Наименование НИОКТР Исследование геомеханического состояния массива горных пород и раннее предупреждение горных ударов по данным мониторинга на основе закономерностей отклика электромагнитных и микро сейсмоакустических излучений при разрушении угля и горных пород
Критические технологии Российской Федерации Технологии поиска, разведки, разработки месторождений полезных ископаемых и их добычи; Технологии мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации ее загрязнения
Вид исследования (разработки) Научно-исследовательская работа (НИР) - фундаментальная
Аннотация Добыча полезных ископаемых или строительство подземных объектов на больших глубинах приводит к изменению естественного геомеханического состояния массива горных пород. Крупномасштабное техногенное воздействие коренным образом изменяет геодинамический режим массивов горных пород месторождений твердых полезных ископаемых. Критические изменения естественного поля напряжений и формирование концентраций напряжений на краевых частях горных выработок нередко приводит к катастрофическим последствиям. В результате возникают динамические явления в форме горных ударов и техногенной сейсмичности в подземных выработках, на дневной поверхности и, зачастую, за пределами разрабатываемых месторождений. Прогнозирование горных ударов является трудной задачей, т.к. существует множество действующих факторов и условий возникновения разрушения пород в динамической форме. В том числе возникает необходимость учитывать при прогнозе ряд параметров, в различной степени характеризующих геомеханическое состояние массива горных пород. Несмотря на имеющиеся достижения предшественников в решении проблемы раннего предупреждения горных ударов, вопрос обеспечения безопасности ведения горных работ все еще вызывает значительные трудности из-за недостаточной изученности предвестников удароопасности. В настоящее время для исследований геомеханического состояния массивов горных пород и контроля горного давления широкое применение получили геофизические методы (сейсмические, сейсмоакустические, электромагнитной эмиссии и др.), как наиболее перспективные и достаточно информативные. Для надежного прогноза горных ударов необходимо применять комплексные методы, позволяющие регистрировать первые признаки изменения геомеханического состояния массива горных пород. Наиболее перспективными представляется анализ результатов сейсмоакустических и электромагнитных измерений. Они позволяют не только объяснять специфические особенности деформирования и разрушения пород в массиве горных пород, но и на ранней стадии прогнозировать динамические явления в форме горных ударов и техногенных землетрясений. Таким образом, исследования, направленные на изучение особенностей формирования очага готовящегося к реализации динамического события на ранней стадии посредством анализа результатов изменений электромагнитной и микро сейсмоакустической эмиссий на современном этапе развития методов и оборудования для проведения испытаний, являются актуальной научной задачей. При этом целесообразность и необходимость выполнения исследований совместно именно с выбранным зарубежным партнёром обоснованы использованием обеими сторонами одних и тех же геофизических методов исследования, но отличающимся оборудованием и программным обеспечением. Исследования будут осуществляться в 3 этапа: (1) исследования особенностей и параметров отклика электромагнитной и микро сейсмоакустической эмиссий на удароопасных угольных месторождениях с использованием современных средств измерений в лабораторных и натурных условиях; (2) исследования особенностей и параметров отклика электромагнитной и микро сейсмоакустической эмиссий на удароопасных рудный месторождениях посредством двухсторонних обменов результатами и теоретического анализа; (3) разработка метода комплексного мониторинга геомеханического состояния массива горных пород и прогноза и раннего предупреждения горных ударов на угольных шахтах и рудниках. Ожидаемые результаты: Анализ результатов инструментальных измерений параметров электромагнитной и микро сейсмоакустических излучений в процессе трещинообразования позволит выявить закономерности отклика и на их основе осуществлять надежный вероятностный прогноз горных ударов в массиве горных пород. По результатам исследований будут разработаны рекомендации по контролю геомеханического состояния массива горных пород удароопасных месторождений в пределах шахтных полей разрабатываемых месторождений рудных и угольных месторождений Дальнего Востока. Научная новизна исследований заключается в заблаговременном предупреждении горных ударов на основе вариации параметров отклика электромагнитных и микро сейсмоакустических излучений при формировании очага динамического проявления горного давления в массиве горных пород угольных и рудных месторождений Дальнего Востока. Значимость проекта заключается в использовании полученных результатов исследований в процессе измерений для повышения надёжности прогнозирования опасных динамических проявлений горного давления, обеспечении безопасной и эффективной отработки удароопасных месторождений, а также развитии методики оценки и контроля геомеханического состояния массива горных пород с учетом специфики рудных и угольных месторождений Дальнего Востока.
Исполнитель ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ХАБАРОВСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК