WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |

«старые» следы скольжения

После подвижки при горно-тектоническом ударе

Угол

аз.пад/

уг.пад

1

Граница блоков 1-1 (нарушение 25-25)

25

10

15

28/20

2

2-й Северный сброс

115

125

10

12/16

3

Граница блоков 5-5 (нарушение 6-6)

10

4

Апофиза 3-го Северного сброса (нарушение 7-7)

100

90

10

28/20

5

Восточный сброс

70

75

5

9/18

Таким образом, «оживлению» нарушений на данном руднике Урала, находящегося на участке 3 степени по геодинамической опасности, способствуют, кроме высоких тектонических напряжений дополнительные факторы: унаследованность поля напряжений и периодическое влияние давления воды в плоскостях тектонических нарушений.

  • На участках 2-й степени геодинамической опасности, таких как северный Кузбасс или восточный Донбасс, горно-тектонические удары не были отмечены, но произошли землетрясения в период ликвидации шахт.

По мнению автора, повышение уровня техногенной сейсмичности в период ликвидации шахт является следствием их затопления и провоцирования тем самым подвижек по крупным тектоническим нарушениям. Механизм землетрясений при затоплении шахт имеет общие черты с описанным выше механизмом горно-тектонических ударов и с механизмом землетрясений при заполнении водохранилищ и кратко заключается в следующем.

а

б

в

Рис. 5 Тектонофизическая модель горно-тектонических ударов на СУБРе (а, б) и угольной шахте Бейпяо (в)

- 1; -2; - 3; - 4; - 5; - 6; - 7;

- 8; - 9; ; - 10.

1-тектонические нарушения; 2-граница блоков; 3-направление смещения крыла нарушения при горно-тектоническом ударе; 4-приподнявшееся крыло нарушения при горно-тектоническом ударе; 5-направление максимального сжатия в регионе; 6-направление современных касательных напряжений на смесителях нарушений; 7-кинематический тип нарушения; 8-гипоцентр горно-тектонического удара; 9-номера нарушений; 10-отработанное рудное тело.

На участках земной коры 2-й степени геодинамической опасности горизонтальные напряжения являются максимальными, но недостаточными для того, чтобы вызвать толчкообразные смещения по сместителям крупных нарушений (границам блоков), даже если они расположены благоприятно к направлению действия главных напряжений. По окончании ведения горных работ массив пород, подвергшийся техногенному воздействию, представляет собой разуплотненную структуру, с системами трещин, по которым передается гидростатическое давление при подъеме воды в затапливаемой шахте. Из-за повышения давления воды нормальное сжатие крыльев затапливаемых нарушений постепенно уменьшается, что приводит к уменьшению механического контакта между ними. Это вызывает, в свою очередь, изменение траекторий главных нормальных напряжений вблизи сместителя в силу чего сдвигающие силы вдоль его плоскости возрастают. В какой-то момент растущие сдвигающие напряжения при уменьшающемся нормальном сжатии крыльев и вызывают внезапную подвижку по нарушению.

Например, в шахте «Анжерская» были отработаны пласты Десятый, Андреевский, Коксовый. На момент закрытия она имела глубину более 700 м, площадь шахтного поля около 4 км2. Затопление шахты началось в 1995 г., скорость подъема воды составляла в среднем 10 м/мес. В апреле 1997 г., когда подъем воды в шахте превысил 200 м, произошли землетрясения с М = 2,0 энергетического класса К = 7,3.

Тектонофизический анализ основных крупных дизъюнктивов шахтного поля показывает, что все они, за исключением крутопадающих запад-северо-западного простирания, расположены в плоскостях, близких к, т.е. благоприятно для развития по ним смещений и искривления осей главных напряжений вдоль плоскостей сместителей, табл. 3.

Таблица 3.

Тектонофизические условия для дизъюнктивов поля шахты «Анжерская».

Нарушение

Аз

пад.

Угол

пад.

1

32

70

0,97

0,7-0,77

2

25

80

0,97-0,99

0,8-0,84

3

240

70

0,82-0,5

0,53-0,59

4

300

75

0,99

0,75-0,77

Согласный

взброс

282

45

0,97-0,61

0,35-0,55

В диссертационной работе рассчитано, что при искривлении осей главных напряжений вблизи сместителей нарушений 1-4 (табл. 3) превышение сдвигающих сил над силой трения составит 12–18 МПа, что сопоставимо с прочностью нарушенного массива. Таким образом, напряжений, действующих вдоль плоскостей затопленных сместителей нарушений шахты «Анжерская», вполне достаточно для толчкообразного деформирования массива, нарушенного ведением горных работ.

В табл. 4 систематизированы условия, способствующие возникновению опасности горно-тектонических ударов при разработке месторождений на участках 2 – 4-й степени геодинамической опасности.

Таким образом, результаты исследований автора по особенностям проявления горно-тектонических ударов (техногенных землетрясений) на участках земной коры 2 – 4-й степеней геодинамической опасности позволяют отметить и сформулировать две закономерности:

  • смещение крыльев региональных дизъюнктивов при горных ударах на рудниках и шахтах происходит в направлении действия современных касательных напряжений тектонического регионального поля напряжений на их сместителях;
  • чем выше степень геодинамической опасности участка земной коры, тем меньше условий должно выполниться для реализации опасности горно-тектонических ударов с подвижками крыльев нарушений.

Таблица 4

Условия, способствующие возникновению опасности горно-тектонических ударов на участках 2 - 4-й степеней геодинамической опасности

Степень геодинамичес­-

кой опасности

Условия

2-я

3-я

4-я

ПРИРОДНЫЕ

Наличие крупных дизъюнктивных нарушений

да

да

Да

Унаследованность современного поля напряжений

да

да

не обязательно

Благоприятное расположение дизъюнктивов к осям напряжений

да

скорее да, чем нет

не обязательно

ТЕХНОГЕННЫЕ

Наличие больших выработанных пространств

да

да

Да

Гидростатическое давление воды в плоскостях сместителей

да

не обязательно

не обязательно

В главе 9 рассматривается закономерность отражения в массиве границ блоков разных рангов (четвертое научное положение).

На более чем 30 объектах в период с 1981 по 2006 гг. автором были выполнены специальные сопоставительные работы по установлению геологической (тектонической) выраженности границ блоков в горном массиве на рудных и угольных месторождениях России, Украины, Китая, на нефтяных месторождениях, на объектах Московской области.

Всего изучено несколько сотен разноранговых границ блоков, из них более 50 –ти на поверхности и в горных выработках, остальные – на поверхности и путем сопоставления с имеющимися геолого-геофизическими данными. Результаты исследований границ блоков, выделяемых при геодинамическом районировании, позволяют говорить о четырех типах их проявления в горном массиве (табл. 5).

В табл. 6 показана установленная автором связь этих типов со степенью геодинамической опасности участка земной коры.

Из табл. 6 следует, что тектоническая выраженность границ блоков постепенно нарастает при снижении ранга и повышении степени геодинамической опасности участка земной коры. Например, границы блоков I ранга на участке 1 степени выражены как границы 3 и 4-го типов, а на участке 4 степени как границы 1, 2, 3 и 4-го типов, т.е. тектонически более отчетливо. Таким образом, отмечается закономерность отражения в массиве границ блоков разных рангов: чем выше степень геодинамической опасности участка земной коры, тем более отчетливо проявляется дизъюнктивная выраженность границ блоков каждого из рангов в горном массиве.

Таблица 5

Типы тектонической выраженности границ блоков I-V рангов в массиве

Тип

Характер выраженности

1

Единый сместитель разрывного нарушения или серия субпараллельных сместителей

2

Серия чередующихся сместителей, расположенных друг за другом вдоль одной линии или кулисообразно смещенных

3

Линейные зоны развития мелких различно ориентированных сместителей, либо зоны развития сквозной трещиноватости и мелких нарушений с преобладанием трещин определенного направления

4

Линейные зоны изменения ориентировок основных систем трещин и значений их густот

Глава 10 посвящена доказательству закономерности нарастания геодинамической опасности от участков 1-й к участкам 4-й степени геодинамической опасности (пятое научное положение).

Таблица 6

Типы тектонической выраженности (по табл. 3) границ блоков I-IV рангов на участках различной степени геодинамической опасности

Степень опасности участков

I ранг

II ранг

III ранг

IV ранг

I

3-4

2-4

2-4

2-4

II

2-4

2-4

2-4

2-4

III

2-4

2-4

1-4

1-4

IV

1-4

1-4

1-4

1-4

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»