Способ районирования месторождений по склонности к горнотектоническим ударам

 

Устанавливают для изучаемого района основное направление оси тектоноструктуры сжатия. Затем выявляют сопряженные с главной для района тектоноструктурой и углом падения к ее оси, близким к 5+90°, сейсмоактивные дизъюнктивы сдвига, имеющие по плоскости сдвига границу 3 раздела двух сред с различной акустической жесткостью. Определяют азимут угла их падения и величину смещения контактов. Группируют сейсмоактивные дизъюнктивы с одинаковыми азимутами парами и выделяют ограниченные ими зоны. Находят в их пределах все дизъюнктивные нарушения той же ориентации и с границами раздела сред с различной акустической жесткостью. Измеряют амплитуду смещения контактов по этим нарушениям. К участкам с наибольшей вероятностью проявления горнотектонимеских ударов относят тектоноблоки протяженностью кратной амплитуде смещения. При этом участки, взаимно перекрываемые этими расстояниями , относят к участкам с повышенной вероятностью проявления горнотектонических ударов. Все остальные участки в пределах тектоиоблоков относят к неопасным, 1 ил. (Л С vj 01 ю ю 00 о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (gi)y Е 21 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТСРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Недостаток способа заключается в малой достоверности прогноза, вследГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4805707/03 (22) 26.03.90 (46) 07.08.92,Бюл. М 29 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Я.А.Бич, И,Т.Айтматов, А,В.Êîðí, lO.ß.Ìèíèí и В.М.Москвиченко (56) Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и неруд., ных месторождениях, cKJloHHblx к горным ударам ° - Л,: ВНИМИ, 1980, с,85-92.

Методические указания по профилактике горных ударов с .учетом геодинамики месторождений. - Л.: ВНИМИ, 1983, с.93-96. (54) СПОСОБ РАЙОНИРОВАНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ l10 СКЛОННОСТИ К ГОРНОТЕКТОНИЧЕСКИМ УДАРАМ (57) Устанавливают для изучаемого ра йона основное направление оси тектоноструктуры сжатия, Затем выявляют.. сопряженные с главной для района тек"

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при прогнозировании удароопасности участков месторождения на стадии геологоразведки,, Известен способ оценки удароопас" ности массива горных пород посредством структурного анализа местоРожде5U 1752980 А1

2 тоноструктурой и углом падения к ее оси, близким к 45+90, сейсмоактивные дизъюнктивы сдвига, имеющие по плоскости сдвига границу 3 раздела двух сред с различной акустической жесткостью. Определяют азимут угла их падения и величину"смещения контактов, Группируют сейсмоактивные дизъюнктивы с одинаковыми азимутами парами и выделяют ограниченные ими эоны, Находят в их пределах все дизьюнктивные нарушения той же ориентации и с границами раздела сред с "различ ной акустической жесткостью. Измеряют амплитуду смещения контактов по этим нарушениям. К участкам с наибольшей вероятностью проявления горнотектонических ударов относят тектоноблоки протяженностью, кратной амплитуде смещения. При этом участки, взаимно перекрываемые этими расстоя" ниями, относят к участкам с повышенной вероятностью проявления горнотектонических ударов. Все остальные участки в пределах тектонобло сов относят к неопасным, 1 ил. ния и прогноза горных ударов по вероятностному признаку приуроченности их к структурным элементам с различным влиянием на прилегающие участки;

1752980 ствие высокого рассеяния частостей возникновения горных ударов в зонах влияния структурных элементов.

Известен способ районирования месторождения по степени удароопасности путем геодинамической оценки структурных особенностей и отнесейия районов месторождения к определенной категории удароопасности. При райони- ið ровании месторождения проводят его геоморфологический анализ, устанавливают границы и характер разльмов, классифицируют блоки по рангам, определяют динамику взаимодействия блоков по плоскостям смещения, реконструируют направление главных напряжений и по балльной шкале устанавливают категорию степени удароопасности по геодинамическому признаку. Не- 20 достаток способа заключается в низкой достоверности прогноза вследствие отсутствия учета геометрии формирования сейсмических волн и взаимодействия тектоноструктур различного 25 ранга, в результате чего отсутствует дифференциация участков внутри тектоноблока по степени удароопасности.

