CC BY
13
17. Dmitrak Yu. V., Kamnev E. N. JSC "Leading design and survey and research Institute of industrial technology" - path length of 65 years // Mining journal. 2016. no. 3. Pp. 612.
18. Analysis of control of ventilation networks of mines using simulation models / Kh. Kh. Kojiev, R. V. Klyuyev, I. I. Bosikov, R. B. Yun // Sustainable development of mountain territories. 2017. No. 4. Pp. 414-418.
19. Drebenstedt C. et al. Mit der Erde leben: Fakultät für Geowissen-schaften, Ge-otechnik und Bergbau. Acamonta: Zeitschrift für Freunde und Förderer der TU Bergakademie Freiberg. Freiberg, 2014. PP. 62-77.
20. Rolf Dieter Stoll, Christian Niemann-Delius, Carsten Drebenstedt, Klaus Müllensiefen: Der Braunkohlentagebau - Bedeutung, Planung, Betrieb, Technik, Umwelt. SpringerVerlag, Berlin, Heidelberg. 2009. P. 605.
УДК: 622.83:[528.2:629.78]
ИССЛЕДОВАНИЕ КОРОТКОПЕРИОДНОЙ ГЕОДИНАМИКИ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД КАЧКАНАРСКОГО ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО КОМБИНАТА
А.А. Панжин, Н.А. Панжина
Приводятся методика и результаты исследования современной короткопери-одной геодинамики активности массива горных пород Качканарского горнообогатительного комбината. Определение параметров геодинамических движений осуществляется в виде непрерывного мониторинга комплексами спутниковой геодезии за системой пунктов в течение нескольких часов или суток. Необходимость в проведении исследований по организации геодинамического мониторинга на карьерах Качканарского ГОКа обусловлена особенностями тектонического строения вмещающего массива, в частности, влиянием серии активных тектонических нарушений, пересекающих карьеры и хвостохранилища. С проявлениями геодинамической активности, реализующейся в виде трендовых и цикличных короткопериодных подвижек по тектоническим нарушениям, связаны деформационные процессы, происходящие на Северозападном борту Главного карьера, а также прорыв дамбы хвостохранилища. Показана роль цикличных геодинамических движений в формировании общего напряженно-деформированного состояния района размещения карьеров и хвостохранилищ. При этом указанные геодинамические движения приводят к формированию усталостных эффектов в конструкциях и материалах, «расшатыванию» массива горных пород, слагающих прибортовой массив, изменению прочностных свойств грунтов, находящихся в основании инженерных сооружений, проявлению эффекта тиксотропии.
Ключевые слова: современная геодинамическая активность, деформации, массив горных пород, тектонические нарушения, геодинамический мониторинг, коротко-периодная геодинамика, спутниковая геодезия.
Введение. Горно-технологическая система Качканарского горнообогатительного комбината (ЕВРАЗ КГОК), ведущего отработку Гусево-горского железорудного месторождения, включает в себя четыре карьера -
Главный, Южная Залежь, Западный и Северный, а также намывное косо-горное хвостохранилище для складирования хвостов мокрой магнитной сепарации. Программа технологического развития ЕВРАЗ КГОК предусматривает, кроме дальнейшей отработки Гусевогорского месторождения, начало отработки собственно Качканарского месторождения, а также ввод в строй новых отсеков, предназначенных для складирования хвостов обогащения и осветления жидкой фазы пульпы [1, 2].
Институтом горного дела УрО РАН выполняются инструментальные наблюдения с целью оценки геодинамической активности массива горных пород и земной поверхности, непосредственно прилегающих к карьерам Гусевогорского месторождения и хвостохранилищам Качканарско-го ГОКа. Необходимость в проведении исследований по организации геодинамического мониторинга на карьерах Качканарского ГОКа обусловлена особенностями тектонического строения вмещающего массива, в частности влиянием серии активных тектонических нарушений, пересекающих карьеры и хвостохранилища (рис. 1). Геодинамическая активность тектонических нарушений особенно ярко проявляется на Северо-западном борту Главного карьера, где деформационные процессы фиксируются на протяжении более 25 лет [3, 4].
Рис. 1. Горно-технологическая система ЕВРОЗ КГОК и схема исследования цикличных геодинамических движений
С проявлениями геодинамической активности связывается авария, произошедшая 2 ноября 1999 года, произошел прорыв дамбы хвостохра-нилища с разрушением инженерных сооружений, расположенных на примыкающих участках [5]. В результате проведения комплекса геофизических исследований геомеханических и гидрогеологических параметров природных и техногенных горных массивов дамбы хвостохранилища ЕРАЗ КГОК было установлено, что прорыв дамбы произошел в месте ее пересечения с тектоническим нарушением [6], при этом была выдвинута версия об ослаблении конструкции дамбы вследствие ее тиксотропии под влиянием современных геодинамических движений. Подобные аварийные ситуации на хвостохранилищах и их дамбах также описывались другими исследователями [7].
Таким образом, исследования геодинамической активности массива, вмещающего месторождения Качканарской группы, карьеры, хвостохра-нилища и их дамбы, является актуальной задачей.
Методология исследований. Экспериментальными исследованиями ИГД УрО РАН установлено, что современная геодинамическая активность характеризуется движениями трендового и цикличного характера [8].
Трендовые движения происходят в виде взаимных подвижек соседних структурных блоков массива горных пород с относительно постоянными скоростью и направлением в течение продолжительного промежутка времени, сопоставимого со сроком службы объекта. Цикличные движения носят полигармонический характер и слагаются из многочисленных знакопеременных движений с разными частотами и амплитудами перемещения в циклах.
Трендовые движения могут иметь как естественную природу, обусловленную тектоническими подвижками по границам структурных блоков, так и техногенную, обусловленную перераспределением напряжений и деформаций в породном массиве под воздействием горных работ, откачки подземных вод и других факторов. Зафиксированные инструментальными методами величины трендовых смещений составляют от 0,5 мм/год для имеющих естественную природу, до 200 мм/год для техногенных [9]. Короткопериодные цикличные геодинамические движения представляют собой полигармонические движения, имеющие широкий спектр частот и амплитуду возвратных движений. Продолжительность циклов изменяется от нескольких секунд, часа, полутора часов и до нескольких месяцев [10]. Трендовые движения на Качканарском ГОКе исследовались ранее, основные результаты приведены в работе [11].
В работах [8 - 11] рассматриваются различные механизмы взаимодействия иерархически блочного массива с объектами недропользования, расположенными на них, при этом выделяются непосредственное разрушение объекта вследствие превышения уровня допустимых деформаций, нарушение его целостности при формировании в несущих конструкциях
усталостных деформаций и нарушение оснований объектов, расположенных на насыпных и намывных основаниях при проявлении тиксотропии. Последний механизм также применим для насыпных дамб, в основании которых залегают активные тектонические нарушения.
Инструментальные измерения и их камеральная обработка на объектах проводились с использованием методик и алгоритмов, разработанных в ИГД УрО РАН и опробованных на ряде предприятий Урала, Сибири и Казахстана по авторским методикам [12, 13].
В целях определения параметров цикличных короткопериодных геодинамических движений измерения осуществляются в виде непрерывного мониторинга комплексами спутниковой геодезии за системой пунктов в течение нескольких часов, а в некоторых случаях, для уточнения параметров, связанных, например, с лунно-солнечными приливами, нескольких суток. Измерениями фиксируются изменение пространственных координат пунктов и их компонент мониторинговой сети [14].
Непрерывные наблюдения дискретизируются на нужные интервалы времени, за продолжительность которых и определяются средние значения приращений координат. Интервал дискретизации может составлять от нескольких секунд до десятков минут. От длительности интервала зависит предел фиксируемых частот цикличных движений. Чем меньше интервал, тем больше частоты циклов фиксируются измерениями [15].
Непрерывный мониторинг комплексами спутниковой геодезии обеспечивает получение приращений всех трех координат точки стояния прибора в заданный момент времени. Точность измерения смещений между точками составляет 3...5 мм. Такую точность, как и при определении трендовых движений, обеспечивает дифференциальная технология спутниковой геодезии GPS, которой два или более одновременно работающих приемника, установленные на концах измеряемых отрезков, позволяют определить величину ионосферной поправки, за счет которой и достигается точность [16].
Для определения частот и амплитуд короткопериодных колебаний породного массива был выполнен ряд серий натурных наблюдений, в которых были задействованы 2 одновременно работающих двухсистемных (GPS-ГЛОНАСС) двухчастотных приемника геодезического класса Sokkia GRX-1, паспортная и фактическая точность которых соответствует 3-5мм+1ррт в плане и 5-7мм+1ррт по высоте.
Параметры цикличных геодинамических движений исследовались по изменению компонент вектора, вычисленными между двумя пунктами, являющимися опорными для геодинамического полигона - АВК, расположенный на кровле административного здания ОАО «ЕВРАЗ КГОК» и VALR - пункт Государственной геодезической сети, расположенный в поселке Валерьяновский, в непосредственной близости от карьеров Главный, Северный и Западный (см. рис. 1).
Вектор ABK-VALR пересекает как минимум четыре тектонических нарушения субмеридионального направления, формирующих напряженно-деформированного состояние Гусевогорского месторождения [17]. Кроме этого, наличие протяженных тектонических нарушений субмеридионального направления подтверждается данными геофизических полевых электроразведочных работ.
Камеральная обработка полевых наблюдений выполнена с применением модуля Motion Tracker фирменного обеспечения Trimble Total Control. Заверочные расчеты были выполнены по авторской методике, описанной в работе [13], при этом выполнялось переформатирование исходных файлов данных формата RINEX путем расстановки в них меток начала и окончания дискретных интервалов.
Для обработки результатов инструментальных измерений также использовался пакет Waypoint GrafNet/GrafNav, поддерживающий мощные возможности по вычислению кинематических траекторий, в том числе не только от одиночных базовых станций, но и для мульти-базовой обработки данных, что многократно повышает надежность и точность спутниковых геодезических определений.
Результаты исследований. В результате были получены пять наборов векторов, вычисленных с дискретным интервалом, равным 10 минутам, между точками, на которых производились непрерывные наблюдения, и их компоненты (север-юг, запад-восток, превышения). Каждая серия инструментальных измерений занимала по времени от 550 до 640 минут, измерения выполнялись в период 2010 - 2019 гг.
Амплитуда изменения геометрии интервала ABK-VALR, длиной 6500 м, варьировалась от 33 до 44 мм в горизонтальной плоскости, что соответствует величинам деформаций растяжения-сжатия до 6,7-10-6 и от 62 до 80 мм по высоте, что соответствует величинам деформаций наклона до 12,3-10-6. При этом амплитуда пространственного (3D) вектора геодинамических движений варьируется от 48 до 73 мм, что соответствует величинам пространственных деформаций до 11,3-10-6.
Точность геодезических построений определялась двумя независимыми методами. На первом этапе анализировалась внутренняя сходимость результатов, которая оценивалась по среднеквадратичному отклонению, полученному по каждой оси координат. На втором этапе для ряда дискретных интервалов на этапе полевых работ проводилось накопление данных дополнительным приемником, что в дальнейшем позволило произвести анализ невязок геометрического замыкания замкнутых треугольников, определить фактическую точность геодезических построений и сопоставить ее со значениями, полученными на первом этапе.
Зафиксированные короткопериодные геодинамические движения имеют преимущественно субмеридиональное направление действие, что было определено по соотношению их компонент AN (север-юг) к ДЕ (за-
пад-восток), составляющему до 2,8, при этом в сериях измерений 2011 года данное соотношение меньше и составляет 1,1 - 1,4, что свидетельствует о вариации деформационного поля не только по величине, но и направлению.
Анализ приведенных данных показывает, что на исследуемом участке зафиксированы относительно высокие значения амплитуд цикличных геодинамических движений. По сравнению с аналогичными величинами, полученными на железорудных месторождениях Урала и Казахстана [18], отмечается превышение по компонентам АК (север-юг) и АН (высота) в 34-5 раз. Также обращает внимание высокая вариативность цикличных геодинамических движений в горизонтальной плоскости, компоненты АК (север-юг) и АЕ (запад-восток) в зависимости от серии наблюдений изменяются по амплитуде почти в два раза.
