных основ геологического обеспечения безопасной отработки пластовых месторождений на основе установления закономерностей формирования геодинамически опасных зон и комплексного подхода к прогнозированию и предупреждению геодинамических явлений на шахтах и рудниках.

Достижение поставленной цели включает решение следующих задач исследований:

1. Выявление закономерностей распределения потенциально опасных зон в горном массиве;

3. Исследование и классификация тектонически-напряженных зон и оценка их потенциальной опасности;

Методы исследований включают анализ взаимодействия тектонических структур, лабораторное и математическое моделирование напряженно-деформированного состояния блочного горного массива, натурные наблюдения и шахтные эксперименты в различных горно-геологических условиях основных горнодобывающих регионов.

Основные научные положения, выносимые на защиту. 1. Геодинамическая опасность участков месторождений зависит от напряженно-деформированного состояния структурообразующих тектонических блоков, которое определяется направлением тектонических движений и накопленными смещениями по границам блоков. Уровень напряженности блока оценивается с помощью введенного показателя D, характеризующего его суммарную сдвиговую деформацию.

2. Тектонически напряженные зоны (ТНЗ), главным образом, приурочены к разрывам блочного горного массива; их потенциальная опасность определяется неотектонической активностью, морфологией и строением сместителя разрыва, а также направлением деформации пород при смещении крыльев. Существуют два основных типа ТНЗ, связанных с разрывами, различающихся по геологическим признакам и естественному напряженному состоянию. Зоны I типа примыкают к тем участкам разрывов, на которых смес-титель представляет собой плотносомкнутую трещину, окруженную областью с малым количеством приразрывных трещин, характеризуются высоким уровнем тектонических напряжений, малыми пористостью и влажностью, увеличенными значениями прочностных характеристик и модулей деформации пород, а также высоким уровнем электромагнитной эмиссии. Зоны II типа отделены от сместителя нарушенным и разгруженным участком; для них характерны существенно меньшие напряжения и изменения состояния и свойств пород, чем в зонах I типа.

4. Горно-тектонический удар состоит из двух стадий -динамической подвижки вдоль разрыва, вызванной изменением сжимающих напряжений по нормали к разрыву при ведении очистных работ, и горного удара, происходящего в результате сложения энергии, накопленной в массиве в естественных условиях, энергии опорного давления, возникающей в результате ведения горных работ (техногенная составляющая) и энергии, выделившейся при подвижке. Опасность возникновения подвижки зависит от размеров выработанного пространства вблизи разрыва (средние значения критической величины составляют 104"5м2), напряженно-деформированного состояния и механических свойств контактной зоны. Динамическая подвижка по разрыву вызывает горный удар, если суммарный приток энергии превосходит критическую величину для данного массива; при этом вклад притока упругой энергии, выделившейся при подвижке, по порядку величины близок к вкладу, определяемому ведением очистных работ.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

Научная новизна результатов, полученных автором, заключается:

- в разработке метода оценки структурных блоков горного массива по относительной напряженности;

- в установлении закономерностей формирования ГОЗ и степени их опасности, горно-геологических условий возникновения и механизма протыкания горно-тектонических ударов, а также в получении количественных оценок притока энергии в область ведения горных работ при динамических подвижках по разломам;

Временные указания по выявлению и контролю зон риска возникновения аварий и чрезвычайных ситуаций при освоении недр и земной поверхности на основе результатов геодинамического районирования. - СПб., ВНИМИ. 1997; Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях, объектах строительства подземных сору-жений, склонных и опасных по горным ударам, РД 06-329-99., 2000 г.; Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих угольные пласты, склонные к горным ударам. РД 05-328-99, 2000 г.; Система обеспечения геодинамической и экологической безопасности при проектировании и эксплуатации объектов ТЭК (Методические рекомендации), 2001 г.; Указания по безопасному ведению горных работ на Талнахском и Октябрьском месторождениях, склонных и опасных по горным ударам, 2001 г.; Руководство по дегазации угольных пластов на шахтах России. - СПб.:ВНИМИ.2001 г.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы обсуждались и получили одобрение на заседаниях Ученого совета и НТС ВНИМИ (1978-2003). Отдельные результаты работы докладывались на 19 международных, всесоюзных и всероссийских симпозиумах, конференциях и совещаниях, таких как: 2nd International Symposium on modern coal mining technology (1993 г., Китай), Международный симпозиум по горным ударам и внезапным выбросам в шахтах (1994 г., Санкт-Петербург), Международная конференция «Эффективная и безопасная подземная добыча угля на базе современных достижений геомеханики (1996, Санкт-Петербург), «Environmental and Safety Concerns in Underground Construction». (The 1st asian rock mechanics Symposium 1997 г.), Международная конференция «Геодинамика и напряженное состояние недр Земли (1999, Новосибирск), Неделя Горняка (1999 г., 2004 г. Москва), X Всероссийское угольное совещание «Ресурсный потенциал твердых горючих ископаемых на рубеже XXI века (2001 г., Ростов-на-Дону), I-IV Международные совещания под эгидой ЕЭК ООН по проблеме геодинамической безопасности при освоении недр и земной поверхности (1995, 1997, 2001, 2003 гг., Санкт-Петербург), заседание кафедры геологии МГГУ (2003 г.).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения,

Заключение Диссертация по теме "Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр", Шабаров, Аркадий Николаевич

Эти выводы подтверждаются и другими примерами. Так, на рис. 4.1.13 приведены данные, полученные при отработке пласта /5 Соленый на шахте им. Гагарина (Центральный район Донбасса) в зоне влияния Чегарского надвига, осложненной пологой складкой.

Показатели Р, W, величин общей пористости п0 и Стмг в точках 6 и 7, определенные при проходке конвейерного штрека на гор. 830 м характеризуют уровень напряженности пласта в ТНЗ, а в точках 1-5 - в ГОЗ (рис. 4.1.13). Опасность данной зоны подтверждается и случаями происшедших горных ударов.

В лаве 513-Ю по пласту Четвертому на шахте «Воркутинская» (Воркутское месторождение) проводилось изучение изменения удароопасных условий при подходе и отработке в приразрывной ГОЗ. Тектоническая ситуация на участке характеризуется следующими данными (рис. 4.1.14 а).

Разрыв «Ж-JIi» прослеживается, начиная с донной части мульды, где имеет максимальную амплитуду 50 м, которая постепенно уменьшается по направлению к поверхности.

В районе ведения горных работ происходит резкое изменение простирания сместителя тектонического нарушения. Скорее всего это связано с расположенной здесь линзой песчаников, имеющей максимальную мощность около 20 м. Нарушение как бы «натыкается» на линзу и дальнейшей своей конфигурацией в плане повторяет изопахиту (линию равной мощности песчаника) 14 м (рис. 4.1.14 а). гор. 830м

Н = 14м

Р, Л/М 10 8 6 w,% С

1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 / А s n 1 л \ л s к \ V - ** -----W V ЧУ N \ /\

- ' 1 /

Рис. 4.1.13. Выкопировка с плана горных работ по пласту Соленый (шх. им. Гагарина, ЦРД) и графики применения фазово-физических свойств в ТНЗ и ГОЗ (обведено пунктиром) а щ t

Рис. 4.1.14. Оценка удароопасности пласта Четвертого в ГОЗ в районе нарушения "Ж -Л" на шахте "Воркутинская" ОАО "Воркутауголь" (а) и изменение напряженности массива (б)

Результаты определений напряженного массива в ГОЗ представлены на рис. 4.1.14, б. При этом графики 1-4 характеризуют изменение частоты h выявления I-II категории удароопасности, устанавливаемой в процентах от общего количества определений степени удароопасности на каждом 100-метровом интервале подвигания забоя лавы (N - количество определений I категории на каждом 100-метровом интервале подвигания). График 1 на рис. 4.1.14 б построен по данным оценки удароопасности в верхней 30-метровой части лавы, графики 2 и 3 соответственно для средней части и нижней (в зоне бурения разгрузочных скважин), а график 4 является суммарной характеристикой всей лавы. Всего за период отработки лавы 513-ю было выполнено более 1000 определения удароопасности.

Все представленные графики в целом однотипны и обнаруживают тенденцию к увеличению удароопасности в направлении тектонического нарушения «Ж-JTi»; а по высоте лавы - к ее верхней части. Причем изменение показателей удароопасного состояния п, N при удалении от зоны нарушения весьма значительно (в 10 и более раз).

Столь существенные различия в степени удароопасности на различных участках подвигания лавы позволяют сделать вывод о существовании зоны с аномально высоким уровнем напряженности, прилегающей к тектоническому нарушению «Ж-JIi».

На Воркутском месторождении наиболее напряженным является северный тектонический блок (см. гл. 2), в пределах которого ведут горные работы шахты «Комсомольская», «Промышленная», «Центральная». В пределах блока выделяется несколько ГОЗ.

С другой стороны на том же Воркутском месторождении в слабонапряженных тектонических блоках отработка угольных пластов ведется в совершенно иных условиях. Например на шахте «Заполярная», которая ведет работы в западной части слабонапряженного блока 2, при движении забоев на достаточно крупное разрывное нарушение Ж-С (Н= 1540 м) каких-либо серьезных динамических осложнений не отмечалось. Лавы были отработаны без применения профилактических противоударных мероприятий.

По результатам исследований в Северном Кузбассе составлена обобщающая таблица, показывающая по выходу штыба Р, (л/м) относительную напряженность массива в тектоническом блоке ТНЗ и ГОЗ (табл. 4.1.2).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой научно-квалификационную работу, в которой решена крупная научно-техническая проблема геологического обеспечения безопасной отработки пластовых месторождений в геодинамически опасных зонах, заключающаяся в выявлении блочной структуры месторождений, установлении наиболее напряженных блоков горных пород и активных разломов при разведке на ранних стадиях ведения горных работ, выделении тектонически напряженных и геодинамически опасных зон и в выборе на базе полученных данных оптимального варианта управления горным давлением и параметров проведения противоударных мероприятий. Решение этой проблемы базируется на многолетних экспериментальных исследованиях, проведенных автором в Донецком, Печорском и Кузнецком угольных бассейнах, а также на ряде крупных рудных месторождений (Североуральском, Таштагольском, Норильском и т.д.), и на разработанных на их основе обобщениях и новых теоретических положениях.

1. Доказано, что напряженно-деформированное состояние и потенциальная геодинамическая опасность структурных блоков горного массива определяется в первую очередь направлением тектонических движений и накопленными смещениями по активным границам блоков. Для ее численной оценки введен показатель D, характеризующий сдвиговую деформацию блока. С использованием данного показателя проведен тектонофизический анализ структурных блоков и граничных разрывов на всех наиболее опасных пластовых месторождениях. Вычисления показали значимую корреляцию введенного показателя и количества геодинамических событий - R=0,85-0,98.

2. Установлены рациональные области применения различных экспериментальных методов, а также физического и математического моделирования для оценки геодинамической опасности. Показано, что для угольных месторождений одним из наиболее чувствительных методов является фазово-физический метод, разработанный автором совместно с Б.Т.Акиныпиным. Установлены оптимальные области применения методов ГИУ и МКЭ. Использование метода МКЭ является предпочтительным для анализа НДС и выявления локальных и линейных ТНЗ на участке массива, содержащих небольшое количество разломов; использование метода ГИУ является предпочтительным для анализа НДС больших участков массива и выявления ТНЗ, образованных взаимодействием групп блоков и разделяющих разломов.

3. Разработана классификация тектонически напряженных зон, приуроченных к активным разрывным нарушениям блочного горного массива, показано, что степень их потенциальной опасности определяется морфологией и строением сместителя разрыва, а также направлением деформации пород при смещении крыльев. Выявлено два основных типа ТНЗ, связанных с тектоническими разрывами, различающимися по геологическим признакам и естественному напряженному состоянию. Зоны I типа примыкают к тем участкам разрывов, на которых сместитель представляет собой плотно-сомкнутую трещину, окруженную областью с малым количеством прираз-рывных трещин, характеризуется высоким уровнем тектонических напряжений, малыми пористостью и влажностью, увеличенными значениями прочностных характеристик и модулей деформации пород, а также высоким уровнем электромагнитной эмиссии. Зоны II типа отделены от сместителя нарушенным и разгруженным участком; для них характерны существенно меньшие напряжения и изменения состояния и свойств пород, чем в зонах I типа. Установлены геологические признаки их выделения по характеру шва разрыва и характеристикам трещиноватости в приразрывной зоне.

8. Показано, что горно-тектонический удар состоит из двух стадий -динамической подвижки вдоль разрыва, вызванной изменением сжимающих напряжений по нормали к разлому при ведении очистных работ, и горного удара, происходящего в результате сложения энергии, накопленной в массиве в естественных условиях, энергии опорного давления, возникающей в результате ведения горных работ (техногенная составляющая) и энергии, выделившейся при подвижке. Установлено, что опасность возникновения подвижки вдоль разрыва зависит от размеров выработанного пространства вблизи разрыва (средние значения критической величины составляют 104"5 л м ), напряженно-деформированного состояния и механических свойств контактной зоны разрыва. Динамическая подвижка по разрыву вызывает горный удар, если суммарный приток энергии превосходит критическую величину для данного массива, при этом вклад притока упругой энергии, выделившейся при подвижке, по порядку величины близок к вкладу, определяемому ведением очистных работ.

10.На основе разработанных новых подходов составлен ряд методических документов, утвержденных Госгортехнадзором России, Минуглепромом СССР и Минэнерго РФ, а также решен целый ряд конкретных задач повышения эффективности и безопасности разработки пластовых месторождений в Кузнецком, Печорском, Донецком бассейнах и других месторождениях; получены оценки изменений геодинамической обстановки при затоплении шахт.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Шабаров, Аркадий Николаевич, Санкт-Петербург

1. Авершин Г. Возможность аналитических исследований проявлений горного давления и область их целесообразного применения // Математические методы в горном деле. - 4.2. - Новосибирск: Наука, 1963.-С. 3-14.

2. Авершин Г., Петухов И.М. Исследование горных ударов и разработка мер борьбы с их вредным влиянием на шахтах СССР: Сб. науч. тр. - № 49. - Л.: ВНИМИ, 1962. - 3-17.

3. Адушкин В.В., Цветков В.М. Влияние структуры и геодинамики на напряженное состояние земной коры // Проблемы механики горных пород. Тр. IX Рос. Конф. по механике горных пород. - СПб.: Архитектурно-строительный ун-т, 1997. - 7-12.

4. Азаров Н. Я., Яковлев Д. В. Сейсмоакустический метод прогноза горно-геологических условий эксплуатации угольных месторождений. -М.: Недра, 1988.-199 с.

5. Айзаксон Э. Давление горных пород в шахтах. - М.: Госгортехиздат. 1961.-233 с.

6. Айтматов И.Т., Языков И.С. Геологическая приуроченность участков дискообразования в кернах разведочных скважин // Геомеханические условия и динамические проявления горного давления на рудниках Средней Азии. - Фрунзе: Илим, 1981. - 51-57.