Цель изобретения - повышение достоверности установления участков место- у) рождения по склонности к горнотектоническим ударам за счет разделения их по степени удароопасности внутри тектоноблоков;

Поставленная цель достигается тем, что выявляют сопряженные с главной для района месторождения тектоноструктурой сжатия и с углом падения к ее оси, близким 45+90, сейсмоактивные дизъюнктивы сдвига, имеющие по плос- 4g кости сдвига границу раздела сред с различной акустической жесткостью, определяют азимут их угла падения и величину смещения контактов, группируют сейсмоактивные дизъюнктивы с 4 одинаковым азимутом парами и выделя" ют ограниченные ими зоны, находят в них все дизъюнктивные нарушения той

we ориентации и также с границей раздела сред с различной акустической,® жесткостью, и измеряют амплитуду смещения их контактов, после чего относят к участкам с наибольшей вероятностью проявления горнотектонических ударов тектоноблоки. протяженностью, кратной амплитуде смещения по любому дизъюнктиву зоны э к участкам вероятного их проявления относят части тектоноблоков по обе стороны от каждого дизъюнктива на расстояниях, равных их амплитудам смещения, при этом участки, взаимно перекрываемые этими расстояниями относят к участкам с повышенной вероятностью проявления горнотектонических ударов, все остальные участки в пределах тектоноблоков относят к неопасным.

На чертеже изображена одна из зон, ограниченных парой сейсмоактивных дизъюнктивов с разделением на участки с различной степенью вероятности проявления горнотектонических ударов применительно к Североуральскому бокситовому месторождению, Способ осуществляют следующим образом.

В районе месторождения геоморфологическим анализом рельефа определяют направление оси главной тектоноструктуры сжатия и выделяют сопряженные с ней и ориентированные к этой оси под углом падения, близким 45+

+ 90, сейсмоактивные дизъюнктивы D,, имеющие по плоскости сдвига границу раздела сред с различной акустичес.-. кой жесткостью. Сейсмоактивные дизьюнктивы Р; выделяют, например, по данным измерений сейсмостанций, а границы раздела сред с различной акустической жесткостью по данным геологоразведки. Измеряют азимут угла падения плоскостей контактов 2 дизъюнктивов D,,ïo которым между границами 3 перемещенных литологических слоев определяют величину смещения по контактам h L . Выделенные ! сейсмоактивные дизъюнктивы 0 группируют с одинаковым азимутом парами. и выделяют в районе месторождения ограничиваемые ими зоны, например, зону между дизъюнктивами D i и D<, имеющими величину смещения по контактам Д1. и Д 1.. В каждой зоне находят все дизъюнктивные нарушения низпего порядка d (di d< d ) анало

1 гичной с дизъюнктивами D> ориентации по углу падения (и азимуту

А и с границами раздела сред с различной акустической жесткостью и измеряют по ним амплитуду смещения контактов Ь 1; (Ь1, 61, 61з). Отмечают на геологических разрезах внутри ограниченных зон тектоноблоки .

4 и измеряют их протяженность между плоскостями контактов 2, которую сопоставляют с амплитудами смещения:, ЬЬ, и Ь 1, ° По результатам сопос5 тавления участки в зонах разделяют по вероятности проявления горнотекто" нических ударов в следующей последовательности.

Сначала выделяют целые тектоноблоки 4 протяженностью, кратной амплитудам смещения P,I., либо Ü1, в натуральное число и раз, и относят такие тектоноблоки к участкам 5 с наибольшей вероятностью проявления горнотектонических ударов. На чертеже такой участок расположен между дизъюнктивами D и d< и имеет протяженность 2 61 . Затем выделяют части тектоноблоков по обе стороны от дизъюнктивов D u d на рас1 стояниях, равных амплитудам смещения и 0 1, и относят их к участкам

1 вероятного проявления горнотектонических ударов, На этих частях тектоноблоков участки, взаимно перекрываемые расстояниями 5L; и 51; отйосят к участкам 6 с повышенной вероятностью проявления горнотектоницеских ударов.