На графиках геодинамических сдвижений интервала АВК-УАЬЯ также был отмечен знакопеременный характер горизонтальных и вертикальных деформаций с выраженной периодичностью. С этой целью была поставлена задача определения периодов цикличных деформаций массива.
Преобладающие частоты короткопериодных цикличных движений определялись путем проведения анализа Фурье пространственно-временных рядов смещений по осям координат. Для частотно-спектрального анализа методом Фурье были использованы временные ряды, содержащие до 64 дискретных измерений. Оценивались графики периодограмм короткопериодных цикличных деформаций массива. Пиковые величины графиков периодограмм соответствуют периоду короткопериод-ных знакопеременных деформаций (рис. 2).
Spectral analysis: HEIGHT No. of cases: 52
Frequency
Рис. 2. Пример периодограммы анализа Фурье
В результате проведения анализа по периодограммам было установлено (рис. 3), что преобладающими частотами цикличных движений с гармониками средней и средней энергетики являются периоды, соответствующие 10...20 и 40...60 минутам.
Одной из ключевых особенностей цикличных движений массива горных пород Гусевогорского месторождения является значительное расширение спектра частот колебаний (гармоники свыше 70.90 минут) в сериях измерений 2011 года. Также по результатам исследования трендовых геодинамических движений 2011 год является «переломным», поскольку именно на этом рубеже на различных объектах недропользования происходила миграция активных областей деформаций со сменой направлений сдвижений как в горизонтальной плоскости, так и по высоте [10, 19].
Гармоники, колебаний, мин
Компоненты 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
Измерения - 05.10.2010
¿14 X X
ДЕ
ДН X X
30 X X
Измерения - 07.10.2010
X
ДЕ X
ДН * X
30 X X
Измерения - 28.09.2011
Д1Ч ■ X X X
ДЕ X
ДН X X X
30 « X X
Измерения - 29.09.201 1
Д1Ч X
ДЕ X X
ДН X X X
30 а X X
Измерения - 09.07.2014
ди X X
ДЕ X
ДН 1"
30
■ - Гармоники сильной энергетики х - Гармоники средней энергетики
Рис. 3. Основные гармоники цикличных геодинамических движений
Вышесказанное свидетельствует о высокой роли цикличных геодинамических движений в формировании общего напряженно-деформированного состояния района размещения карьеров и хвостохранилищ ЕВРАЗ КГОК. Также нельзя исключать неравномерного, в частности сезонного, проявления короткопериодной геодинамической активности, для установления величин которой необходимы дополнительные измерения в течении продолжительного периода.
При этом, с одной стороны, короткопериодные цикличные геодинамические движения, хотя и имеют сравнительно невысокие амплитуды, приводят к формированию усталостных эффектов в конструкциях и материалах, «расшатыванию» массива горных пород, слагающих прибортовой массив, изменению прочностных свойств грунтов, находящихся в основании инженерных сооружений, проявлению эффекта тиксотропии и проч.
С другой стороны, в виде короткопериодных цикличных геодинамических движений происходит разгрузка массива горных пород, при этом происходит снижение уровня напряженно-деформированного состояния, в частности его трендовой составляющей, препятствуя его проявлению в форме динамических событий
Заключение. В результате проведенных исследований было установлено, что району размещения хвостохранилищ ЕВРАЗ КГОК и их дамб присуща высокая геодинамическая активность, обусловленная наличием активных тектонических нарушений, фиксируемых по результатам геофизических изысканий, а также современными геодинамическими движениями, в том числе короткопериодного цикличного характера.
Короткопериодные цикличные геодинамические движения приводят к изменению прочностных свойств грунтов, проявлению эффекта тиксотро-пии, повышению водопроводящих свойств, коэффициентов фильтрации и проч. Необходимо учитывать их негативное воздействие на устойчивость дамб хвостохранилищ, где на участках геодинамически активных тектонических нарушений под воздействием цикличных подвижек нарушается процесс уплотнения хвостов и других материалов дамбы, что способствует активному формированию подземных водотоков.