7. Акиньшин Б. Т. Фазово-физическое состояние угольных пластов и инженерно-геологическая оценка их склонности к газодинамическим явлениям/ Автореф. дис. на соиск.уч.степ. д-ра. техн. наук. - Л.: ВНИМИ, 1987.-40 с.

8. Акиньшин Б.Т., Шабаров А.Н. Исследование некоторых особенностей дифференциации гидромеханических способов борьбы с горными ударами и внезапными выбросами угля и газа: Сб. науч. тр. - № 103. -Л.: ВНИМИ, 1977. - 89-93.

9. Аксенов А.А., Шабаров А.Н., Колесов В.А. Методические рекомендации и наказы по повышению безопасности ведения горных работ в удароопасных условиях у тектонических нарушений на шахтах СУБРа. - Североуральск, 1994. - 81 с.

10. Андрейко С , Мусалев Д. Н. Статистические методы оценки закономерностей распределения газодинамических явлений на Старобинском месторождении калийных солей // Материалы, технологии, инструменты. - 1996. - Т. 1. - № 3. - 52-55.

11. Аннин Б.Д., Бытиев В.О., Сенашев СИ. Групповые свойства уравнений упругости и пластичности. - Новосибирск: ИГД СО РАН, 1985. - 142 с.

12. Артюшков Е. В. Геодинамика. - М . : Наука, 1979. - 329 с.

13. А.С. 972143 (СССР). Способ борьбы с динамическими и газодинамическими явлениями в угольных пластах / ВНИМИ, Авт. изобр. Акиньшин Б. Т., Петухов И. М., Шабаров А. Н. Заявл. 20.08.80. Опубл. в БИ - 1982. - № 41.

14. A.C. 1219827 (СССР). Способ предупреждения горных ударов и выбросов / ВНИМИ, Авт. изобр. Бураков В. Н., Кротов Н. В., Петухов И. М., Сидоров В. С, Шабаров А. Н. Заявл. 27.07.84. Опубл. в БИ - 1986. - № 11.

15. A.C. 1446337 (СССР). Способ предупреждения газовых и газодинамических явлений / ВНИМИ, Авт. изобр. Бураков В. Н., Гончаров Е. В., Кротов Н. В., Шабаров А. Н., Сидоров В. Заявл. 07.04.87. Опубл. в БИ - 1988. - № 47.

18. А.С. 1740664 (СССР). Способ выделения границ опасной зоны в массиве горных пород / ВНИМИ, Авт. изобр. Проскуряков В. М., Шабаров А. П., Фрид В. И., Скакун А. П. , Емельянов А. Е. Заявл. 26.01.89. Опубл. в БИ - 1992. - № 22;

19. Баков П.В., Козлов СВ., Микулин Е.И. Удароопасность на СУБРе в районе тектонических нарушений // Цветная металлургия. - 1983. - № 6 . -С . 5-6.

20. Барях А. А., Константинова А., Асанов В. А. Деформирование соляных пород. -Екатеринбург: УрО РАН, 1996. - 202 с.

21. Ватутин А. О закономерности отражения границ блоков в горном массиве// Проблемы геодинамической безопасности. II Международное рабочее совещание. 24 - 27 июня 1997. - СПб.: ВНИМИ, 1997. - 312-317.

22. Батугин А. С , Шабаров А. И. Опыт и перспективы применения метода геодинамического районирования // Уголь. - 1995. - № 10. - 46 - 47.

23. Ватутин А.С, Оценка напряженного состояния массива горных пород в блоковых структурах с использованием геологических данных // Профилактика горных ударов при проектировании и строительстве шахт. - Л.: ВНИМИ, 1985. - 94-96.

24. Бенедик А.Л., Иванов А.В., Кочарян Г.Г. Построение структурных моделей участков земной коры на разном иерархическом уровне // ФТПРПИ. - 1995. - № 5. - С . 31-42. ЗЗ.Берлянт A.M. Образ пространства: карта и информация. - М.: Мысль, 1986.-240 с.

25. Бич Я.А., Корицкий А.А. Геологические предпосылки динамических явлений в зонах тектонических нарушений на глубоких горизонтах Сучана: Сб. науч. тр. - № 63. - Л.: ВНИМИ, 1967. - 315-410.

26. Бовсуновская А.Я. Связь внезапных выбросов угля и газа со вторичной складчатостью на крыльях Главной антиклинали // Уголь Украины. -1968. № 1 1 . - С . 35-37.

27. Боликов В, Е., Константинова А. Прогноз и обеспечение устойчивости капитальных выработок. - Екатеринбург: УрО РАН, 2003.-374 с.

28. Борщ-Компониец В.И., Макаров А.Б. Горное давление при отработке мощных пологих рудных залежей. - М., 1986. - 271 с.

29. Ботт М. Внутреннее строение Земли. - М.: Мир, 1974.

30. Браун Д., Массет А. Недоступная Земля/ Пер. с англ. - М.: Мир, 1984.

32. Бурдэ А.И. Картографический метод исследования при региональных геологических работах. - Л.: Недра, 1990. - 251 с.

33. Буртман В. С , Лукьянов А. В., Пейве А. В. Горизонтальные перемеп.;ения по разломам и некоторые методы их изучения/ В кн.: Разломы и горизонтальные движения земной коры // Тр. геол. ин-та АН СССР. - Вып. 80. - М.: Изд-во АН СССР, 1963.

34. Введение в механику скальных пород/ Под ред. Х.Бока/ Д.Х. Троллоп, X. Бок, Б.С. Бест и др. - М.: Мир, 1983. - 276 с.

35. Винокур Б.Ш., Ермаков Н.И. Напряженное состояние массива горных пород и удароопасность месторождений Северного Урала // Безопасность труда в промышленности. - 1981. - № 1. - 52.

37. Влох Н.П., Сашурин А.Д. Управление горным давлением на железных рудниках. - М.: Недра, 1974. - 184 с.

38. Воеводина Г.П., Савицкий А.В. Принципы и методика выделения блоков и основных элементов глубинного строения Северо-Запада Русской платформы // Блоковая тектоника и перспективы рудоносности Северо-Запада Русской платформы. - Л.: Недра, 1986. -С. 5-21.

39. Волошин Н.Б. Борьба с внезапными выбросами угля и газа на шахте № 7/8 им. Калинина треста "Куйбышевуголь"/ Сб.: Борьба с внезапными выбросами на угольных шахтах. - М.: Госгортехиздат, 1962. - 347-371.

40. Вопросы метаморфизма углей и эпигенеза вмещающих пород / Отв. редакторы Г. А. Иванов, Е. О. Погребицкий. - Л.: Наука, 1968. - 532 с.

41. Воронов П.С. Роль сдвиговой тектоники в структуре литосфер Земли и планет. - СПб.: Наука, 1997. - 591 с.

42. Временные указания по выявлению и контролю зон риска возникновения аварий и чрезвычайных ситуаций при освоении недр и земной поверхности на основе результатов геодинамического районирования. - СПб.: ВНИМИ, 1997. - 12 с.

43. Геодинамическое районирование недр. Методические указания / Под ред. И. М. Петухова и И. М. Батугиной. - Л.: ВНИМИ, 1990. - 129 с.

44. Геодинамические реконструкции / И.И. Абрамович, А.И. Бурдэ, В.Д. Вознесенский и др. - Л.: Недра, 1989. - 278 с.

45. Глубинное строение и геодинамика литосферы / Гл. ред. А.А. Смыслов. - Л.: Недра, 1983. - 276 с. бЗ.Голодковская Г.А., Елисеев Ю.Б. Геологическая среда промышленных регионов. - М . : Недра, 1981.

46. Грачев А.Ф. Рифтовые зоны Земли. - М.: Недра, 1987. - 285 с. б5.Гречухин В. В. Петрофизика угленосных формаций. - М.: Недра, 1990. -472 с.

47. Григорьев В. Е., Такранов Р. А. Нормативно-методическая база горнопромышленной геологии угледобывающих предприятий России/ Тр. X Всероссийского )тольного совещания. Ростов-на-Дону, 2001. -С. 242-246.

48. Гупта X, Растоги Б. Плотины и землетрясения. - М.: Мир, 1979. - 251 с.

49. Гущенко О.И. Кинематический метод определения параметров напряжений и характеристика их связи с тектоническими движениями по разрывам разных структурных уровней/ Автореф. дис. на соиск.уч.степ. канд.геол.-мин.наук. - М. - 1981. - 20 с.

50. Дистанционные методы изз^ения тектонической трещиноватости пород нефтегазоносных территорий / Г.И. Амурский, Г.А. Абраменок, М.С. Бондарева, Н.Н. Соловьев. - М.: Недра, 1988. - 196 с.

51. Долгих М.А., Руппенейт К.В. О начальном напряженном состоянии ненарушенного массива горных пород // Вопросы горного давления. -1963 . -№16 . -С . 22-32.

52. Долгополова Т.И. Исследование влияния складчатого залегания пластов в Кузбассе на условия возникновения горных ударов/ Автореф. дис. на соиск.уч.степ. канд. техн. наук. - Кемерово: КузПИ, 1971, 16 с.

53. ДОЛИЦКИЙ А.В. Реконструкция тектонических структур. - М. - 1978. - 150 с.

54. Дьяконов Б.П., Улитин Р.В. Геодинамика и изменения физических параметров пород земной коры, 55-60.

55. Евдокимов-Рокотовский М. И. Стреляние горных пород// Изв. Сибир. технолог, ин-та. - Т. 49. - Вып. 1. - Томск, 1928. - 1-13.

56. Егоров П.В. Исследование природы, прогноз и предотвращение горных ударов при разработке мощных крутых пластов в Кузбассе/ Автореф. диена соиск. уч.степ. д-ра. техн. наук. - Новосибирск: СО АН СССР, 1974.-38 с.

57. Егоров П.В., Долгополова Т.И. Исследование крепости пород и угля у дизъюнктивных нарушений: Сб. науч. тр. - № 70. - Л.: ВНИМИ, 1968. - С . 138-145.

58. Ержанов Ж.С. Теория ползучести горных пород и ее приложения. - Алма-Ата: Наука, Каз.ССР, 1964. - 175 с.

59. Ильинов М.Д. Разработка метода количественной оценки напряженного состояния горных пород в массиве по показателям механических свойств извлеченного керна/ Автореф. дисс. на соиск.уч.степ. канд. техн. наук. - Л.: ВНИМИ, 1985. - 20 с.

60. Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях, объектах строительства подземных сооружений, склонных и опасных по горным ударам. РД 06-329-99. -М.: НТЦ/Промышленная безопасность 2000. - 66 с.

61. Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих пласты, склонные к горным ударам. - Л.: ВНИМИ, 1988. - 8 6 с.

62. Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих угольные пласты, склонные к горным ударам. РД 05-328-99. - М.: НТЦ/Промышленная безопасность, 2000. - 91 с.

63. Инструкция по геологическим работам на угольных месторождениях Российской Федерации. - СПб.: ВНИМИ, 1993.-147 с.

64. Исаев А.В. Разработка метода оценки напряженного состояния удароопасных пород по дискованию керна и выходу буровой мелочи/ Автореф. дисс. на соиск. уч.степ. ... канд. техн. наук. - Л.: ВНИМИ, 1983.-18 с.

65. Казикаев Д. М. Управление геомеханическими процессами при совместной и повторной разработке рудных месторождений/ Автореф. дис. на соиск.уч.степ. д-ра техн. наук. - М.: МГИ, 1979. - 34 с.

67. Калюжный К.Т. Исследование физических свойств горных пород в синклинальной складке угольного месторождения// Изв. вузов. Горный журнал. - № 6. - 1960. - 17-21.

68. Каталог горных ударов на рудных и нерудных месторождениях. - Л.: ВНИМИ, 1985. - 258 с ; 1989. - 182 с.

69. Каталог горных ударов на шахтах СССР (1965-1972). - Л.: ВНИМИ, 1973.-182 с.

70. Каталог горных ударов на шахтах СССР (1973-1980). - Л.: ВНИМИ, 1981.-82 с.

71. Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И. Применение космической съемки для изучения природной среды// Геодезия и картография. - 1975. - № 8.

72. Кнуренко В. А. Обоснование и прогноз зональности газодинамических явлений в шахтах Кузбасса. Автореф. дисс. на соиск. уч.степ. д-ра тех. наук. - Кемерово: КГГУ, 1990. - 39 с.

73. Коудельный В. Я. Тектоническое районирование Кузнецкого бассейна. //Сб.: Тектоника угольных бассейнов и месторождений СССР. - М.: Недра, 1976. - 146 - 157.

74. Кравцов А.И. Геологические условия газоносности угольных, рудных и нерудных месторождений полезных ископаемых. - М.: Недра, 1968.-287 с.

75. Красный Л.И. Глобальная система геоблоков. - М.: Недра, 1984. -224 с.

76. Кропоткин П.Н., Ефремов В.Н., Макеев В.М. Напряженное состояние земной коры и геодинамика// Геотектоника. - 1987. - № 1. - 3-24.

77. Кузнецов В. П., Орешкин А. В., Петухов И. М., Рейпольский П. А., Фельдман И. А. Борьба с горными ударами на шахтах Воркутинского месторождения. - Сыктывкар: Коми книж. изд-во, 1984. - 120 с.

78. Кузнецов И.В., Писаренко В.Ф., Родкин М.В. К проблеме классификаций катастроф: параметризация воздействий и ущерба// Геоэкология. - 1998. - № 1. - 16-29.

79. Кузьмин СБ. Активные разломы как фактор геоморфологического риска и их ландшафтообразующая роль// Геоморфология. - № 1. -1998.-С. 3-9.

80. Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика и оценка геодинамического риска при недропользовании. - М.: Агентство Экономических Новостей, 1999.

81. Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика разломных зон осадочных бассейнов. Автореф. дис. на соиск.уч.степ.д-ра физ.-мат. наук. - М.: ОИФЗ, 1990,-52с.

82. Курленя М.В., Попов Н. Теоретические основы определения напряжений в горных породах. - Новосибирск: 1983. - 97 с.

83. Кутепов В. М. Результаты изучения естественных напряжений в массивах трещиноватых пород горных склонов // Вестник Московского университета. Серия геологическая. - 1966. - № 6.

84. Кутепов В. М. Закономерности в распределении естественных напряжений в массивах скальных трещиноватых породах склонов речных долин // Напряженное состояние земной коры. - М.: Наука, 1973.-186 с.

85. Лазаревич Т. И. Геодинамическая безопасность при освоении недр в земной поверхности в Кузбассе // Экология и развитие Северо-Запада России: Сб. докл. 3-й Международной конференции, 1998. -С. 234-241.

86. Лазаревич Т. И. Проблемы геодинамической безопасности при разработке месторождений Кузбасса // Проблемы геодинамической безопасности. II Международное рабочее совеш,ание. 24 - 27 июня 1997. - СПб.: ВНИМИ, 1997. - 264 - 270.

88. Линьков А. М., Зубков В. В., Хеиб М. А. Метод решения трехмерных задач о пластовых выработках и геологических нарушениях// ФТПРПИ. - 1997. - № 4. - 3 - 25.

89. Лисицын А.П. Литология литосферных плит// Геология и геофизика. - 2 0 0 1 . - Т . 42, 522-559.

90. Ломтадзе В.Д. Введение в инженерную геологию. - Л.: Недра, 1986. - 272 с.

91. Лукк А. Л., Юга Л. Сезонная периодичность ориентации механизма очагов и количества слабых землетрясений Гармского района // ДАН СССР, 1979. - Т. 246. - № 1. - .44-47.

92. Любич Г. А., Дупак Ю. Н. Некоторые особенности развития дизъюнктивов и связанной с ними трещиноватости: Сб. науч. тр. - № 94. - Л.: ВНИМИ, 1974. - 131-136.

93. Маловичко А. А., Дягилев Р. А. Сейсмический мониторинг техногенных геодинамических процессов в калийных рудниках// Проблемы геодинамической безопасности. П Международное рабочее совещание. 24 - 27 июня 1997. - СПб.: ВНИМИ, 1997. - 55-60.

94. Мансуров В.А., Языков И.С. Некоторые закономерности образования полей напряжений и разрывов в геологических структурах // Прогноз землетрясений. - М.: 1982.

95. Марков Г.А. Тектонические напряжения и горное давление в рудниках Хибинского массива. - Л.: Недра, 1977. - 214 с.

96. Методические указания по определению фазово-физических свойств угля для прогнозирования динамических и газодинамических явлений. - Л.: ВНИМИ, 1980. - 47 с.

97. Методические указания по прогнозу ударо- и выбросоопасных зон вблизи разрывных нарушений. - Л.: ВНИМИ, 1990. - 44 с. 143 .Методические указания по профилактике горных ударов с учетом геодинамики месторождений. - Л.: ВНИМИ, 1983, - 118 с.

98. Мишин Н.И., Любич Г.А., Дупак Ю.Н. Геометрические методы определения направлений главных нормальных тектонических напряжений // Шахтная геофизика и геология: Сб. науч. тр. - № 98. -Л.: ВНИМИ, 1975. - 57-63.

99. М0ГИ К. Предсказание землетрясений. - М.: Мир, 1988. 382 с. 146 .Молоков Л.А. Опыт изучения области взаимодействия сооружений и геологической среды// Инж. геология. - 1982. - № 3. - 14-25.

101. Морфоструктурные методы изучения тектоники закрытых платформенных нефтегазоносных областей / И.Г. Гольбрайх, В.В. Забалуев, А.Н. Ласточкин и др. -М.: Недра, 1968. - 151 с.

102. Муди Д. Д., Хилл, М. Д. Сдвиговая тектоника. - В кн.: Вопросы современной зарубежной тектоники. - М.: Мир, 1960. - 127-163.

103. Мустафин М.Г. Научные основы прогноза и предотвращения горных ударов с разрушением пород почвы в подготовительных горных выработках угольных шахт/ Автореф. дис. соик.уч.степ. д-ра. техн. наук. - СПб.: ВНИМИ, 2003. - 34 с.

104. Мюллер Л. Инженерная геология. Механика скальных массивов. - М.: Мир, 1971.-254 с.

105. Нагорный Ю. Н., Нагорный В. Н. Основные вопросы тектоники глубоких горизонтов Донецкого бассейна //Сб. Тектоника угольных бассейнов и месторождений СССР. - М.: Недра, 1976. - 336 с.

106. Наумов Э. Л. Зональность и этапность в проявлении тектоники на Воркутском месторождении Печорского бассейна// Сб.: Тектоника Зтольных бассейнов и месторождений СССР. - М.: Недра, 1976. - 131-137.

107. Невский В. А. Трещинная тектоника рудных полей и месторождений. -М. : Недра, 1979.-223 с.

108. Неотектоника и современная геодинамика подвижных поясов / В.Г. Трифонов, Г.А. Востриков, A.M. Кожурин и др. - М.: Наука, 1988. - 365 с.

109. Никитин Л.В., Юнга Л. Методы теоретического определения тектонических деформаций и напряжений в сейсмоактивных областях // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. - 1977. - № 11. - 54-67.

110. HHKOjiaeB Н.И. Новейшая тектоника и геодинамика литосферы. - М.: Недра, 1988.-491 с.

111. Николаев П.Н. Системный подход в анализе и картировании текто1:ических напряжений // Природа и методология определения тектонических напряжений в верхней части земной коры. - Апатиты: КЩРАН, 1982.-С. 12-35.

112. Николаев П.Н. Методика тектоно динамического анализа. - М.: Недра, 1992.-292 с.

113. Николаевский В.Н. Геомеханика и флюидодинамика. С приложениями к проблемам газовых и нефтяных пластов. - М.: 1997. - 447 с.

114. Николин В.И. Определение выбросоопасных участков пласта по уменьшению пористости угля// Безопасность труда в цромышленности. - 1965. - № 2. - 32-33.

115. Никонов А. А. Активные разломы: определение и проблемы выделения// Геоэкология. - 1995. - № 4. - 16-27

116. Никонов А.А. Современные движения земной коры. - М.: Недра, 1979.-184 с.

117. Опыт профилактики горных ударов на Хибинских апатитовых рудниках / А.А. Козырев, В.А. Мальцев, В.И. Панин, В.В. Рыбин // Горный журнал. - 1998. - № 4. - 47-51. 169.0рлова А.В. Блоковые структуры и рельеф. - М.: Наука, 1975. - 322 с.

118. Очерки сравнительной планетологии / К.П. Флоренский, А.Т. Базилевский, Г.А. Бурба и др. - М.: Наука, 1981. - 326 с.

119. Параметры сейсмического процесса как предвестники техногенных катастроф / А.А. Козырев, В.И. Панин, В.А. Мальцев, М.В. Аккуратов // Горная геофизика: Сб. науч. тр. - СПб.: ВНИМИ, 1998. - 438-443.

120. Патент № 2136850. Способ извлечения метана из угольных пластов. Авт.: Яковлев Д. В., Шабаров А. Н.,Гончаров Е. В., Антонов О. М., Презент Г. М., Бобнев Ю. Н., Бирюков Ю. М. Приоритет от 07.05.98. Опубл. в БИ. - 1999. - № 25.

121. Патент № 2065189. Способ геодинамического районирования участка земной коры. Авт.: Петухов И. М., Батугина И. М., Петухов И., Шабаров А. Н, Батугин А. Приоритет от 20.07.92. Опубл. в БИ. -1996.- №22.

122. Патент № 1798523. Способ предотвращения динамических явлений при разработке угольных пластов. Авт.: Кротов Н. В., Шабаров А. Н. Приоритет от 01.10.90. Опубл. в БИ. -1993. - № 8.

123. Пейве А. В. Глубинные разломы и их роль в строении земной коры. - М.: Наука, 1990.-350 с.

124. Пейве А.В. Тектоника Североуральского бокситового пояса. - М. - 1947.-207 с.

125. Петухов И. М., Ватутина И. М. Геодинамика недр: М.: Недра Коммюникейшенс ЛТД, 1999. - 287 с.

126. Петухов И. М., Егоров В. А., Шабаров А. Н. Геологические признаки разрывных нарушений, опасных по горным ударам и выбросам// Уголь. - 1998. - № 12. - 44-46.