Эти участки вклюцают весь текто" ноблок между d и d и часть тектоноблока между d g и Йз, имеющие перекрытие зон h.i., 1, Ь 1,, при этом части участков 6, совйадающие с участками 5 между D и d <, исключают из участков 6, поскольку весь тектоноблок уже соответствует участку 5 с наибольшей вероятностью проявления горнотектонических ударов, Остальные части тектоноблоков по обе стороны от дизъюнктивов О, и d, на расстояниях 0,1. и Ь1, относят к участкам 7 вероятного проявления гор" нотектонических ударов, которым соответствуют участок, прилегающий к D с противоположной стороны на ширину участок по обе стороны от d на ширину Ь 1>, участок по обе сторо" ны от D< на ширину 5 L . Все остальные участки 8 в пределах тектоноблоков относят к неопасным по проявлению горнотектонических ударов. К ним принадлежат участки между D и d за вычетом части тектоноблока на ширину 5L< + Ь1 > и между d< и d за вычетом части тектоноблока на ширину 51 + 6 1 .

Физические предпосылки способа базируются на генетических прицинах возникновения горнотектонических удв" ров, связанных с подвижками блоков литосферных слоев внутри структур

52980 б

i0

55 сжатия и формирования гипоцентров сейсмических событий вдоль плоскостей дизъюнктивов сдвига. В результате срыва по их контактам происходит, мгновенное сжатие приконтактного слоя, что обуславливает формирование упругой волны. Распространение сейсмической волны вызывает упругие колебания пород, частота (длина волны) которых определяется размерами свободных поверхностей на границах дизьюнктивов, т,е. величиной сброса (взброса) - QI. или 5, 1;, При этом фактором, наиболее способствующим возникновению горнотектонических ударов, является формирование стоячей волны.

Такая волна образуется на границе раздела сред с различной акустичес1 кой жесткостью и только в слуцае, когда источник упругой волны расположен на расстоянии, кратном целому числу воли от следующей границы раздела сред. Поэтому тектоноблоки, расположенные между равно оринтированными сейсмоактивными дизъюнктивами

D и 4;, как первицными и вторичными источниками сейсмоизлучений, имеющие протяженность, равную и Ю; или и - Ь 1,, при возникновении сейсмического явления в результате прохождения упругой волны будут испытывать наибольшее динамическое сжатие.

В тектоноблоках протяженностью некратной Ь; или Й1; при наличии участковв, перекрывающихся зона ми Ь I. и 51; также возникают достаточно высокие напряжения, Зоны повышенных напряжений формируются и на участках, прилегающих к дизъюнктивам на расстояниях 1.; или b 1; без взаимного перекрытия, когда око" ло смещения по контактам возникает очаr сейсмических волн двукратного размера. Прогнозирование с учетом выявления зон с различным уровнем напряжений, вызываемых воздействием сейсмоактивных дизъюнктивов, обеспечивает установление участков с различной вероятностью проявления горнотектонических ударов.

Такое выполнение способа позволяет на основе данных разведки геологических структур месторождений повысить достоверность их районирования по склонности к горнотектоническим ударам за счет контроля степени удароопасности в зависимости от геометрии тектонических нарушений и взаимо175298о действия их зон влияния внутри тектоноблоков °

Формула и з о б р е т е н и я

Способ районирования месторождений по склонности к горнотектоническим ударам, включающий определение геоМорфологии земной поверхности и изме рение параметров тектоноструктур с выявлением сейсмоактивных дизъюнктивных нарушений, о т л и ч а ю щ и й= с я тем, что, с целью повышения достоверности установления участков месторождения по склонности к горнотектоническим ударам за счет разделения их по степени удароопасности тектоноблоков, выявляют сопряженные с главной для района месторождения тектоноструктурой сжатия и с углом падения к ее оси, близким ч5+90 сейсмоактивные дизъюнктивы сдвига, имеющие по плоскости сдвига границу раздела двух сред с различной акустической жесткостью, определяют азимут их угла падения и величину смещения контактов, группируют сейсмоактивные дизъюнктивы с одинаковым

5 азимутом парами и выделяют ограниченные ими зоны, находят в них все дизьюнктивные нарушения той же ориентации и также с границей раздела сред с различной акустической жесткостью и измеряют амплитуду смещения их контактов, после чего относят к участкам с наибольшей вероятностью проявления горнотектонических ударов тектоноблоки протяженностью, кратной амплитуде смещения по любому дизъюнктиву зоны, а к участкам вероятного их ,проявления относят части тектоноблоков по обе стороны от каждого дизъюнктива на расстояниях, равных их амплитудам смещения, при этом участки, взаимно перекрываемые этими расстояниями, относят к участкам с повышенной вероятностью проявления горнотектонических ударов, а все остальные

25 участки в пределах тектоноблоков относят к неопасным.