Для фиксации уровня современных геодинамических движений трен-дового и цикличного характера, с целью обеспечения безопасности горных работ и размещения отходов обогащения, необходима организация специального деформационного долговременного мониторинга, охватывающего район карьеров, размещения хвостохранилищ и их дамб.
Список литературы
1. Влох Ю.В. Перспективы развития Качканарского ГОКа // Горный журнал. 2016. № 7. С. 46-50.
2. Кузнецов А.Г., Лытин О.В., Просвирякова Р.П. Хвостохранилище Качканарского ГОКа и перспективы его развития // Горный журнал. 2003. № 9. С. 93-95.
3. Яковлев А.В., Волкодаева М.С., Ермаков Н.И. Тектоническая дезинтеграция массива потенциально оползневого участка борта главного карьера Каканарского ГОКа // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2004. № 7. С. 32-35.
4. Зотеев В.Г., Зотеев О.В. Нетипичные деформации бортов глубоких рудных карьеров и меры по их предотвращению // Горный журнал. 2007. № 1. С. 40-45.
5. Покровский Г.И., Войнич-Сяноженцкий Т. Г. Анализ причин аварий грунтовых подпорных сооружений водохозяйственных систем комплексного назначения // Водоснабжение и санитарная техника. 2012. № 2. С. 47-52.
6. Сашурин А.Д., Мельник В.В. Использование геоэлектрических методов для оценки геомеханических и гидрогеологических параметров природных и техногенных горных массивов дамбы хвостохранилища Кач-канарского ГОКа // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2002. № 12. С. 85-87.
7. Хвостохранилище Карамкенского горно-металлургического комбината: инженерно-геологические проблемы и причины аварийного разрушения / В.Е. Глотов, Л.П. Глотова, А.П. Бульбан, И.Д. Митрофанов // Вестник ДВО РАН. 2010. № 3. С. 31-39.
8. Сашурин А.Д. Геомеханика в горном деле: фундаментальные и прикладные исследования // Горный журнал. 2012. № 1. С. 29-32.
9. Сашурин А.Д. // Формирование напряженно-деформированного состояния иерархически блочного массива горных пород // Проблемы недропользования. 2015. № 1 (4). С. 38-44.
10. Коновалова Ю.П. Особенности учета геодинамических факторов при выборе безопасных площадок размещения ответственных объектов недропользования // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2018. № 6. С. 6-17.
11. Панжин А.А. Геодинамический мониторинг на карьерах Качка-нарского ГОКа // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2016. № 3 (1395). С. 38-43.
12. Панжин А.А. Исследование гармоник квазипериодических современных деформаций породного массива на больших пространственно-временных базах. // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2010. № 9. С. 312-331.
13. Панжин А.А. Исследование короткопериодных деформаций разломных зон верхней части земной коры с применением систем спутниковой геодезии // Маркшейдерия и недропользование. № 2(8). 2003. C. 4354.
14. Kenneth M. Cruikshank, Curt D. Peterson. Current State of Strain in the Central Cascadia Margin Derived from Changes in Distance between GPS Stations // Open Journal of Earthquake Research. 2015. Vol. 4. P. 23-36.
15. Accuracy enhancement of GPS time series using principal component analysis and block spatial filtering / X. He [Etc.] // Advances in Space Research. 2015. Vol. 55, Issue 5. March. P. 1316-1327.
16. Review of current GPS methodologies for producing accurate time series and their error sources / X. He [Etc.] // Journal of Geodynamics. 2017. Vol. 106. May. P. 12-29.
17. Пироксениты Качканара / В.Г. Фоминых, П.И. Самойлов, Г.С. Максимов, В.А. Макаров. Свердловск: Урал. фил. АН СССР, 1967. 84 с.
18. База экспериментальных данных о параметрах современных геодинамических движений / А.Д. Сашурин [и др.] // заявитель и правообладатель Институт горного дела УрО РАН (ИГД УрО РАН). №2014620345.
19. Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика: от движений земной коры до мониторинга ответственных объектов // Физика Земли. 2019. № 1. С. 78-103.
Панжин Андрей Алексеевич, канд. техн. наук, учен. секретарь, panzhin@,igduran.ru, Россия, Екатеринбург, Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук,
Панжина Наталия Александровна, мл. науч. сотр., panzhina a hk.ru, Россия, Екатеринбург, Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук
RESEARCH OF SHORT-PERIOD GEODYNAMICS OF ROCK ARRAY OF KACHKANAR
MINING AND PROCESSING PLANT
A. A. Panzhin, N. A. Panzhina,
This paper presents the methodology and results of the study of modern short-period geodynamics of the activity of the rock mass of the Kachkanar mining and processing plant (MPP). The determination of the parameters of geodynamic movements is carried out in the form of continuous monitoring by satellite geodesy complexes over a point system for several hours or days. The need to conduct studies on the organization of geodynamic monitoring in the quarries of the Kachkanarsky MPP is due to the peculiarities of the tectonic structure of the enclosing massif, in particular, the influence of a series of active tectonic disturbances crossing the quarries and tailings. The manifestations of geo-dynamic activity, which is realized in the form of trend and cyclical short-period shifts in tectonic disturbances, are associated with deformation processes occurring on the north-western side of the Main Quarry, as well as a breakthrough of the tailings dam. The role of cyclic geodynamic movements in the formation of the general stress-strain state of the area where quarries and tailings are located is shown. At the same time, these geodynamic movements lead to the formation of fatigue effects in structures and materials, "loosening" of the massif of rocks composing the instrument massif, a change in the strength properties of soils at the base of engineering structures, and the manifestation of the thixotropy effect.
Key words: modern geodynamic activity, deformations, rock massif, tectonic disturbances, geodynamic monitoring, short-period geodynamics, satellite geodesy.
Panzhin Andrey Alekseevich, candidate of technical sciences, scientific secretary, panzhin@,igduran. ru, Russia, Ekaterinburg, Institute of Mining of Ural branch of RAS,
Panzhina Nataly Alexandrovna, researcher, panzhinaabk.ru, Russia, Ekaterinburg, Institute of Mining of Ural branch of RAS
Reference
1. Vlokh, Y. V. prospects of development of Kachkanar // Mining journal. 2016. No. 7. S. 46-50.
2. Kuznetsov A. G., Litin O. V., Prosviryakova R. P. Tailing Kachkanar GOK and its development prospects // Mining journal. 2003. No. 9. S. 93-95.
3. Yakovlev A. V., Volkodaeva M. S., Ermakov N. And. Tectonic disintegration of the array of potential landslide areas of the side of the main quarry Cokanasiga Mining // Mining information-analytical Bulletin. 2004. No. 7. Pp. 32-35.
4. Zoteev V. G., Zoteev O. V. Atypical deformations of the sides of deep ore quarries and measures to prevent them / / Gorny Zhurnal. 2007. no. 1. Pp. 40-45.
5. Pokrovsky G. I., Voynich-Syanozhentsky T. G. Analysis of the causes of accidents of ground retaining structures of water management systems for complex purposes // Water supply and sanitary equipment. 2012. No. 2. Pp. 47-52.
6. Sashurin A.D., Melnik V. V. Use of geoelectric methods for evaluating geome-chanical and hydrogeological parameters of natural and technogenic mountain massifs of the Kachkanarsky GOK tailings dam / / Gorny information and analytical Bulletin. 2002. no. 12. Pp. 85-87.
7. the tailings Storage facility of the Karamken mining and metallurgical combine: engineering and geological problems and causes of emergency destruction / V. E. Glotov, L. P. Glotova, A. p. Bulban, I. D. Mitrofanov // Bulletin of the Feb RAS, 2010, no. 3, Pp. 31-39.
8. Sashurin A.D. Geomechanics in mining: fundamental and applied research / / Mining journal. 2012. no. 1. Pp. 29-32.
9. Sashurin A.D. / / Formation of the stress-strain state of a hierarchically blocky rock mass // Problems of subsurface use. 2015. No. 1 (4). Pp. 38-44.