127. Петухов И.М. Горные удары на угольных пластах. - М.: Недра, 1972. - 221с .

128. Петухов И.М., Егоров П.В., Винокур Б.Ш. Предотвращение горных ударов на рудниках. - М.: Недра, 1984. - 230 с.

129. Петухов И.М., Линьков A.M. Механика горных ударов и выбросов. - М.: Недра, 1982.-279 с.

130. Петухов И.М., Сидоров B.C. К оценке сдвиговой прочности пород в зонах сжатия земной коры // Физика и механика разрушения горных пород применительно к горной геомеханике и сейсмологии: Сб. научи, тр. семинара. - СПб.: ВНИМИ, 1993. - 234-237.

131. Писаренко В.Ф., Родкин М.В. Типы распределений параметров природных катастроф// Геоэкология. - 1996. - № 5. - 3-12. 190 .Плотников Л. М. Структуры сдвига в слоистых геологических телах. -М.: Недра, 1991.

132. Прогноз горно-тектонических ударов и техногенных землетрясений на Хибинских апатитовых рудниках/ А.А. Козырев, В.И. Панин, В.А. Мальцев, М.В. Аккуратов / РАН, Кол. науч. центр, Горн.ин-т.; Отв. ред. Н.Н. Мельников. - Апатиты. - 1998. - 73-82.

133. Прогноз и предотвращение горных ударов на рудниках / Под ред. И. М. Петухова, А. М. Ильина, К. Н. Трубецкого. - М.: АГН, 1997. - 376 с.

134. Прогнозирование и управление удароопасным состоянием массива на глубоких горизонтах / В.А. Квочин, Е.М. Кожевников, Н.И. Нештун и др. // Горный журнал. - 1991. - № 8. - 13-15.

135. Проскуряков В. М., Шабаров А. Н., Фрид В. И., Баранов В. А.Экспресс-оценка динамических явлений на угольных пластах методом ЭМИ. - Кемерово: Кемеровское кн. изд-во, 1991. - 95 с.

136. Проскуряков В. М., Шабаров А. П., Фрид В. И. Формирование электромагнитного излучения угольного пласта. ФТПРПИ. - 1992. -№ 1 2 . - С . 40-48.

137. Проскуряков В. М., Шабаров А. Н., Фрид В. И. Естественное электромагнитное излучение краевой части удароопасного пласта // Безопасность труда в промышленности. - 1989. - № 4. - 32-34.

138. Пущаровский Ю.М, Нелинейная геодинамика. Кредо автора //Геотектоника. - 1993. - № 1. - 3-6.

139. Работа Э. Н., Шабаров А. Н. Использование геодинамического районирования при проектировании и разработке месторождений// Горные удары. Шахтная геология и геофизика: Сб. науч. тр. - Л.: ВНИМИ, 1988. - 44-54.

140. Райс Дж. Механика очага землетрясения. - М.: Мир, 1982. - 215 с,

141. Распределение напряжений в породных массивах / Крупенников Г.А., Филатов Н.А., Амусин Б.З., Барковский В.М. - М.: Недра, 1972. - 144 с.

142. Расчетные методы в механике горных ударов и выбросов / И.М. Петухов, A.M. Линьков, B.C. Сидоров и др. - М.: Недра, 1992. - 257 с.

143. Расцветаев Л.М. Структурные рисунки трещиноватости и их геомеханическая интерпретация// ДАН СССР. - 1982. - Т. 267. - 904-908.

144. Рац М.В., Чернышев СИ. Трещиноватость и свойства трещиноватых горных пород. - М.: Недра, 1970. - 160 с.

145. Рац М.В. Неоднородность горных пород и их физических свойств. - М. -1968 . -ПО с.

146. Рев)Окенко А.Ф., Стажевский СБ., Шемякин Е.И. О механизме деформирования сыпучего материала при больших сдвигах// ФТПРПИ. - 1974. - № 3. -С.130-133.

147. Регламентация порядка перехода на региональное управление вы- бросо- и удароопасностью свит угольных пластов при проектировании и эксплуатации глубоких шахт. - Л.: ВНИМИ, 1992, - 38 с. 2И.Резанов И.А. Земная кора. - М.: Наука, 1974.

148. Ризниченко Ю.В. Размеры очага корового землетрясения и сейсмический момент.// Исследования по физике землетрясений. - М.: Наука, 1976.-С. 9-27.

149. Рикитаке Т. Предсказание землетрясений. - М.: Мир, 1979. - 338 с.

150. Рождественский А.П. Структурный анализ современного рельефа // Материалы по геоморфологии и новейшей тектонике Урала и Поволжья. - У ф а : - 1976.-С. 4-9.

151. Савченко Н., Козырев А.А., Мальцев В.А. Напряженное состояние пород блочного строения // ФТПРПИ. - 1994. - № 5. - 38-47.

152. Садовский М.А. Автомодельность сейсмических процессов // Физические основы прогноза и разрушения горных пород при землетрясениях. - М.: Наука, 1987. - 6-12.

153. Садовский М.А., Болховитинов Л.Г., Писаренко В.Ф. О свойстве дискретности горных пород // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. -1982 . -№12 . -С . 3-19.

154. Садовский М.А., Писаренко В.Ф. О зависимости времени подготовки землетрясений от его энергии // ДАН СССР. - 1983. - Т. 271. - № 2, -С.330-333.

155. Садовский М.А., Болховитинов Л.Е., Писаренко В.Ф. Деформирование геофизической среды и сейсмический процесс. - М.: Наука, 1987.-100 с.

156. Селивоник В. Г. Геомеханическое обоснование оптимальных технологических схем двухъярусной отработки бокситовых месторождений/ Автореф. дне. соиск.уч.степн. канд. техн. наук. -СПб.: ВНИМИ, 1998. - 17 с.

157. Сенашев СИ. Решение уравнений пластичности в случае спирально- винтовой симметрии // ДАН СССР. - Т. 317. - № 1. - 1991. - 57-60.

158. Сигов В. А. Карта новейшей тектоники Урала. Тектонические движения и новейшие структуры земной коры. - М.: Недра, 1967. - 294 - 300.

159. Сидоров В.А., Кузьмин Ю.О. Современные движения земной коры осадочных бассейнов. - М. - 1989. - 183 с.

160. Система обеспечения геодинамической и экологической безопасности при проектировании и эксплуатации объектов ТЭК. - СПб.: ВНИМИ, -2001.86 с.

161. Скок В. И. Тектоника и глубинный метаморфизм угля в Кузнецком бассейне// Сов. Геология. - 1963. - № 5. - 81 - 86.

162. Смирнов В.А. Физические процессы в очагах горных ударов и региональный прогноз их по геофизическим полям/ Автореф. дне. соиск.уч.степ. д-ра техн. наук. - СПб: ВНИМИ, 1991. - 51 с.

163. Соболев Г.А. Основы прогноза землетрясений. - М.: Наука, 1993. - 313 с.

164. Сорохтин О.Г., Ушаков А. Глобальная эволюция Земли. -М.: МГУ, 1991.-446 с.

165. Сорохтин О.Г., Ушаков А. Природа тектонической активности Земли // Итоги науки и техники. Сер. Физика Земли. - М.: 1993. - Т. 12.

166. Состояние техники и технологии бурения подземных дегазационных скважин на каменноугольных шахтах земли Саар // Глюкауф, Эссен, ФРГ. - 1998. - № 2. - 62 - 69.

167. Спенсер Э. У. Введение в структурную геологию. - Л.: Недра, 1981. -365 с.

168. Ставрогин А. Н., Тарасов Б. Г. Экспериментальная физика и механика горных пород. - СПб.: Наука, 2001. - 344 с.

169. Ставрогин А.Н., Бич Я.А. Хрупкое разрушение пород и горные удары. - М.: ЦНИЭИуголь, 1973. - 34 с.

170. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Прочность горных пород и устойчивость горных выработок на больших глубинах. - М.: Недра, 1985. - 271с .

171. Стейси Ф. Физика Земли. - М.: Мир, 1972.

172. Стрельский Ф. П., Шабаров А. Н. О возможных техногенных механизмах прорывов газа при подземной выемке угля // Горная геомеханика и маркшейдерское дело: Сб. научн. тр. - СПб.: ВНИМИ, 1999.-С. 433-440.

173. Стрельский Ф. П., Шабаров А. Н. Прогноз и предотвраш;ение гидродинамических проявлений в напряженных зонах при отработке угольных пластов // Вопросы гидрогеологии и гидрогеомеханики горного производства: Сб. науч. тр. - СПб.: ВНИМИ, 1998. - 44-48.

174. Структурная геология и тектоника плит. - В 3 т./ Под ред. К. Сейферта. -М. : Наука, 1990.

175. Суворов А. И. Проблемы пространственной и возрастной корреляции глубинных разломов. - М.: Недра, 1989. - 361 с.

176. Сырников Н.М., Тряпицын В.М. О механизме техногенного землетрясения в Хибинах // ДАН СССР. - 1990. - Т. 314. - № 4. - 830-833.

177. Сысолятин Ф.В. Влияние геологических нарзшхений на удароопасность участков угольных пластов // Управление горным давлением и борьба с горными ударами: Сб. науч. тр. -№ 49. - Л.: ВНИМИ, 1962.-С. 3-17.

178. Табаков А.Г., Чернов О.И. Работы ВостНИИ в области борьбы с внезапными выбросами на угольных шахтах. - М.: Госгортехиздат, 1962.-С. 174-250.

179. Такранов Р. А. Закономерности локализации малоамплитудных разрывных нарушений на )п:'ольных месторождениях// Проблемы геодинамической безопасности. II Международное рабочее совещание. 24 - 27 июня 1997. - СПб.: ВНИМИ, 1997. - 61 - 67.

180. Такранов Р. А. Состояние и задачи геологического обеспечения открытой разработки з^ольных месторождений// Горная геомеханика и маркшейдерское дело: Сб. научн. тр. - СПб.: ВНИМИ, 1999. - 179-187.

181. Тарасов Б. Г., Дырдин В. В., Иванов В. В., Фокин А. Н. Физический контроль массивов горных пород. - М.: Недра, 1994. - 240 с.

182. Тектонические напряжения в земной коре и устойчивость горных выработок / И.А. Турчанинов, Г.А. Марков, В.И. Иванов, А.А. Козырев. - Л.: Наука, 1978. - 256 с.

183. Теория защитных пластов / И.М. Петухов, A.M. Линьков, B.C. Сидоров. - М . : Недра, 1976.-223 с.

184. Теркот Д., Шуберт Дж. Геодинамика: геологические приложения физики сплошных сред. - В 2 т./ Пер. с англ. М.: Мир, - 1985.

185. Тимофеев В.В. Прогноз и предотвращение опасных участков массива пород по комплексу признаков с помощью экспертного подхода. -Кемерово: КГГУ, 1990. - 181-194.

186. Токовенко В. Переориентировка главных нормальных напряжений при складкообразовании// Изв. АН УССР. - 1967. - № 7.

187. Тома К., Кноль П. Новые достижения по предупреждению горных ударов в горной промышленности ГДР// ФТПРПИ. - 1981. - № 1. - 3 -14.

188. Трофимов В.Т., Герасимова Н.С., Красилова Н.С. Устойчивость геологической среды и факторы ее определяющие// Геоэкология. -1994.-№ 2 . - С . 18-28.

189. Тсубои Ч. Энергия землетрясений, объем гипоцентральной области, площадь афтершоков и прочность земной коры/ Слабые землетрясения. -М. : Изд-во ин. лит-ры, 1961. - 160-164.

190. Турчанинов И. А., Иофис М. А., Каспарьян Э. В. Основы механики горных пород. - Л.: Недра. - 1977. - 502 с.

191. Турчанинов И. А., Марков Г. А., Иванов В. И., Козырев А. А. Тектонические напряжения в земной коре и устойчивость горных выработок. -Л . : Наука, 1978.-256 с.

192. Указания по безопасному ведению горных работ при строительстве и эксплуатации шахт на месторождениях Североуральского бокситового бассейна, подверженных горным ударам. - Л.: ВНИМИ, 1988. - 58 с.

193. Управление геомеханическим состоянием массива горных пород. Справочное пособие. - СПб.: ВНИМИ, 1994. - 259 с.

194. Ушаков И. Н. Горная геометрия. - М.: Госгортехиздат, 1962.

195. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. - М.: Недра, 1987.

196. Федотов А. О сейсмическом цикле, возможности качественного сейсмического районирования и долгосрочном сейсмическом прогнозе // Сейсмическое районирование СССР. - М.: Наука, 1968. - 121-150.

197. Философов В. П. Краткое руководство по морфометрическому методу. - Саратов -1960. - 94 с.

198. Флоренсов Н.А. Загадки земной коры. - Иркутск: Вост.-Сиб, кн. изд- во, 1984.-176 с.

199. Флоренсов Н.А. Очерки структурной геоморфологии. - М.: Наука, 1978.-238 с.

200. Хаин В.Е. Основные проблемы современной геологии (геология на пороге XXI века). -М. : Наука, 1994. - 188 с.

201. Хаин В.Е., Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинамика. - М.: МГУ, 1995.-473 с.

202. Хает Н., Нильсон Т. Измерение напряжений в скальных породах и их значение для строительства плотин // Проблемы инженерной геологии. Вып.4. - М. - 1967.

203. Шабаров А, Н. Прогнозирование тектонически напряженных зон при отработке ударо-и выбросоопасных пластов// Сб. науч. тр. КузПи, 1988.-С. 57-67.

205. Шабаров А. Н. Состояние и перспективы геодинамической безопасности на предприятиях и объектах России. Материалы X Межотраслевого координационного совещания по проблемам геодинамической безопасности. -Екатеринбург, 1997. - С . 19-31.

206. Шабаров А. Н., Тарасов Б. Г. Классификация горнодобывающих регионов по их геодинамической активности. Геодинамика и напряженное состояние недр Земли. Тр. междунар. конф. -Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. - С . 21-30.

207. Шабаров А. Н.., Дупак Ю.Н., Ватутин А.С. Тектонически напряженные и разгруженные зоны в горном массиве // Уголь. - 1994. - № 7 . - С . 28-30.

209. Шабаров А. Н., Селивоник В. Г., Сидоров Д. В. Расчет параметров разгрузки целиков при разработке рудных месторождений // ФТПРПИ. - 2000. - № 1 .

210. Шабаров А. Н., Панфилов А. Л. Актуальные задачи исследований в области геодинамики недр и шахтной геологии// Уголь. 1999. № 10. -С. 16-18.

211. Шабаров А. Н., Тарасов Б. Г. Отражение энергетики геоморфологических структур в современных вертикальных движениях земной коры/ Горная геомеханика и маркшейдерское дело: Сб. научн. тр. - СПб.: ВНИМИ. - 1999. - 413-421.

212. Шабаров А. П., Науменко А. И., Морозов К. В. Геолого- геометрическое моделирование месторождения // Горный журнал. -1999 . -№10. -С . 6-8.