10. Konovalova Yu. P. Features of accounting for geodynamic factors when choosing safe sites for placement of responsible subsurface use objects // News of higher educational institutions. Mining journal. 2018. no. 6. Pp. 6-17.
11. Panzhin A. A. Geodynamic monitoring at the Kachkanarsky GOK quarries // Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information. 2016. no. 3 (1395). Pp. 38-43.
12. Panzhin A. A. Study of harmonics of quasiperiodic co-temporal deformations of rock mass on large space-time bases. // Mountain information and analytical Bulletin. 2010. no. 9. Pp. 312-331.
13. Panzhin A. A. Investigation of short-period deformations of fault zones of the upper part of the earth's crust using satellite geodesy systems. // Mine surveying and subsurface use. № 2(8). 2003. C. 43-54.
14. Kenneth M. Cruikshank, Curt D. Peterson. Current State of Strain in the Central Cascadia Margin Derived from Changes in Distance between GPS Stations // Open Journal of Earthquake Research. 2015. Vol. 4. P. 23-36.
15. Accuracy enhancement of GPS time series using principal component analysis and block spatial filtering / X. He [Etc.] // Advances in Space Re-search. 2015. Vol. 55, Issue 5. March. P. 1316-1327.
16. Review of current GPS methodologies for producing accurate time series and their error sources / X. He [Etc.] // Journal of Geodynamics. 2017. Vol. 106. May. P. 12-29.
17. Kachkanar Pyroxenites / V. G. Fomin, P. I. Samoylov, G. S. Maksimov, V. A. Makarov. Sverdlovsk: Ural. Phil. USSR Academy of Sciences, 1967, 84 p.
18. The base of experimental data on the characteristics of modern geodynamic movements / A. D. Sashurin [et al.] // applicant and owner of the Institute of mining UB RAS (IGD Uro RAS). №2014620345.
19. Kuzmin Yu. O. Modern geodynamics: from movements of the earth's crust to monitoring of responsible objects // Physics of the Earth. 2019. No. 1. S. 78 to 103.
УДК 622.822.22
ОЦЕНКА ВЗАИМОСВЯЗИ САМОВОЗГОРАНИЯ ПОРОД С ДЕФОРМАЦИОННЫМИ ПРОЦЕССАМИ ПРИ КОМБИНИРОВАННОЙ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
КОЛЧЕДАННЫХ РУД
М.В. Рыльникова, Д.Н. Радченко, Г.И. Айнбиндер, Е.Н. Есина
На протяжении десятилетий и столетий происходит самовозгорание полезных ископаемых, что приводит к значительному материальному, экономическому и экологическому ущербу. При техногенном воздействии на недра создаются условия для активного развития и раскрытия трещин в результате деформирования массива горных пород, под влиянием его открытой и подземной подработки и. как результат, возникновение условия для активного проникновения кислорода воздуха из системы рудничной вентиляции и атмосферы поверхности по образованным в результате деформирования трещинам к серосодержащим минералам руд и пород, склонных к окислению и самовозгоранию. Проанализирован механизм самовозгорания колчеданных пород в массиве горных пород при разработке месторождений. Доказано, что при комбинированной разработке месторождений колчеданных руд экзогенные физико-химические процессы необходимо рассматривать во взаимосвязи с геомеханическими процессами, обусловленными развитием горных работ за контуром карьера, аэрогазодинамическими, определяемыми способом, схемой и системой вентиляции подземного рудника, а также теплофизическими процессами, происходящими в результате экзотермического окисления сульфидов. Выполненным анализом влияния деформационных процессов на окисление и самовозгорание колчеданных руд и пород установлено, что наибольшую опасность представляют ситуации возгорания руд в массиве, интенсивно нарушенном системами трещин, причем длительность инкубационного периода до начала интенсивного горения зависит от большого количества факторов и может распространяться далеко в глубь массива, по мере раскрытия трещин, повышая температуру и, как следствие, пористость в массиве горящих пород в результате выделения газообразных продуктов реакции окисления.