213. Шабаров А. Н., Зуев Б. Ю. Исследование геомеханических процессов в геодинамически опасных зонах// Геодинамика и напряженное состояние недр Земли. Тр. междунар. конф. - Новосибирск.: Изд-во СО РАН, 1999.-С. 336-344.

214. Шапира В.А. Сравнительные исследования временной динамики магнитного поля на аномалиях векового хода и результатов повторного нивелирования на Среднем и Южном Урале. Современные движения земной коры на Урале. - М.: Наука, 1980.

215. Шатилов В.А. Зональность внезапных выбросов угля и газа в шахтах Донбасса. -М, : Госгортехиздат, 1962. - 120 с.

216. Шебалин Н.В. Замечания о преобладающем периоде, спектре и очаге сильного землетрясения// Сейсмические исследования для строительства. -М. : Наука, 1971. - С . 50-78.

217. Шейдеггер А. Основы геодинамики. - М.: Недра, 1987. - 384 с.

218. Шемякин Е.И. Новые представления в механике разрушения// Физика и механика разрушения горных пород применительно к горной геомеханике и сейсмологии. -СПб.: ВНИМИ, 1994. - С . 212-225.

219. Шемякин Е.И. Напряженно-деформированное состояние в вершине разреза при антиплоской деформации горных пород // ФТПРПИ. -1973. № 1 . - С . 3-8.

220. Шемякин Е.И., Курленя М.В., Кулаков Г.И. Уровень удароопасности горного предприятия, отрабатывающего месторождение, опасное по горным ударам // ФТПРПИ. - 1985. - № 2.

221. Разломообразование в литосфере. Зоны сжатия/ Шерман СИ., Семинский К.Ж., Борняков А. и др. - Новосибирск: ВО Наука. Сиб. изд. фирма, 1994. -263 с.

222. Шишкин Е.И., Юнга Л. Об изучении тектонических напряжений по данным полевых наблюдений зеркал и борозд скольжения // ДАН СССР. -1983 . -№5 . -С . 1103-1107.

223. Шкуратник В, Л., Лавров В. А. Эффекты памяти в горных породах. Физические закономерности, теоретические модели. - М.: АГН, 1997. -156 с.

224. Шрепп Б.В. О подготовке удароопасных рудных залежей на глубоких горизонтах // Совершенствование подземной разработки месторождений. - Кемерово: КузПИ, 1990. - С . 98-102.

225. Штейнберг В.В. О параметрах очага и сейсмическом эффекте землетрясений// Изв. АН СССР. Физика Земли. - 1983. - № 7. - 49-64.

226. Юнга Л. Методы и результаты изучения сейсмотектонических деформаций. - М.: Наука, 1990. - 192 с.

227. Яворский В. И. Условия формирования угленосных отложений Кузнецкого бассейна и их тектоника. -М.: Госгеолтехиздат, 1957. ЗОЗ.Якоби О. Практика управления горным давлением/ Пер. с нем, - М.: Недра, 1987.-566 с.

229. Ямщиков B.C. Методы и средства исследования и контроля горных пород и процессов. -М. : Недра, 1982.

230. Яцук В. П. Основные этапы тектонического развития Печорского бассейна //Сб. Тектоника угольных бассейнов и месторождений СССР.-М.: Недра, 1976.-С. 124-131.

231. I.Allen Р.А., Allen J.R.. Basin analysis, principles and applications. Oxford: Blackwell Science, 1990.

232. Anderson D.L. Theory of the Earth. Oxford: Blackwell Science, 1989.

233. Anderson E.M. The dynamics of faulting // Oliver and Boyd, Edinburgh (2 ed., 1951,206р.), 1942.

234. Armijo R., Carey E., Cistemas A. The inverse problem in microtectonics and the separation of tectonic phases // Tectonophysics. 1982.82.No.l-2.p.l45-160.

235. Condie K.C. Plate tectonics and crustal evolution. Oxford: Pergamon Press, 1982.

236. Gamond J. F. Displacement fractures associated with fault zones. A comparison between observed examples and experimental models // Journal of Structural Geology. 1983.5.1.p-33-45.

237. Global Patterns of Tectonic Stress / Mary Lou Zoback, Mark D.Zoback, J.Adams and others. // Nature International Weekly Journal of Scince/ -1989. - V.341. N6240. - P.291-298.

238. Grunthal G., Stromoyer D. Stress Pattern in Central Europe and Adjacent Areas. // Gerlands Beitr. Geophisik. - Leipzig, 1986. - v.95, N5. - S.443-452.

239. Harland W.B., Amstrong R.L., Cox A.V. et al. A geologic time scale 1989. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1990.

240. Jackson J., McKenzie D. The geometrical evolution of normal fault system // Journal of Structural Geology. 1983.5. - p.471-482. 321,Kearey P., Vine F. Global tectonics. Oxford: Blackwell Science, 1996.

241. Mandl G. Mechanics if tectonic faulting. Model and basic concepts, Amsterdam, 1988,407 p.

242. Niazi M. Regression analysis of reported earthquake precursors// Pageoph. 1984-1985, M.122, P.966-981.

243. Nicol A. Three - dimesional geometry and growth of conjugat normal faults // J. Struct.Geol. - 17, N 6, 1995, p. 847-862.

244. Power W.L., TuUis Т.Е., Weeks J.D. Roughness and wear during brittle faulting//J. Geophys. Res., 1988, V.93, № 12, P. 15268-15278.

245. Wilson J.T. Continental Drift. // Sci.American. - 1963. - 211/ - P.1-15.

246. Gupta H.K., Rastogi B.K. Dans and Earthquakes. Amsterdam; Elsevier, 1976.

247. Handin J., Raleigh C.B. Manmade earthquakes and earthquake control.// Proceed. Conf. Flow in fissured rocks. Stuttgart, 1972.

248. Terzaghi K. Effect of minor geological details on the safety of dams.// Bull. Amer. Inst. Min. Eng. V.215, class I Min. geol., N 29, 1929.- p.31.

249. Terzaghi K. Stress conditions for the failure of saturated concrete and rock.// Proceed. Amer. Soc. Testing Mat. V. 45, 1945.- P. 777-801.

250. Hast N. The state of stress in the upper part of the Earth's crust/// Tectonophysics, 1969, V.8, N.3 - P.169-211.

251. Shabarov A.N., Zoubkov V.V., Krotov N.V. Geodynamic safety - The main factor in the exploration of mineral resources and the earth surface.

252. Best B.S. An investigation into the use in finite element methods for analysing stress distributions in block jointed massives. Ph. D. Thesis, James Cook Univ., 1970.

253. Goodman R.D., Taylor R.L., Brekke T.L. A model for the mechanics of jointed rock./ J. Amer. Soc. Civ, Engrs, Soil Mech. Found. Div. 1968, V.94. - P.637-659.

254. Burman B.C. A numerical approach to the mechanics of discontinua. Ph. D. Thesis, James Cook Univ., 1971.

255. Cundall P.A. The measurement and analysis of accerations of rock slopes. Ph. D. Thesis, Univ. of London, 1971.

Информация о работе

Шабаров, Аркадий Николаевич
доктора технических наук
Санкт-Петербург, 2004
ВАК 25.00.16

Диссертация

Научные основы геологического обеспечения безопасной отработки пластовых месторождений в геодинамически опасных зонах - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Научные основы геологического обеспечения безопасной отработки пластовых месторождений в геодинамически опасных зонах - тема автореферата по наукам о земле, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы