WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

«ГЕОДИНАМИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ ЮЖНОГО КУЗБАССА Монография Кемерово 2006 УДК 551.24; 551.432, 550.34 Лазаревич Т.И., Мазикин В.П., Малый И.А., Ковалев В.А., Поляков А.Н., Харкевич А.С., ...»

-- [ Страница 2 ] --

Районирование территории шахтного поля выполнено комплексом средств морфоструктурного анализа с привлечением широкого спектра геоинформационных показателей изменчивости строения земной поверхности геологической среды включая:

Анализ формы рельефа по материалам топографической и космофотографической документации с выявлением признаков системного строения геологической среды в их светопередаче.

Анализ геометрических форм и элементов залегания геологической среды, имеющих геодинамическую природу (наклоны и кривизна земной поверхности, изменчивость мощности наносов и геологических слоев, особенности гипсометрического строения пластов, положение полей флексурных изменений пластов и т.д.).

Сплайн-анализ малоамплитудной и пликативной нарушенности пластов, как признака его современного геодинамического поведения.

Геофизическая заверка выявленных геодинамически активных разомов.

Процедура трассировки геодинамически активных структур основывалась на выполнении различных форм геометризации рельефа и глубинного строения недр включая: вершинно-базисный и изоморфный анализ, построение каркасной и сетевой моделей рельефа, оценку индекса геодинамической активности по состоянию склоновой эрозии, анализ «напряженности» рельефа по картине изоклин, проведении сегментного анализа овальных изоформ рельефа, анализа каскадных наложений его рисунка.

Морфоструктурные группы геодинамически активных систем и зональное строение недр. Рассмотрим описанные ранее структурные формы строения земной поверхности территории поля шахты «Осинниковская» в порядке преобладающих размеров создаваемых ими морфоструктурных ансамблей на рис. 2.5. На рис. 2.5 использованы следующие условные обозначения:

Геодинамически активные разломы обозначены черными сейсмологических наблюдений показаны розовым цветом.

Красными тонированными кружками обозначены эпицентры сейсмических событий, зарегистрированных Алтае-Саянским филиалом геофизической службы СО РАН за период ноябрьдекабрь 2005 г. В прилагаемых к ним надписях указаны магнитуды их проявлений.

Серой тонированной областью показана территория жилых застроек г. Осинники.

Граница по руслу реки Каландас, разделяющему лесостепную зону Кузнецкой котловины с отрогами Кузнецкого Ала-Тау. Граница эта, проходящая практически вдоль восточной границы шахтного поля, достаточно резко обозначена не только в геологическом строении углевмещающей геологической толщи, но и во всей картине ландшафтного построения земной поверхности, отражающей глубинное строение недр.

Сама эта граница имеет резкий излом в створе русла реки Черная Тальжина, служа обрамлением второй по значимости морфоструктурной группе района месторождения - центральному сопочно-грядовому подняРазл Рис.2.5.Результаты детального геодинамического районирования участка территории Южного Кузбасса в районе г. Осинники (поле шахты «Осинниковская»).

тию, составляющему центральный водораздел двух смежных речных бассейнов рек Кондома и Томь.

Происходившие на стыке рассматриваемых горных блоков тектонические процессы по существу предопределили сложный облик строения недр в надвигающемся западном блоке и его слабую «податливость» в меридиональном направлении, в котором действующие в более поздние периоды природные нагрузки стремились смять уже образованные синклинальные складки в брахискладки.

Центральная сопочная гряда, разделяющая долины рек «Верхняя Тыхта» и «Нижняя Тыхта». Самый протяженный линейный рельефоформирующий элемент земной поверхности, образующий крупнейший на его территории водораздел, протяженностью около 40 км.

На территории шахтного поля представлена протяженной геометрически правильной вершинно-сопочной грядой, имеющей выдержанные линейные формы. Прослеживается в виде протяженной полосы чередующихся положительных форм рельефа (вершин, седловин, см.

рис.2.5) и обрамляющих их пологих склонов. Сопочная гряда разделяет долины рек Белая, Буканай, Каландас, Шартлак, Средняя Кайдапса, Большой Кандалеп, Черная Тальжина.

Контуры описываемой морфоструктуры образуют сложный узел разветвления на участке №2 (бывшее поле шахты «Тайжина») и линейно простираются на участке №1 (бывшее поле шахты «Осинниковская») вдоль русла реки Черная Тальжина. На отдельных участках этой структурой контролируются крупнейшие геологические нарушения шахтного поля, оси брахисинклинальных складок, зоны флексурного поражения пластов и кустовые скопления малоамплитудных разрывов.

Характерно подчиненное положение створного направления сопочной гряды по отношению к руслу реки Черная Тальжина, поскольку конфигурация последней практически на всем е протяжении контролирует очертания гряды, а не наоборот. Все реки, кроме Черной Тальжины, берут начало на склонах сопочной гряды и несут воды в перпендикулярном е створу направлении в долины главных рек (Томь, Кондома). Лишь Черная Тальжина простирается вдоль гряды и западнее поля шахты огибает е западные отроги.

Обращают на себя внимание контрастные различия в характере развития эрозионных процессов на восточных и западных склонах описываемой сопочной гряды, относящихся соответственно к типам крутых («подрезанных» речной долиной) и весьма пологих (эродированных) склонов. Достаточно резкие градиентные отличия в крутизне восточного и западного склонов гряды могут свидетельствовать о различных темпах происходящих на них эрозионных процессов, однако они вполне могут быть объяснены и традиционной для данного типа явлений причиной - подмывом западного берега реки энергией кариолисова ускорения речного потока, движущегося по е руслу.





Таким образом, возможная неотектоническая природа воздымания северо-западного берега реки Черная Тальжина включая Центральную сопочную гряду и находящегося за ней сопочника может быть завуалирована эффектом «подмыва правого берега». Это не исключает возможности развития воздымающих движений территории участка №1, но не может служить их подтвержением.

Мелкосопочник шахтного поля. Третий по значимости структурноморфологический комплекс в районе месторождения представлен ансамблем мелкосопочных форм рельефа, заполняющим участки северовосточнее и западнее Центральной сопочной гряды рис. 2.5.

Примечательно, что северо-восточнее гряды (поле участка №1) сопочник представлен практически линейными конструкциями хребтов и седловин с редкими разветвлениями хребтов на северо-западных отрогах.

Смена хребтов и тальвегов носит практически регулярный характер и обнаруживает полную симметрию.

Подножья гребней разделены узкими лощиноподобными долинами рек Каландас, Буканай, приток Буканая, река Черная, разделенные такими же протяженными и вытянутыми в северо-восточном направлении хребтами (Березовая Грива и др.). Как и гребневидные сопочные образования, все они в морфометрическом плане представляют собой регулярную сеть линеаризованных морфоструктурных элементов, отличающихся значительной протяженностью, слабой искривленностью форм, подобием и согласованностью контуров с осевыми линиями сопочных морфоструктур.

Русла перечисленных малых рек практически нигде не меандрируют в сформированных русловых ложах, а активно подмывают границы созданных ими эрозионных врезов. Представленный тип руслового процесса (называемый ленточно-грядовым) соответствует «недогруженному» (точнее не в полной мере нагруженному) типу потока.

Согласно данным морфоструктурных исследований, отсутствие излучин указывает на высокую интенсивность поступления в поток (http://bedload.narod.ru/MyPapers/9.htm). В отношении геодинамики процесса, данному типу потока соответствует умеренная интенсивность воздымающих геодинамических движений крыльев залегающих в основании русла активных геодинамических нарушений.

Практически регулярный характер сети рек и хребтов наследует структурно-геологическую особенность глубинного строения недр регулярную сеть проходящих на разных глубинах геодинамически активных нарушений. В этой связи достаточно контрастные различия рисунка сопочного рельефа на участках №1 и №2 характеризуют их, как относящихся к разным геодинамически активным системам с преобладанием линеаризованных форм нарушений на участке №1 и комбинации купольных конструкций (овальных, концентрических) с линейными (лучевыми, секущими) на участке №2.

Концентрические структуры овражной сети участка №2. На южном участке шахтного поля сопочная гряда образует разветвленную конструкцию с пятью расходящимися «рукавами», слагающими конфигурацию, близкую к лучевой. Лучевую конфигурацию сопочного рельефа подчеркивают русла рек Каландас, Ср. Кайдапса, Большой Кандалеп, Черная Тальжина, берущих начало на склонах центральной сопочной конструкции участка №2.

С такой же регулярностью описываемая морфоструктура окольцована оврагами на расстояниях около 700, 1000 и 1400 м от е центра. Практически все овраги второго порядка, впадающие в ориентированные в лучевых направлениях русла рек, имеют овальные очертания, многие из них смыкаются в долинах рек в единые овальные сегменты, образуя двух-четырех-звенные сегменты.

Непосредственно в границах шахтного поля просматривается крупная зона северо-западного простирания (параллельно границе юрских отложений), три зоны СЗ-ЮВ простирания и, по меньшей мере, три вложенные концентрические кольцевые структуры. Узлы пересечения указанных зон друг с другом контролируют ареолы распространения флексур.

Главенствующим элементом рельефа является Центральный водораздел, занимающий центральную часть территории района №2 и уходящий на северо-запад вдоль границы, разделяющей районы 1 и 2.

Данный морфоструктурный комплекс контролирует положение одной из крупнейших в Кузбассе сейсмогенных структур – геодинамически активного разлома «Инской».

Геодинамическое районирование поля шахты «Осинниковская»

выполнено на основании пакета документации, предоставленной техническими службами шахты и Угольной Компании "Южкузбассуголь".

База данных использованных методов и процедур районирования составлена с привлечением геологоразведочной, первичной геологической, топографической, маркшейдерской, проектной, технической и технологической документации.

Результаты геодинамического районирования поля шахты «Осинниковская» позволяют дифференцировать это поле на участки с различным характером проявления геодинамической активности недр, исходя из кинематических типов выявленных на его территории геодинамически активных разломов.

На территории шахты дешифрированы пять кинематических типов активных разломов, включая: взбросо-надвиг, взбросо-сдвиг, наклонный взбросо-сдвиг, сброс, сдвиг, и кольцевую тектоническую зону, каждая из которых обладает специфическими формами воздействия на вмещающий их горный массив и проводимые в массиве горные работы.

Относительно равномерное распределение выявленных геодинамически активных нарушений в пределах шахтного поля является признаком системного построения сети с шагом чередования активных нарушений порядка 300-500 м и преимущественной ориентацией их в северо-восточном направлении на территории района №1 (поле шахты «Тайжина») и двухсистемном строении сети в районе №2 с преобладающей ориентировкой разломов в субширотном и субмеридиональном направлениях.

В этой связи необходимо отметить, что главенствующим фактором современного геодинамического режима Южного Кузбасса, очевидно, является единый план развития блоковых деформаций на его территории, включая территорию Осиновского месторождения. Этим режимом продиктована общая особенность кинематических схем движения большинства крупных тектонических блоков Южного Кузбасса в виде сдвиговых смещений участков литосферы в ЮЗ направлении.

Вдоль указанного направления ориентированы большинство активных в современную эпоху разломов и зон линейной концентрации напряжений в регионе. В основном разломы эти представляют собой субвертикальные сдвиги 3-6 масштабных рангов, ограничивающие северозападные и юго-восточные фланги геодинамически активных блоков.

Преобладающими в структуре района №2 поля шахты «Осинниковская» являются геодинамически активные разломы СВ и субширотного простирания. В кинематическом отношении они представляют собой субвертикальные сдвиги, обуславливающие развитие современных малоамплитудных смещений угольных пластов, а также структур, развивающихся в обстановке их интенсивного горизонтального и наклонного сжатия: флексур, кливажа. С повышением проницаемости недр в зонах раздвигов и (фрагментарно) сдвигов образуются зоны повышенных водопритоков в подземные выработки и повышенных газовыделений.

С кольцевыми тектоническими зонами 4 ранга на земной поверхности связывается повышенная газопроницаемость недр, на подземных горных работах - возможная повышенная газоносность угольных пластов на пересечении кольцевых тектонических зон с разрывными нарушениями и разломами, заметное ослабление устойчивости кровли, водопритоки.

С наклонными взбросо-сдвигами 4-6 рангов на земной поверхности связываются возможность деформирования пересекающих их трасс и коммуникаций, находящихся над ними сооружений. На подземных горных работах – развитие малоамплитудной нарушенности недр, явлений внезапных перераспределений горного давления, деформации крепей горных выработок и краевых частей пласта, проявления глубинных толчков и тресков в массиве, внезапных динамических подвижек кровли пластов при их зависаниях, повышенной удароопасности пластов и т.д.

По результатам проведенного геодинамического районирования в границах поля шахты "Осинниковская" выделено 18 геодинамически активных разломов, в том числе 12 нарушений в районе №2. Территорию раскройки пласта Е5 в границах отрабатываемой и планируемых к отработке лав 1-1-5-5, 1-1-5-6, 1-1-5-7 пересекают 9 геодинамически активных зон III-VI рангов.

Все 9 выявленных на этой территории геодинамически активных структур отражают картину глубинного строения недр, поэтому непосредственно в структуре пласта проявлены слабыми структурными изменениями и повышенными концентрациями напряжений. Практически все эти активные зоны на различных участках пересечены горными выработками, пройденными по пласту Е5 и отмечены «кустовыми»

скоплениями малоамплитудных разрывных нарушений ветвящейся конфигурации.

Пересечение каждой их выделенных геодинамически активных структур на участке перспективного развития горных работ сопряжено с рисками их вредного воздействия на условия производства горных работ.

Разлом № 1 («Связной») несет риск развития крупных обрушений и куполения кровли, способствует проявлениям локальных деформаций крепей горных выработок и краевых частей пласта в очистных и подготовительных выработках. Возможны проявления отжима и высыпания угля в призабойное пространство лав.

Разлом № 2 («Широтный») контролирует наиболее сложный в геодинамическом отношении участок отработки лавы 1-1-5-5. Несет риск развития внезапных динамических подвижек кровли пластов при их зависаниях, повышенную удароопасность пластов. Возможно проявление интенсивного заколообразования и куполения пород кровли в призабойной части выработок. Вдоль зоны разлома могут быть проявлены малоамплитудные смещения и подвороты пластов. При пересечении зоны разлома возможно нарастание деформаций крепи горных выработок и краевых частей пласта, периодические проявления отжима и высыпания угля в выработанное пространство. В зонах пересечения разломов возможны проявления глубинных толчков и тресков в массиве, нарастает риск динамических подвижек кровли пластов.

«Створный», «Встречный») несут риски осложнения условий проведения горных работ в виде пучения почвы выработок, изменения угла наклона и мощности пласта Е5, а также слоев вмещающих его пород со стороны почвы и кровли. В местах пересечения разломов возможны внезапные перераспределения горного давления вдоль простирания разломов, деформации крепей горных выработок и краевых частей пласта на локальных участках, малоамплитудные смещения и подвороты пластов.

Вдоль створных направлений разломов возможны проявления отжима и высыпания угля в призабойное пространство лав. В периоды активизации сейсмической активности недр Южного Кузбасса в узлах пересечения разломов возможно проявление глубинных толчков и тресков в массиве.

Разлом №7 (Кольцевая зона 2) способствует нарастанию малоамплитудной нарушенности пласта Е5, особенно на его пересечении с разломом "Сейсмичный". При вскрытии сопутствующих ему малоамплитудных нарушений возможно проявление повышенной газоносности пласта Е5. В примыкающей зоне ожидается ослабление устойчивости кровли, флексурные подвороты пласта, отжимы и осыпи угля.

Разлом № 8 («Сейсмичный») является сопутствующим нарушением одной из крупнейших сейсмогенных структур Кузбасса.

Отображен на карте А.З. Юзвицкого, на схемах сейсмогенных структур В.И.Уломова. На территории шахтного поля маркируется Центральным водоразделом. В его створе возможны периодические нарастания нагрузок на крепь, внезапные посадки кровли, толчки в массиве, систематическая активизация процессов сдвижения. Ввиду его связи с крупными сейсмогенными структурами Кузбасса возможна активизация динамических процессов как реакция на общую сейсмическую обстановку в регионе.

Разлом № 9 («Граничный») представляет риск развития геодинамически нестабильных зон, в которых возможны проявления динамического заколообразования, куполения и обрушения кровли. В примыкающих зонах способствует ослаблению устойчивости краевых частей пласта и пород непосредственной кровли.

Наиболее вредное влияние на условия проведения очистной добычи в лавах 1-1-5-5, 1-1-5-6, 1-1-5-7 окажут зоны пересечения геодинамически активных структур «Связной» «Широтный» «Сейсмичный», «Кольцевая зона 2», с разломами «Встречный», «Створный», «Тальжинский», «Пилотный». По материалам районирования эти зоны квалифицированы в заключении как зоны повышенных геодинамических рисков.

Зоны пересечения геодинамически активного разлома ("Связной") с разломами "Кольцевая зона 3" и 4 ("Встречный") несут риски опасных форм проявления горного давления на завершающих стадиях отработки лав 1-1-5-5, 1-1-5-6, 1-1-5-7, движущихся «на уменьшающийся целик». Прогнозируется возможность динамических форм проявления горного давления (толчков, тресков в кровле и почве пласта) как в самих лавах, так и в предохранительном целике групповых штреков при подходе забоев лав к разлому «Связной». Возможны проявления стреляния и отжима угля из груди очистного забоя, неустойчивое поведение кровли. Имеются риски проявления зон повышенной трещиноватости кровли пласта, газовыделений при вскрытии сопутствующих активным разломам разрывных нарушений, локальных структурных изменений кровли.

Зоны пересечения геодинамически активного разлома ("Широтный") с пятью геодинамически активными структурами №№ 3,4,5,8 ("Кольцевая зона 3", "Встречный", Створный", "Тальжинский", "Сейсмичный"), а также с осью Щелканской синклинали несут риски самообрушений и куполения непосредственной кровли, зависаний и внезапных просадок основной кровли. Не ожидается пересечение лавой крупных протяженных сместителей, но более часто, чем на смежных участках будут попадаться узлы разветвления малоамплитудных разрывов, свойственные «прорастающим» структурам.

Возможно изменение мощности пласта Е5 и мощности слоев литологических разностей пород, находящихся в его почве и кровле.

Зоны пересечения разлома 8 ("Сейсмичный") с геодинамически активными структурами 6 ("Пилотный") и 7 ("Кольцевая зона 2") несут риски динамических форм проявления горного давления, резких изменений действующих на крепь нагрузок, как во времени, так и в пространстве. Возможно негативное отражение "дальних" сейсмических событий, происходящих не только на периферийных участках района месторождения, но и на других территориях Южного Кузбасса.

Зоны пересечения разлома 7 ("Кольцевая зона 2") с геодинамически активным разломом 6 ("Пилотный") несет риск контрастных изменений условий залегания пласта, его флексурных подворотов, кустовых скоплений малоамплитудных разрывов и крупных трещин, структурных изменений кровли на примыкающих участках.

Сопутствующие активным разломам малоамплитудные разрывы в основном будут иметь несогласное с разломами простирание и невыдержанное падение. Прогнозируется повышенное газовыделение при вскрытии сопутствующих активным структурам разрывных нарушений Зоны пересечения разлома 9 («Граничный») с геодинамически активными разломами «Подрусловый», «Пилотный» несут риски кустового проявления малоамплитудных разрывов и крупных трещин, возрастание их амплитуд и газовыделения при вскрытии малоамплитудных разрывов очистными и подготовительными горными выработками. На пересечении активных структур «Граничный» и «Подрусловый» установлены локальные структурные изменения кровли.

Резкая смена мощности песчаника в кровле пласта Е5 в зоне пересечения разломов «Граничный» и «Подрусловый» послужила одной из причин произошедшего крупного обрушения кровли пласта в лаве 1-1-5-5 и связанной с ним аварии, произошедшей 10.04.2004 г.

Вне зон трассировки активных разломов (зон геодинамического риска), и зон их взаимного пересечения (зон повышенного, геодинамического риска) территория районирования характеризуется относительно благоприятными условиями ведения горных работ.

Блок «Связной». Относительно благоприятные условия ведения очистной добычи. Не исключены локальные газовыделения в выработанное пространство. При приближении к предохранительному целику групповых штреков пласта Е5 возможны проявления повышенного горного давления.

Блок «Подотвальный». Относительно благоприятные условия ведения очистной добычи. На отдельных участках могут проявляться газовыделения из угольного пласта и вмещающих пород в выработанное пространство, снижаться устойчивость кровли выработок.

Блок «Мульдовый». Ожидаются незначительные проявления отжима и высыпаний угля из пласта, пучения почвы подготовительных выработок вблизи узла пересечения геодинамически активных структур "Встречный", "Тальжинский", "Пилотный". Не исключены локальные газовыделения в призабойное пространство лав. В отдельных зонах могут потребоваться дополнительные меры поддержания кровли.

Блок «Хребтовый». Относительно благоприятные условия ведения очистной добычи. Эпизодически могут возрасти нагрузки на пласт и крепь горных выработок при активизации разлома "Сейсмичный". Возможно потребуются дополнительные меры поддержания кровли.

Блоки «Подтрассовый», «Склоновый». Относительно благоприятные условия ведения очистной добычи. При вскрытии малоамплитудных нарушений возможны умеренные газовыделения из пласта и вмещающих пород в призабойное пространство. Эпизодически может проявляться нестабильность состояния пласта в зоне разлома "Сейсмичный". На отдельных участках будет встречена слабая, неустойчивая кровля.

Блок «Козыгашка». Ожидается повышенная нарушенность пласта малоамплитудными разрывными нарушениями и крупными трещинами согласного простирания. Риски проявления отжимов и высыпаний угля из обнажений пласта. На восточном фланге возможны повышенные газовыделения в призабойное пространство лав. В отдельных зонах могут потребоваться дополнительные меры поддержания кровли.

Блок «Граничный». Риски проявлений колебаний элементов и условий залегания пласта Е5. По сравнению со смежными участками ожидается более напряженная малоамплитудная тектоника (в основном с амплитудой до 1,5-2,0 м) и флексурная нарушенность пласта. Возможны незначительные проявления отжима и высыпаний угля из обнажений пласта. Не исключены локальные газовыделения в выработанное пространство лав в первую очередь в зонах, примыкающих к разлому "Кольцевая зона 2". На отдельных участках могут потребоваться дополнительные меры поддержания кровли.

2.5.2. Геодинамическое районирование поля шахты «Алардинская»

Геодинамическое районирование осуществлено с применением следующих методов:

дешифрирования аэрокосмоматериалов и топокарт различного масштаба методом последовательной детализации;

построения геодинамических схем района и территории шахтного поля;

производства геофизических работ по заверке результатов дешифрирования разломов и уточнению их фактического положения и степени напряженности горного массива вблизи них.;

Дешифрирование аэрокосмофотоматериалов и топокарт осуществлялось способом последовательной детализации, что обеспечило однозначную дифференциацию структурных элементов по масштабным рангам (от нулевого до девятого). Структурным дешифрированием аэрокосмофотоматериалов были выявлены преимущественно малоамплитудные неотектонические разломы и зоны трещиноватости благодаря их экзогеодинамической и гидродинамической активности в процессе формирования и последующего разрушения современного рельефа. Такие разломы обычно не выявляются традиционными буровыми методами разведки угольных месторождений.

Активные в современную эпоху разломы фиксируются на аэрокосмофотоматериалах и топографических картах по линейной ориентировке эрозионных форм, направленным смещениям различных элементов рельефа, водоразделов, речных долин, которые обычно сопряжены с расположенными на одной линии водораздельными седловинами и перегибами склонов. В ландшафте такие разломы фиксируются благодаря своей гидродинамической активности по цепочкам родников, повышенной увлажненности, вызывающей появление болотной растительности, подтоплению, образованию оползней и оплывин, активизации плоскостного смыва и овражной эрозии.

По результатам дешифрирования аэрокосмофотоматериалов составлена серия геодинамических схем масштабов 1:500 000, 1:200 000, 1:25 000, и масштаба 1:5 000, основное содержание которых составляют сведения о неотектонической нарушенности районируемой территории.

О современной геодинамической активности структурных категорий можно судить по установленным или предполагаемым их кинематическим характеристикам, и оцениваемым визуально на снимках или топокартах на основе комплексов геоморфологических признаков.

Построение геодинамических схем района и территории шахтного поля выполнялось на основе дешифрирования аэрокосмофотоматериалов топокарт различного масштаба начиная с масштаба 1:1 000 000. Геодинамическая схема масштаба 1:1 000 000 и 1:500 000 включает в себя крупные геодинамические блоки (мегаблоки), такие как планетарные, трансрегиональные и региональные блоки I и II рангов. Геодинамическая схема масштаба 1:200 000 включает в себя кроме блоков I и II рангов, также более меньшие по своим размерам блоки III ранга (зональные блоки), выделенные на основе дешифрирования топокарт и аэрофотоснимков масштаба соответствующего масштабу схемы.

Геодинамическая схема масштаба 1:25 000 составляется по результатам инструментального дешифрирования аэрофотоснимков масштаба 1:20 000 и топокарт масштаба 1:25 000. По результатам дешифрирования данной "матрицы" выделяются структурные блоки IV и V рангов, так называемые локальные взбросы, надвиги, поддвиги и так далее. На основе матрицы такого масштаба выделяются также мульды проседания и купольные поднятия. На геодинамическую схему масштаба 1:25 000 наносятся блоки I, II, III, IV и V рангов.

Как уже отмечалось выше, наиболее удобной для использования при проектировании горных работ является геодинамическая схема масштаба 1: совмещенная с планом горных работ шахты. Геодинамическая схема масштаба 1: включает в себя большое количество структурных элементов региональных и зональных рангов, а также, закономерно сопряженных с ними, локальных активных разломов.

Как уже отмечалось выше, наиболее удобной для использования при проектировании горных работ является геодинамическая схема масштаба 1: совмещенная с планом горных работ шахты, которая включает в себя. большое количество структурных элементов региональных и зональных рангов, а также подчиненных им локальных активных разломов.

Малиновка

МАЛИНОВКА

Рис. 2.6. Детальное геодинамическое районирование участка территории Южного Геодинамически активные разломы обозначены черными линиями.

Положение горных работ показано заштрихованными областями.

Красными тонированными кружками обозначены эпицентры слабоэнергетических сейсмических событий, зарегистрированных на районируемой территории за период 1963-1996 гг и 1998-2000 гг.

Тонированной областью показана территория жилых застроек г. Малиновка.

Малоамплитудные активные разломы и зоны линейной концентрации напряжений в массиве установлены в современном рельефе и ландшафте дешифрированием аэрофотокосмоматериалов и дифференцированы по кинематическим и гидродинамическим типам (цифрами на карте указаны ранги структурных элементов).

Таким образом, в пределах рассматриваемого участка по данным геодинамического районирования выявлены следующие неотектонические структуры:

граница блока II ранга-в южной части шахтного поля (на границе вертикальные раздвиги разгрузочного гидродинамического типа, расположенные в юго-восточной и центральной части шахтного наклонные сбросы (преимущественно разгрузочные), один из которых пересекает северную часть шахтного поля (прирезку к шахтному полю) с северо-востока на юго-запад, остальные расположены в северо-западной части прирезки;

наклонный взброс или надвиг (преимущественно экранирующий), расположенный в юго-западной и северной части шахтного поля; наклонные ;

подвиги (преимущественно экранирующие) расположенные в юго-западной и юго-восточной части шахтного поля;

субвертикальные сдвиги и разломы с переменной или не установленной кинематикой и гидродинамикой, пересекающие северную часть шахтного поля (прирезку) в направлении с северозапада на юго-восток;

малоамплитудные неотектонические складчатые структуры представленные мульдами проседания в зонах горизонтального растяжения и купольными поднятиями в зонах и участках относительного сжатия, расположенные в южной и северовосточной части шахтного поля.

Пространственное положение этих структур представлено на рис. 2.6.

Указанные выше структуры прослеживаются от земной поверхности и до глубины 1000 м. В пределы рассматриваемого участка (в пределы горного отвода шахты "Алардинская") границы блоков I, III, IV, V и VI рангов не входят.

Вблизи неотектонических структур, на расстоянии 50 - 100 м от них, а в некоторых случаях и более в массиве может ожидаться повышенный или наоборот пониженный (в зависимости от кинематического типа неотектонической структуры) уровень напряжений, газоносность и газопроницаемость угля и вмещающих пород, повышенные или пониженные инфильтрационные свойства массива.

По данным геодинамического районирования в пределах горного отвода шахты "Алардинская" наибольшим распространением пользуются активные в современную эпоху разломы юго-восточного и северо-восточного простирания 5 и 9 рангов соответственно. Они интерпретируются как субвертикальные сдвиги и разломы. Вблизи этих структур следует ожидать малоамплитудные смещения пласта, флексуры, кливаж, природное заштыбование углей, повышенные водопритоки.

С наклонными взбросами 5 и 6 масштабного рангов прогнозируются малоамплитудные смещения пласта, повышенные водопритоки, неустойчивое состояние пород кровли (образование куполов).

Предполагается, что купольные поднятия, выявленные на поле шахты, должны характеризоваться повышенной опасностью по газодинамическому фактору и горным ударам. Для них также вероятен большой шаг посадки пород основной кровли в следствии интенсивного горизонтального сжатия горных пород в массиве.

Для уточнения фактического геомеханического и газодинамического состояния массива нами проанализирован опыт отработки пластов 1 и 3-3а в зоне купольного поднятия, а также выполнены инструментальные геофизические наблюдения в выработках пласта 3-3а, выполнен анализ газоносности пласта 1 и пласта 3-3а, а также выполнен анализ газообильности выработок по пласту 1.

Опыт отработки лав по пласту 1 в зоне купольного поднятия показал, что никаких осложнений при их отработке не было. При отработке лавы 3-1-27 по пласту 3-3а в зоне купольного поднятия зафиксировано высокое газовыделение, которое привело к остановке лавы на длительный срок для дегазации массива.

Лава 3-1-27 и ее подготовительные выработки характеризуются высокой абсолютной и относительной газообильностью.

Других осложнений при отработке пласта 3-3а не имеется, за исключением того, что при ведении горных работ двухсторонним выемочным полем 18.06.1982, 21.06.1985 и 16.04.1986 в целике между путевым и людским уклонами 1/3 произошли горные удары. Анализ произошедших горных ударов показывает, что все они произошли в зоне ПГД от пласта 1. Удары произошли во время ведения горных работ в лаве 3-1-17 и в выработках водоотлива.

2.5.3. Геодинамическое районирование поля шахты № Морфоструктурные признаки проявления геодинамической активности недр в районе Соколовского месторождения. Площадь шахтного поля №7 имеет ярко выраженные морфологические признаки дискретного строения подстилающей геологической среды в виде:

общих направлений простирания фрагментов речной гидрографической сети (чередование колен СЗ и СВ простирания);

линеаризованной формы овражной сети, имеющей согласованные очертания тальвеговой и водораздельной фрактальных конфигураций;

цепи вершинно-сопочной гряды как крупнейшей морфологической структуры западного фланга территории;

специфического сочетания морфологических элементов молодых и развитых форм эрозии земной поверхности соответственно на восточном и западном склонах упомянутой выше структуры;

распространенности гофрированных форм рельефа земной поверхности на юго-восточных склонах оврагов (вдоль активных наличие кольцевых (и полукольцевых) структурных форм рельефа в центральной части шахтного поля.

Морфоструктурные группы геодинамически активных блоков и зональное строение недр. Рассмотрим перечисленные структурные формы эрозии земной поверхности в порядке преобладающих размеров морфоструктурных ансамблей.

Сопочная гряда, разделяющая долины рек «Верхняя Тыхта» и «Нижняя Тыхта». Самый протяженный линейный рельефоформирующий элемент структуры земной поверхности, выделяющийся в окрестностях поля шахты №7, представлен протяженной геометрически правильной вершинно-сопочной грядой, простирающейся в меридиональном направлении западнее шахтного поля. Прослеживаясь в виде протяженной полосы чередующихся положительных форм рельефа (вершин, седловин) и обрамляющих их пологих склонов, сопочная гряда разделяет долины рек «Верхняя Тыхта» и «Нижняя Тыхта» от южных до северных границ районируемой территории.

Контуры описываемой морфоструктуры касаются границы поля шахты №7 с западной стороны (в районе е северо-западного углового сегмента). На указанном участке они маркируют опофизу Соколовского взброса на участке его коленообразного выступа в сторону шахтного поля.

Сместитель взброса на указанном участке практически совпадает с изгибом подошвы описываемой сопочной морфоструктуры и близким ему по очертаниям контуром русла реки «Нижняя Тыхта».

Обращают на себя внимание контрастные различия в характере развития эрозийных процессов на восточных и западных склонах описываемой сопочной гряды, относящихся соответственно к типам крутых («подрезанных» речной долиной) и весьма пологих (эродированных) склонов.

Достаточно резкие градиентные отличия в крутизне восточного и западного склонов гряды свидетельствуют о существенно различных темпах происходящих на них эрозийных процессов. Они не могут быть объяснены традиционной для данного типа явлений причиной смещением русла реки «Верхняя Тыхта» с подмывом западного берега, поскольку энергия кориолисова ускорения речного потока, движущегося по е руслу, действует здесь в противоположном направлении.

Наиболее вероятной причиной поддержания крутизны западного склона является преобладание воздымающих движений висячего крыла геодинамически активного разлома, залегающего в основании рассматриваемой морфоструктуры, по отношению к его более стабильному лежачему крылу.

Мелкосопочник в окрестности шахтного поля.

Второй по значимости структурно-морфологический комплекс представлен ансамблем мелкосопочных форм рельефа, заполняющим центральный и восточный участки планшета. На указанный морфоструктурный комплекс приходится три четверти территории шахтного поля. Его северную часть занимают две крупных вытянутых в СВ направлении сопки, имеющие гребневидную форму. Южная часть представлена ветвящейся сопочной конструкцией с односторонней перьевой конфигурацией сопочных грядовых ответвлений.

Две сопки северной части планшета отличаются симметричной изоклинальной конфигурацией, изометричными очертаниями в разрезе и согласованным построением в плане. Линии водоразделов имеют практически прямолинейные очертания и выдержанную в одном азимутальном направлении ориентировку (СВ-ЮЗ).

Рис. 2.7. Схема геодинамического районирования участка территории Южного Кузбасса в районе населенных пунктов «Соколово», «Камышанка», «Центральный» Ерунаковского геологопромышленного района (поле шахты №7).

Подножья гребней разделены узкими лощиноподобными долинами рек «Нижняя Саланда», «Средняя Саланда» и «Верхняя Саланда», имеющими не только общие топонимические, но и идентичные морфогенетические признаки. Как и гребневидные сопочные образования все они в морфометрическом плане представляют собой регулярную сеть линеаризованных морфоструктурных элементов, отличающихся значительной протяженностью, слабой искривленностью форм, подобием и согласованностью контуров с осевыми линиями сопочных морфоструктур.

Русла перечисленных малых рек слабо меандрируют в сформированных русловых ложах, подмывая границы созданных ими эрозионных врезов. Представленный тип руслового процесса (называемый ленточно-грядовым) соответствует «недогруженному»

(точнее не в полной мере нагруженному) типу потока.

Южная часть сопочного ансамбля представлена ветвящейся с восточной стороны сопочной грядой, разделенной неглубокими седловинами. Восточный е склон поражен -образными эрозионными структурами, впадающими своими вершинами в овраги и балки долины реки «Челя». Западный склон имеет перьевую структуру, представляя собой череду ответвляющихся от основного стволового ряда сопок дугообразных сопочных гряд, вытянутых в ЮЗ направлении.

В центральной и восточной частях планшета ответвления сопочных гряд имеют короткие дугообразные формы, в его южной части протяженные стрелообразные гряды, выклинивающиеся на склонах долины реки «Нижняя Тыхта». На центральном участке планшета, где грядовые ответвления имеют вид коротких рукавов, между их торцевыми склонами и долиной реки «Нижняя Тыхта» образован специфический морфоструктурный элемент - пологий, протяженный -образный склон опирающийся вершиной на господствующую вершину с отметкой 361,8 м на крайней стрелообразной сопочной гряде до долины реки «Нижняя Саланда». Его характерной особенностью является широкое площадное развитие веерообразных эрозионных форм, имеющих гофрообразную структуру.

Помимо крупных гофр, отображенных на топографическом плане, широкое развитие имеют мелкие гофрообразные формы, обнаруживающие себя лишь на аэрофотоснимках земной поверхности. Они проявляют себя специфической формой многолучевой складчатости даже на вспаханных участках земной поверхности.

Отметим, что гофрированные структуры распространены в районе месторождения достаточно широко и повсеместно, но лишь на описываемом участке они расходятся веерообразно от вершины сопки в разных направлениях. На всех других участках гофры имеют бороздовую форму и залегают параллельно друг другу в СЗ-ЮВ направлении. Для них характерно равномерное распределение, малые размеры (первые десятки и сотни метров).

В отличие от многих других морфоструктурных элементов, получивших развитие на земной поверхности в районе Соколовского месторождения, -образный склон не имеет аналогов в своем ближайшем окружении и является мономорфным образованием. Другой феноменологической морфоструктурой является прилегающее к образному склону с западной стороны центральное купольное поднятие с отметкой вершины 342, 0 м.

Наиболее характерным морфоструктурным комплексом, маркирующим крупные геодинамически активные системы является Западная сопочная гряда, простирающаяся в междуречье рек «Верхняя Тыхта» и «Нижняя Тыхта» у западной границы шахтного поля. Она трассирует один из крупнейших на территории Ерунаковского геологопромышленного района меридиональный геодинамически активный разлом 1 масштабного ранга. Разлом простирается на несколько десятков км (см. схему районирования с топоосновы масштаба 1:200 000 рис.2.7) ограничивая крупный геодинамически активный блок с юго-запада и имеет дугообразную конфигурацию, более свойственную разломам раздвигового типа.

Севернее поля шахты №7 разлом имеет меридиональную ориентировку, плавно меняющуюся в районе шахтного поля на северозападную. По морфоструктурным признакам разлом отнесен к типу взбросовых нарушений, характеризуясь свойственной для данного типа структур широкой зоной сопутствующей трещиноватости и нарушенности вмещающих геологических структур.

У разлома 1 ранга имеется сопутствующая геодинамически активная структура 6 ранга в виде дугообразного сегмента, продолжающего его створ на участке пересечения с разломом «Среднесаландинский». Сопутствующий разлом имеет тот же кинематический тип, близкое к основному разлому меридиональное простирание и (предположительно) общие с ним корневые структуры.

Все разломы взбросового и сбросового типов, относящиеся к разломам 1 - 4 рангов имеют в окрестностях шахтного поля №7 изогнутую дугообразную форму, внешне напоминая части кольцевых структур, расчлененные на отдельные сегменты и рассредоточенные в произвольном порядке. Приблизительный радиус кривизны сегментов составляет порядка 25-30 км. Указанный размер является кратным (приблизительно 1/2) от мощности земной коры на рассматриваемом участке Кузнецкого бассейна, что предполагает активное участие подстилающей геологической среды в развитии главенствующих морфоструктурных форм земной поверхности региона.

По данным И.М. Батугиной и Л.М. Кнуренко на территории Ерунаковского геолого-промышленного района преобладают воздымающие движения земной поверхности с градиентами до 4 мм/год, свидетельствующие в целом об активности его современного геодинамического режима. Непосредственно территория поля шахты № характеризуется минимальными градиентами поднятий 1-2 мм/год, что позволяет рассматривать данную территорию как достаточно стабильную, не подверженную резким колебаниям геодинамического режима.

Ортогональной по отношению к описанной выше морфоструктуре является геодинамически активный разлом СВ простирания, маркируемый на схеме рис.4 долиной реки «Средняя Саланда». По морфоструктурным признакам Среднесаландинский разлом отнесен к разломам 4 ранга.

Несмотря на необычно большую для структур данного масштабного ранга протяженность (более 40 км), разлом является внутриблоковым и в реконструированном иерархическом ряду зависимым от динамического режима пересекающего его юго-западного разлома 1 ранга. На схеме рис.2.7. Среднесаландинский разлом пересекается с ним вблизи границ шахтного поля, образуя в его плоскости левостороннее смещение.

По морфографическим признакам Среднесаландинский разлом можно рассматривать как одно из звеньев более протяженной линеаментной структуры, проявляющей геодинамическую активность не по всей своей протяженности, а лишь на отдельных звеньях. Данный разлом входит в систему генетически близких ему активных нарушений одной с ним геодинамической природы и близкой пространственной ориентации, с которыми он (предположительно) связан едиными корневыми структурами. В зависимости от протяженности и характера соподчиненности разломов, относящихся к указанной системе, они по мере удаления от Среденесаландинского разлома в юго-восточном направлении отнесены соответственно к нарушениям 6,7 и 4 рангов.

В отличие от Среднесаландинского разлома, отличающегося весьма большой протяженностью, сопутствующие ему разломы 6 и 7 рангов (младших рангов в указанном иерархическом ряду) замыкаются на границах активных структурных блоков соответствующего им масштабного ряда (см. рис. 2.7).

Единственной системой активных разломов, проявляющей себя лишь на мелкомасштабных планах (в масштабах всего Ерунаковского геолого-промышленного района или его крупных промышленных зон), является система широтных разломов сдвигового типа. На схеме геодинамического районирования территории промышленного района по топооснове масштаба 1:200 000 дешифрированы следующие разломы широтного простирания:

два широтных разлома 1 ранга;

два разлома 3 ранга;

один широтный разлом 4 ранга.

Они сформировали единую нерегулярную сеть крупных неотектонических структур широтного простирания в центральной части Ерунаковского района. Разломы имеют достаточно выдержанное простирание, весьма большую протяженность (многие десятки км), идентичную схему построения с аналогичными геодинамически активными структурами Северного и Южного Кузбасса.

Господствующее положение указанных структур в иерархическом ряду не следует интерпретировать как признак их геодинамического приоритета (максимальной геодинамической активности или «управляющей» роли в механизме перераспределения неотектонических нагрузок). Как системы старшего возрастного ранга (на них обычно замыкаются молодые внутриблоковые разломы ЮЗ-СВ простирания), в современном геодинамическом режиме они могут играть и подчиненную роль, участвуя лишь в перераспределении нагрузок, создаваемых молодыми и более динамичными системами разломов.

представлены Центральным купольным поднятием в границах шахтного поля и тремя кольцевыми просадочными образованиями восточного фланга месторождения, захватывающими площадь шахтного поля на выходах пластов под наносы (на безопасных глубинах разработки).

Роль таких структурных образований как концентрические купольные поднятия рассматривается в современной геодинамике недр с позиции отражения в них глубинных процессов энерго-массопереноса материала геологической среды и газонасыщенных флюидов из подстилающей угленосной толщи.

Формирование купольной структуры предполагает длительный срок е эволюционного развития от пликативных нарушений под действием воздымающих движений геологических слоев, развития кольцевых и радиальных тектонических нарушений над ядром купольного поднятия, до выхода нарушений на земную поверхность.

Степень неблагоприятного воздействия этих структур на геодинамическое состояние пластов определяет стадия «зрелости»

купольного образования. В начальной стадии, по мере «созревания»

купола происходит газонасыщение его вершинной части, соответственно, увеличение газообильности находящихся над ним участков угольных пластов. В дальнейшем, после выхода «созревшей» купольной структуры на поверхность начинается обратный процесс - дегазация угольных пластов и снижение действовавших в нем геодинамических нагрузок до безопасных уровней.

В этой связи окончательный вывод о состоянии недр в районе концентрического купольного образования может быть сделан лишь по результатам сопоставительных инструментальных наблюдений за состоянием недр в его гипоцентральной зоне и по е периферии, а также анализа состояния газонасыщенности пластов.

Новейшие геодинамически активные структу р ы. В процессе проведения наклонных стволов шахты №7 проявились признаки наличия более молодого, чем рассмотренные выше, геодинамически активного нарушения меридионального простирания, пересекающего под острым углом створ проводимых выработок. В настоящем отчете указанное активное нарушение названо «Секущим» и рассматривается как продолжение другой активной тектонической зоны ранга, прослеженной вблизи северной границы шахтного поля.

Морфометрическим признаком створа указанного нарушения является ответвление линии тальвега (русла реки Нижняя Саланда) у восточного контура участка Горелого пласта 52. Им, в частности объясняется волнистое залегание пласта 52 в районе 18 – 3 разведочной линии и сдвиг створа русла реки «Нижняя Саланда» на север.

Предполагается, что вблизи указанных разломов развита сеть мелкоамплитудных нарушений, некоторые из которых подсечены горными выработками.

Первоначально наличие геодинамически активного разлома «Секущий» было предсказано авторами отчета на основании предварительного геодинамического районирования территории шахтного поля (1997 г.). Впоследствии он был вскрыт наклонными стволами и задокументирован геологической службой шахты. Разлом имеет азимут простирания 200 градусов, в нем отсутствует четко выраженный сместитель. Представлен он в виде системы мелкоамплитудных нарушений, некоторые из которых подсечены горными выработками (вентиляционный штрек 5201, конвейерный ствол, сбойка с конвейерного штрека 5203 на конвейерный ствол, выработки водосборника).

Таким образом, наиболее сложная геодинамическая обстановка на территории шахтного поля складывается в его центре, где пересекаются сразу четыре геодинамически активных системы, причем крупнейшая из них - Нижне-Саландинский разлом обнаруживает смещение по новейшей геодинамически активной системе (разлом «Секущий») с перемещением его восточного крыла на север (см. рис. 2.7).

В соответствии с известными геодинамическими представлениями все выделенные в структуре месторождения геодинамически активные разломы должны рассматриваться как зоны повышенного геодинамического риска при производстве горных работ. Для молодых развивающихся разломов – это наличие повышенных напряжений в зонах прорастающих разрывов. Для сформировавшихся разломов – опасность быстрых внезапных перераспределений напряжений во вмещающей толще пород, концентрированная деформация крепей горных выработок, краевых частей пласта, проявления отжима угля в выработанное пространство, а также глубинных толчков и динамических подвижек кровли и почвы пластов в процессе их отработки.

Наименование Кинематический Нижне- Наклонный Подсечен вентиляционными и саландинский сброс конвейерными штреками лав 5201, Купольное Кольцевая зона Подсечена конвейерным штреком поднятие 7 ранга 5203 и вентиляционным штреком Секущий Взбрососдвиг Подсечен Конвейерным и Путевым Склоновый Сдвиг 8 ранга Подземными выработками не вскрыт.

Овражный1 Сдвиг 7 ранга Горными выработками не вскрыт Овражный2 Сдвиг 7 ранга Горными выработками не вскрыт Вершинный Сброс 7 ранга Подсечен капитальными стволами на Нижнетыхтин Сброс 1 ранга Крупнейшая в границах шахтного Характеристика форм геодинамического риска при выполнении горных работ вблизи активных разломов. Изложенные результаты геодинамического районирования Соколовского месторождения и поля шахты №7 позволяют дифференцировать все поле шахты на участки с различным характером проявления геодинамической, гидродинамической и газодинамической активности недр исходя из кинематических типов выявленных на его территории геодинамически активных разломов.

Как отмечалось выше, на территории шахты дешифрированы пять кинематических типов активных разломов, включая: взбросы, сбросы, сдвиги, взбросо-сдвиги, раздвиги и кольцевые структуры, каждая из которых обладает специфическими формами воздействия на вмещающий их горный массив и проводимые в массиве горные работы.

Относительно равномерное распределение выявленных геодинамически активных нарушений в пределах шахтного поля является признаком системного построения сети с шагом чередования активных нарушений порядка 700-800 м и преимущественной ориентацией их в северо-западном направлении.

В этой связи необходимо отметить, что главенствующим фактором современного геодинамического режима Южного Кузбасса является единый план развития блоковых деформаций на его территории, включая территорию Соколовского месторождения. Им продиктована общая особенность кинематических схем движения большинства крупных тектонических блоков Южного Кузбасса в виде сдвиговых смещений участков литосферы в ЮЗ направлении.

Вдоль указанного направления ориентированы большинство активных в современную эпоху разломов и зоны линейной концентрации напряжений в регионе. В основном разломы эти представляют собой субвертикальные сдвиги 3-9 масштабных рангов, ограничивающие северозападные и юго-восточные фланги геодинамически активных блоков.

Салаирский Кряж как единая геологическая система и отдельные, наиболее жесткие тектонические блоки, залегающие в фундаменте угольного бассейна, оказывают лобовое сопротивление горизонтальному сдвиганию литосферы в юго-западном направлении. Как следствие в фронтальных ограничениях этих блоков формируются дугообразные поддвиги, обращенные выпуклой стороной на СВ. На территории шахтного поля к структурам данного типа относится лишь Нижнетыхтинской разлом 1 масштабного ранга, проявивший себя в верхних структурных этажах как сброс.

Горный отвод шахты №7 расположен в тыловой части аналогичного жесткого блока, фронтальная часть которого дешифрирована на аэрокосмофотоматериалах и топографических картах в виде дугообразного поддвига вдоль СВ склона Караканского хребта. Этим обстоятельством обусловлен относительно стабильный уровень геодинамических напряжений в пределах горного отвода и преимущественно равномерное их распределение в массиве.

Повышение нагрузок возможно лишь на локальных участках шахтного поля вблизи активных в современную эпоху фланговых сдвигов 4-7 масштабного рангов, а также новейших активных разломов 8- масштабного ранга с другой кинематикой (Разлом Секущий, представляющий взбросо-сдвиг). Предполагается также наличие площадной дифференциации газодинамических и некоторых других горно-геологических факторов в связи с наличием локальных малоамплитудных пликативных структур, купольных поднятий и мульд проседания.

Преобладающими в структуре поля шахты №7 являются геодинамически активные разломы СВ простирания. В кинематическом отношении они представляют собой субвертикальные сдвиги, обуславливающие развитие современных малоамплитудных смещений угольных пластов, а также структур, развивающихся в обстановке их интенсивного горизонтального и наклонного сжатия: флексур, кливажа, природного расштыбовывания углей. С повышением проницаемости недр в зонах раздвигов и (фрагментарно) сдвигов образуются зоны повышенных водопритоков в подземные выработки и газовыделений.

С наклонными сбросами 1 и 7 масштабного ранга в СЗ части горного отвода связываются малоамплитудные смещения угольных пластов, повышенные водопритоки, ухудшения качества углей из-за засорения пластов породами кровли и их окисления вблизи проницаемых зон, неустойчивое состояние поверхностей обнажений в горных выработках, особенно при пересечении ими разломов и сопутствующих зон трещиноватости с возможным обрушением пород кровли.

С единичным субвертикальным разломом раздвигового типа ( масштабный ранг) в ЮЗ части горного отвода связывается высокая вероятность интенсивных водопритоков, локально будут встречены зоны ухудшения качества углей, резко снизится устойчивость кровли, при недостаточном шаге установки крепления могут произойти е самообрушения.

Купольное поднятие 7 ранга дешифрировано в западной части горного отвода шахты №7. По указанным выше причинам этой активной структуре шахтного поля было уделено основное внимание при оценке фактора геодинамического риска, поскольку структуры подобного типа характеризуются повышенной опасностью по газодинамическому фактору и горным ударам.

В соответствии со степенью «зрелости» купольных образований в них возникают либо большие зависания кровли (в полях высоких горизонтальных нагрузок) либо тенденции противоположного характера ослабления и куполения кровли (в зонах ослабления налегающей толщи вблизи кольцевых нарушений). И в том и в другом случаях необходимо предусматривать дополнительные меры по управлению состоянием кровли в указанных зонах.

В апокальной части купольного поднятия на детальных аэрофотоснимках дешифрировано локальное понижение в рельефе, которому, очевидно, соответствует выход на земную поверхность субвертикального газодинамического канала, обеспечившего природную дегазацию углей и вмещающих пород. Угли здесь характеризуются катакластической или милонитовой структурой, наложенной минерализацией, а углевмещающие породы – повышенной трещиноватостью. Это подтверждает представленные выше выводы по результатам проведенных инструментальных наблюдений, показавших отсутствие повышенной газодинамики, и слабую геодинамическую активность Центрального купольного образования в современную эпоху.

Кольцевая тектоническая зона с мульдой проседания 7 ранга захватывает крайний восточный угол горного отвода. По большинству параметров воздействия на массив подобные геодинамические структуры отличаются противоположными свойствами по отношению к описанным выше купольным образованиям. Для них свойственна высокая степень природной дегазации углей, малый шаг посадки основной кровли в очистных лавах, склонность к куполению кровли очистных и подготовительных выработок, ухудшение качества углей за счет засорения породами кровли (нептунические дайки), повышенные водопритоки в подземные выработки, окисление углей, наложенная минерализация углей, их предрасположенность к самовозгоранию.

2.5.4. Геодинамическое районирование территории г. Киселевска На примерах среднемасштабной геодинамической карты Нарыкской мульды и крупномасштабной – района г. Киселевск иллюстрируется методика составления таких карт на основе специального дешифрирования активных рельефообразующих разломов как несцементированных зон дробления коренных пород, выраженных в современном ландшафте на АФ-снимках соответствующего масштаба.

Приводятся способы классификации выявленных тектонических нарушений, а также рассматриваются возможности использования подобных карт для нужд горнодобывающей промышленности и в экологических целях.

Геодинамическое строение участка г. Киселевск. Карта этого участка, находящегося в западной сложноскладчатой зоне Кузбасса, составлена в масштабе 1:25 000 путем специального дешифрирования АФснимков масштаба порядка 1:22 000 с визуальным переносом выявленных тектоногенных линеаментов на топографическую основу масштаба 1:25 000 с сечением горизонталей через 5 м. Красочная гипсометрическая карта подготовлена с выделением уровней в 10 м. Такой шаг гипсометрических уровней соответствует примерно 0,1 от разницы в отметках вершин водоразделов этого участка, которые составляют от до 418м. На красочной гипсометрической основе были выделены уровни до 320, 320-330, 330-340, 340-350, 350-360, 360-370, 370-380, 380-390 и более 390 м. Необходимо отметить, что вершин с отметками более 390м (418 и 450м) в площади района не имеется, но они располагаются в непосредственной близости от его западного ограничения.

В результате анализа двух этих совмещенных карт в пределах участка в масштабе 1:25 000 выявились разноуровневые геодинамические блоки с максимальными отметками вершин водоразделов до 350, 360, 370, 380, 390 и более 400 м. (рис. 2.8). Среди разделяющих их межблоковых активных разломов по разработанной нами, выше изложенной методике различаются взбросы, сбросы, сбросо-сдвиги и сдвиги.

Рис. 2.8. Схема геодинамического районирования г. Киселевска.

Тонированные цветные области указывают положение разноуровневых геодинамических блоков (см. усл. обозначенияе на предыдущей странице).

Видимая вертикальная амплитуда рельефообразующих смещений по выделенным разломам составляет от 10 до 50-60 м. Внутри одного из южных геодинамических блоков, кроме того, выделена тектонически ослабленная зона, которая соответствует пологоуклонному прямолинейному отрезку долины р. Тайба, ограниченному субпараллельными внутриблоковыми нарушениями.

В результате анализа совмещенных гипсометрической и карты отдешифрированных активных разломов на рассматриваемом участке в масштабе 1:25 000 выявлено 12 разноуровневых геодинамических блоков.

Здесь различаются блоки шести гипсометрических уровней с максимальными отметками вершин водоразделов до 350, 360, 370, 380, и более 400 м. Эти блоки имеют сегментно-секториальную форму (в единичном случае – трапециевидную). Площади блоков составляют от 3- до 5-6 кв. км.

преимущественно в юго-восточном направлении, указывая на аналогичное расположение максимальной горизонтальной составляющей горного давления. Однако один из крупноамплитудных сбросов на юго-западе района (соответственно и максимум горного давления в опущенном смежном блоке) ориентирован ортогонально в северо-восточных румбах.

Группа разноуровневых геодинамических блоков, ограниченная указанными сбросо-сдвигами, образует здесь полосу пятикилометровой ширины, которая, вероятно, представляет собой единый геодинамический блок более крупного, среднемасштабного ранга.

субпараллельны границам геодинамических блоков и сообразно ориентировке Gmax в большинстве своем являются относительно пригруженными. В отличие от них в долине р. Тайбы в качестве тектонически ослабленной зоны обособляется система разгруженных внутриблоковых разломов, ориентированных субпараллельно направлению максимальной горизонтальной составляющей горного давления в массиве коренных пород района.

В пределах района в масштабе 1:25 000 по морфометрическим и космографическим признакам проявлено свыше150 внутриблоковых разломов. Их «плотность» на 1 кв км при площади рассматриваемой территории около 35 кв км в 20-25 раз больше, чем на карте Нарыкского района в масштабе 1:100 000 и составляет порядка 4-5 на 1 кв. км.

2.6. Анализ сейсмоактивности недр и сейсмогенных проявлений южной территории Кемеровской области на основе сейсмологических данных. Выделение сейсмогенных разломов и За последние полвека проблемы освоения природных богатств Кузнецкого края связывались исключительно с наращиванием мощности горнодобывающих предприятий отрасли, внедрением более интенсивных технологий добычи. Как следствие, недра Кузбасса испытывали все более нарастающее воздействие мощных массовых взрывов, проводимых на крупнейших горнодобывающих объектах бассейна.

Вызываемые этими взрывами мощные импульсные нагрузки на недра уже на протяжении нескольких десятилетий рассматриваются как самостоятельный фактор сейсмического риска. Рассеиваясь и поглощаясь вмещающей геологической средой, сейсмическая энергия взрывных работ на протяжении длительного времени вызывает в ней медленные и необратимые изменения.

2.6.1. Эволюция сейсмогенных процессов в эпоху освоения Перемещение из недр бассейна миллиардов кубометров горной массы инициируют развитие компенсационных процессов заполнения созданных в недрах вакантных пустот породами вмещающей геологической среды. С течением времени локальные процессы энергомассопереноса, направленные на восстановление естественного равновесного состояния нарушенных структур геологической среды, разрастаются до масштабов крупных промышленных зон Кузбасса. По мере их развития происходит оживление древних и формирование новых геодинамически активных структур.

В структурном отношении недра центрального и южного Кузбасса представлены мощной угленосной толщей позднепалеозойских осадочных отложений, залегающих в центре Кузнецкой котловины и разбитых густой сетью продольных разломов. Сеть активных разломов рассекает и смежные горные системы - Кузнецкий Алатау и Салаирский кряж, окаймляющие Кузнецкую котловину с северо-востока и юго-запада.

Своими корневыми структурами большинство из этих разломов связаны с крупнейшими планетарными сейсмогенными структурами Алтае-Саянского сейсмоактивного региона. Продолжительное воздействие горных работ на эти разломы инициировали их естественные сейсмогенные проявления вокруг промышленных зон, повысили сейсмичность недр, как отклик на происходящие в Кузбассе масштабные техногенные процессы.

Произошедшая в сентябре-октябре 2003 г. серия крупных АлтаеСаянских землетрясений имела в районе их эпицентров значительные разрушительные последствия и ощущалась практически на территории всей западной Сибири. Эпицентры землетрясений находились в районе поселка Кош-Агач, в 300 км южнее границы Кемеровской области.

Балльность произошедших 27 сентября и 1 октября сейсмических толчков по шкале Рихтера на территории Кузбасса составляла до 3-4.

На протяжении полутора месяцев после их проявления в районе эпицентров постоянно отмечались сейсмические события с балльностью 3в эпицентрах с числом до 1-5 событий в сутки с умеренной тенденцией на их затухание. Балльность этих толчков по шкале Рихтера на территории Кемеровской области составляла до 1 в центральной и северной территориях области и до 2 баллов вблизи е южной границы. В полной мере сейсмическая обстановка в Алтае-Саянском регионе до настоящего времени не стабилизировалась.

Сейсмическое воздействие прокатившихся по Кузбассу землетрясений надолго нарушило равновесное состояние недр региона и по ряду объективных признаков вызвало необратимые изменения в строении недр. Испытавшие интенсивное влияние этих землетрясений объекты химической и металлургической промышленности, здания, сооружения, подземные выработки и затапливаемые шахты в ближайшей перспективе должны рассматриваться как зоны повышенного геодинамического риска.

Сейсмическое районирование территории области основывается на выделении зон фактического проявления сейсмогенных свойств выявленных разломов и зон возможного проявления этих свойств в реальной перспективе. Основу его составляет анализ структур группирования очагов произошедших сейсмических событий, с учетом их глубинности и энергетических характеристик.

2.6.2. Положение сейсмогенных разломов В.И.Уломова на территории районирования. Их связь с промышленными мегаполисами В соответствии с новой версией карты сейсмического районирования России ОСР – 97 (руководитель – чл. корр.

АН Узбекистана В.И. Уломов), учитывающей новейшие тенденции и обобщенные параметры развития сейсмологических процессов, территория Кузбасса отнесена к 7-8 балльной зоне сейсмичности по сравнению с 6-5 балльной по ранее действовавшей шкале (см. рис.1.1).

Существенное повышение балльности Кузбасса, как уже отмечалось, связано с ростом показателя сейсмической активности его территории, на которой ежегодно фиксируются сотни землетрясений невысокого энергетического класса «К» (К = lg E, Дж ).

Достаточно резкое повышение статуса сейсмоопасности территории Кузбасса, как крупнейшего промышленного мегаполиса Сибири, представляет собой новые реалии современного состояния недр региона, требующие решения проблем контроля геодинамической безопасности его недр. Даже в современной методике районирования ОСР-97 неучтенными оказались многие и исключительно важные для Кузбасса слагаемые энергетики недр. В этой связи отметим:

На развитие естественных сейсмических процессов в Кузбассе активное влияние оказывает деятельность его крупнейших промышленных центров и, прежде всего, крупных объектов угледобычи. Их мощная энергетическая нагрузка на недра ускоряет естественные тектонические процессы, происходящие в геологической среде, т.к. она «подпитывает» развитие систем крупных активных разломов на территории области, начинающих со временем проявлять сейсмогенные свойства.

Периодически возникающие локальные проявления огромного количества землетрясений низкого энергетического класса с малой глубиной гипоцентров связаны с рождением и развитием во промышленных объектов новых сейсмогенных разломов. Природа таких землетрясений требует исследований на основе, в первую очередь, постоянных наблюдений на сети сейсмостанций горнотектонических ударов, крупных горных ударов и внезапных выбросов угля и газа на угольных шахтах. По мере углубления горных работ усиливается сейсмическая составляющая энергии горных ударов, представляющая самостоятельную сейсмическую опасность для прилегающих территорий.

В оценках сейсмического риска территории Кузбасса на основе действующей схемы сейсмического районирования ОСР- особого адресного учета и контроля требуют объекты повышенной сейсмической опасности, включая ответственные технологические линии химического и металлургического производства, не допускающие деформаций и толчков с балльностью выше 3-4.

2.6.3. Энергетическое воздействие сейсмических событий на промышленные и жилые объекты Кемеровской области В обобщенном виде пространственное распределение эпицентров крупных землетрясений в самых густонаселенных территориях центрального и южного Кузбасса показано на рис. 2.1.

В рисунке структур группирования эпицентров землетрясений отчетливо выделяется направление ЗЮЗ-ВСВ, субпараллельное границам Кузбасса. Также можно заметить приуроченность рассеянных землетрясений к субширотным разломам направления ЮЮЗ-ССВ, в том числе Пеньковскому, Барнаульско-Сорочинскому, Кытмановскому, Ташелгино-Темирскому.

Концентрация землетрясений отмечается на отрезках субмеридиональных разломов - южная часть Мартайгинского разлома и его ответвлений (приблизительно 88°), южной части Кузнецкого Алатау (приблизительно 89° - 89°30') и Инского разлома (около 87°). Дуговые структуры по рисунку расположения эпицентров выделить затруднительно, по-видимому, землетрясения связаны с ним лишь на тех участках, где они совпадают с генеральным направлением.

В целом распределение эпицентров землетрясений на территории Кемеровской области достаточно неравномерно, северная часть в сейсмическом отношении более спокойная, чем южная. Наибольшая концентрация землетрясений отмечается в окрестностях Новокузнецка и Прокопьевска, именно в этом районе произошли крупнейшие исторические землетрясения с магнитудами M 6, I и наиболее сильные землетрясения последних лет (M = 3,5-4).

Также можно отметить миграцию зон сейсмической активности – наиболее сильные землетрясения последних лет смещены на юго-запад по отношению к историческим землетрясениям и, особенно, землетрясениям 60-80-тых годов ХХ века. В настоящее время наиболее сильные землетрясения сосредоточены в южной части Кузбасса и в районе Таштагола.

Одной из важнейших характеристик воздействия сейсмических волн на промышленные и жилые объекты является суммарный поток энергии и повторяемость сейсмических воздействий. Для различных строительных и технических задач необходимы различные оценки.

Для капитальных сооружений со сроком использования сотни лет важнее всего долгосрочные оценки, включающие самые крупные землетрясения, которые возможны за эти сроки. Поэтому, при построении карт изолиний выделения сейсмической энергии мы учитывали крупнейшие события всех каталогов, начиная с исторического (начиная с начала 19 века).

Полученная карта плотности выделения энергии за 200 лет (изолинии обозначают десятичный логарифм плотности энерговыделения в Дж/км2) представлена на рис. 2.9. Как легко видеть, область максимального энерговыделения e = 108-1011 Дж/км2 характеризует область наиболее активных сейсмопроявлений, внутрь которой попадают города Новокузнецк, Прокопьевск, Киселевск и Осинники. На ее восточной границе находится город Междуреченск.

Хотя энергия является наиболее информативным показателем, тем не менее, неточность ее определения очень сильно сказывается на значениях е и приводит к существенным искажениям. Например, события энергетических классов 9 и 9,5, как правило, трудно различить при измерениях сейсмических волн, а интенсивности колебаний для землетрясений этих классов почти не различаются между собой, однако при суммировании энергии одно событие класса 9,5 учитывается как три события 9 класса.

Поэтому представляется более продуктивным использовать другую величину, тесно связанную с энергией. Речь идет о высвобождающейся деформации, пропорциональной квадратному корню из энергии. Изолинии логарифма высвобожденной деформации (в условных единицах) за тот же период показаны на рисунке 2.10.

Услов ные обозначения Рис.2.9. Плотность энерговыделения за 200-летний период Представленные на схеме изолинии обозначают десятичный логарифм плотности энерговыделения в Дж/км Условные обозначения Рис.2.10. Плотность высвобождения деформации за 200-летний период (величины деформаций заданы в условных единицах, В целом карты близки между собой, некоторые изменения, в первую очередь, относятся к опасным зонам «второго ранга» в районе г.Таштагола и г. Крапивинский.

Обе карты показывают направления наибольшей сейсмичности. На рис. 2.10 также просматривается основное направление ЗЮЗ-ВСВ, три поперечных субширотных разлома и, в меньшей степени, два или три субмеридиональных разлома в южной части карты.

Для текущих задач важно не только энерговыделение при сейсмических событиях, но и сейсмическое воздействие промышленных взрывов. В основу анализа были положены данные подробных каталогов за последние годы (1988-1995 и 1998-2000 гг.), причем рассматривались полные каталоги без какой-либо селекции. Графики плотности выделения энергии и высвобождения деформаций в год на квадратный километр показаны на рис. 2.11 и 2.12. Для получения положительных значений логарифмов деформаций условные значения по отношению к рисунку 2. умножены на 100.

Полученные значения характеризуют сейсмические нагрузки, которые испытывают здания и другие сооружения в течение года. В отличие от предыдущего случая, между картами, представленными на рисунках рис. 2.11 и 2.12, существуют заметные различия. Согласно карте распределения энергии, наибольшую нагрузку испытывают сооружения в районе г.Прокопьевска, а по количеству высвобожденной энергии – в районе г.Междуреченска. Также карта деформации показывает большую нагрузку в районе г.Кемерово. Природа этих расхождений связана с тем, что высвобожденная деформация в большей степени зависит от кратности нагрузок. Как нам представляется, при невысокой балльности кратность нагрузки имеет большее значение, чем суммарная мощность выделения энергии.

Однако в целом, обе построенные карты показывают высокую нагрузку практически для всей территории Кузбасса, особенно его южной части. При этом вклад промышленных взрывов оказывается не меньше, чем вклад естественной сейсмичности.

Услов ные обозначения Рис.2.11. Плотность мощности энерговыделения от промышленных взрывов. Представленные на схеме изолинии обозначают десятичный логарифм плотности энерговыделения в Дж/км Услов ные обозначения Рис.2.12. Плотность накопленных деформаций геологической среды от воздействия промышленных взрывов (величины деформаций заданы в условных единицах,. пояснения в 2.6.4. Особенности структур группирования очагов сейсмических событий вокруг промышленных зон и крупнейших Как было показано в предыдущих разделах, основные направления, по которым локализуется сейсмичность, в настоящее время не полностью совпадают с направлениями разломов, выделенными в подразделах 2.2 и 2.3. Точнее, одно субширотное направление (ЮЮЗ-ССВ), к которому принадлежат Пеньковский, Барнаульско-Сорочинский, Кытмановский, Ташелгино-Темирский и другие разломы, отчетливо просматривается на схемах расположения сейсмических событий.

Активность субмеридионального направления в последние годы существенно снизилась, а дуговые разломы видны на картах эпицентров сейсмических событий в малой мере, в основном в тех местах, где они принимают направление ЗЮЗ-ВСВ, наиболее отчетливо проявляющееся на этих схемах.

Для анализа выявленных для последних лет расхождений обратимся к космоснимкам различных масштабов, чтобы понять природу различий.

Проведенный анализ космофотоснимков масштаба от 1:22000 до 1:10000000 и результатов их дешифрирования, выполненных различными авторами, привел к следующим результатам.

На космофотоснимках самых крупных масштабов (1:22000 до 1:100000) линеаменты направления ЗЮЗ-ВСВ выявляются в основном локально в виде коротких отрезков и интерпретируются, главным образом, как внутриблоковые разломы, в редких случаях – как межблоковые, разделяющие геодинамические блоки с характерными размерами 2-5 км. Наиболее широко они представлены в южной части междуречья Тайбы и Тайды.

На космофотоснимках средних масштабов (1:200000 – 1:500000) наиболее заметны субмеридиональные и дуговые разломы, но начиная с масштаба 1:500000 линеаменты направления ЗЮЗ-ВСВ начинают проявляться в виде широких полос (cм. рис. 2.13). При этом в отличие от наиболее крупномасшабных снимков, эти полосы имеют длинные линии, пересекающие весь снимок.

На самых мелкомасштабных космофотоснимках (1:1000000 – 1:10000000) линеаменты отмечаются, как минимум, с той же отчетливостью, как и субмеридиональные и дуговые.

Область распространения линеаментов направления ЗЮЗ-ВСВ захватывает не только Кемеровскую область и ее ближайшие окрестности, но и все соседние регионы.

В то же время на космофотоснимках всех масштабов линементы направления ЗЮЗ-ВСВ видны менее отчетливо, чем линеаменты субширотного направления ЮЮЗ-ССВ.

На рисунке 2.8 сделана попытка выделить на мелкомасштабном космофотоснимке основные линеаменты направлений ЗЮЗ-ВСВ и ЮЮЗССВ в Кемеровской области и соседних регионах. Разумеется, не все выделенные линеаменты являются разломами, однако сопоставление с различными тектоническими схемами и картами расположения эпицентров землетрясений показывает, что многие из них несут признаки сейсмически или геодинамически активных структур.

Рис. 2.13. Основные линеаменты направлений ЗЮЗ-ВСВ и ЮЮЗ-ССВ в Кемеровской области и соседних регионах Следует отметить, что те же основные направления разломов характерны не только для Кемеровской области, но и для всего АлтаеСаянского сейсмоактивного региона.

На основании расположения наиболее мощных сейсмических событий конца 90-тых-начала 2000-ых годов в Кемеровской области и в ее окрестностях на космофотоснимке выделены основные линейные структуры, с которыми, на наш взгляд, связаны эти события. На рис. 2. выделены лишь те структуры, с которыми связаны землетрясения. При достаточно высокой плотности очагов землетрясений, уверенно ложащихся на прямую (реже - дугообразную) линию, на карту наносились даже прерывистые структуры, выделение которых без сведений о землетрясениях было бы весьма проблематичным.

Разумеется, нет оснований утверждать, что абсолютно все показанные на рис. 2.14 линеаменты являются разломами, однако связь их с гипоцентрами землетрясений позволяет считать, что большую часть из них можно с высокой степенью надежности отнести именно к дизъюнктивной тектонике.

Белой линией на рис. 2.14 показан отрезок субмеридионального Мартайгинского разлома, на пересечении которого с разломами указанных направлений произошла значительная часть землетрясений в Южном Кузбассе. Отметим также, что и остальные сейсмические события в большой мере приурочены к узлам пересечения разломов двух основных направлений.

Увеличение отчетливости проявлений разломов направления ЮЮЗ-ССВ по мере перехода к более мелким масштабам указывает, что разломы этого направления являются более глубинными структурами, чем квазимеридиональные и дуговые разломы, чья проявленность в рельефе, наоборот, снижается при переходе к более мелким масштабам.

Отмечены тенденции перехода сейсмической активности к более глубоким и протяженным геодинамически активным разломам, слабо проявленным в рельефе. Местами передачи энергии от крупных сейсмических событий служили малые разрывы, связанные с глубинными разломами данных направлений. Возможно, в силу указанной особенности после Таштагольского и Прокопьевского землетрясений не происходили землетрясения более крупного энергетического класса. Однако фиксировались в большом количестве землетрясения низкого энергетического класса с малыми глубинами гипоцентров. В целом данное явление нуждается в более подробном изучении.

Исходя из этих соображений, а также местоположений эпицентров самых сильных и слабых землетрясений, можно высказать следующую гипотезу: участки совпадения, или, точнее, соединения поверхностных и глубинных разломов, расположенные близко к местам ведения горных работ, являются каналами передачи сейсмических процессов от неглубоких очагов к более глубоким и удаленным.

Рис. 2.14. Основные линеаменты, с которыми связаны сейсмические события на территории Кемеровской области В самом простом виде сейсмичность вблизи горных работ можно рассматривать как подвижки по разломам, вызванные в первую очередь не усилением сдвигающих сил, а ослаблением сжимающих за счет выемки породы в одном из крыльев разлома. Произошедшие подвижки вызывают перераспределение напряжений и появление мест концентрации напряжений на следующих участках разлома, более удаленных от места ведения горных работ в вертикальном или горизонтальном направлениях.

Чем большую область захватывает данный процесс, тем выше вероятность вспарывания разломов на больших участках и на больших удалениях от места ведения горных работ. Естественно, распространение данного процесса затухает с удалением от места ведения горных работ, однако продолжение ведения горных работ, с одной стороны, и наличие подготовленных очагов будущих землетрясений не позволяет этому процессу быстро затухнуть.

Выводы За все время наблюдений, о котором имеются исторические свидетельства (около 300 лет), самым мощным было повышение сейсмической активности на рубеже XIX и XX веков, когда на территории Кузбасса наблюдались 2 землетрясения с магнитудой 6, вызвавшие 7-балльные сотрясения. Более поздние и, по-видимому, более ранние повышения сейсмической активности не сопровождались столь сильными землетрясениями.

За период инструментальных наблюдений (с начала 60-тых годов ХХ века) наблюдалось три фазы повышения сейсмичности – в 1964гг., в 1985-1989 гг., и с 1998 (или 1997 г.) по настоящее время, а наибольшая сейсмическая активность наблюдалась в 1988 году.

Самые крупные наблюдавшиеся землетрясения относились к энергетическому классу (магнитуда 4-4.5). Последнее повышение сейсмичности является самым длительным. Оно включает как суммарно, так и в течение года, наибольшее количество землетрясений 9-11 энергетических классов, но в отличие от предыдущих, пока не вызвало ни одного землетрясения 12 класса.

Начиная с середины 60-тых годов начинает сказываться новый фактор роста сейсмичности – частые сейсмические события низкого энергетического класса и малых глубин гипоцентров (а с начала 80-тых идет резкий рост такой сейсмичности), продолжающийся по настоящее время и принимающий характер локальных «роений» в районах промышленных центров в зонах активных разломов (Междуреченск, Осинники, Полысаево, Таштагол, Кочура и т.д.).

Происходящие серии низкоэнергетических сейсмических событий, воздействуя на горный массив, препятствуют накоплению напряжений и подготовке наиболее крупных землетрясений.

Возможно, в этом состоит одна из причин отсутствия сейсмических событий выше 11 энергетического класса при последнем повышении сейсмической активности. В то же время стягивание сейсмических событий к местам ведения горных работ одновременно ведет к росту балльности сотрясений в городах и не снижает опасности для населения. Иначе говоря, растет вероятность (частота) сотрясений низких классов и снижается вероятность сотрясений высоких классов по шкале MSK-64.

Как было показано в предыдущих главах отчета, Кузбасс имеет сложное тектоническое строение, пересечен множеством разломов различных направлений, из которых основными являются субширотные направления ЮЮЗ-ССВ, субмеридиональные и дуговые разломы. Основная сейсмичность Кемеровской области до середины 80-тых годов была в основном связана с субширотными разломами и южными отрезками субмеридиональных разломов.

Влияние дуговых разломов на сейсмичность практически не отмечается.

С середины 80-тых годов началось изменение пространственного рисунка расположения эпицентров землетрясений. Основная сейсмическая активность в настоящее время связана в основном с более глубокими и слабо проявленными на поверхности разломами направления ЗЮЗ-ВСВ и, в меньшей степени, субширотными разломами направления ЮЮЗ-ССВ. Среди субмеридиональных разломов сейсмическая активность сохранилась только у южной части Мартайгинского разлома. Наиболее опасными местами являются пересечения разломов различных направлений.

Наиболее сейсмоопасным районом Кемеровской области является южная часть Кузбасса, в первую очередь район городов Новокузнецка, Прокопьевска, Киселевска и Осинники. На ее восточной границе наиболее опасным районом является Междуреченск. В этом районе, с одной стороны, произошли самые крупные исторические землетрясения, а с другой стороны, здесь же в настоящее время располагаются эпицентры слабых сейсмических событий в большом количестве. Другим опасным местом является район Таштагола, где широко развита сейсмичность низких энергетических классов, природа которых требует изучения.

Особая длительность современного повышения сейсмичности, повидимому, связана с ростом общей сейсмичности Алтае-Саянского региона и активизацией сейсмических процессов на всей планете, а ее особый характер (большое количество событий 9- энергетических классов при отсутствии событий 12 класса) – с большим вкладом слабых землетрясений в сейсмические процессы.

Тем не менее, в 2005 году появились признаки снижения сейсмической активности, и, возможно, в ближайшие год-два следует ожидать окончания затянувшегося периода сейсмической активности. Судя по опыту предыдущего периода повышения сейсмичности, наиболее мощные сейсмические явления произошли именно в конце периода и даже в первые годы после него, поэтому в ближайшие годы вероятны сейсмические события 11-12 классов, предположительно в районе ведения горных работ, активизирующих естественные тектонические процессы.

Переход сейсмической активности на более глубокие разломы существенно зависит от того, какая система разломов будет наиболее активна. При возвращении сейсмической активности к менее глубоким разломам можно ожидать возможность появления землетрясений с магнитудой 5 и 6-7-балльными сотрясениями вблизи мест ведения горных работ. Такие землетрясения могут нанести существенный ущерб сооружениям, расположенным на подработанных территориях, слабых грунтах и в местах расположения ослабленных разломов низких рангов.

2.7. Прогноз распределения современных полей напряжений в выделенных разломах Южного Кузбасса методами Естественное поле напряжений в области разрабатываемого месторождения полезного ископаемого является результатом взаимодействия всех элементов блочной структуры геологической среды.

Взаимное смещение и деформирование блоков определяют природное напряженное состояние массива горных пород, нетронутого горными работами. При оценке напряженного состояния участков месторождения необходимо учитывать различные факторы, такие как прочностные и деформационные свойства литологически разных пород, разнообразие размеров и форм блоков, пластов, залежей и т.д.

В реальных условиях невозможно учесть все блоки различного ранга и для конкретной ситуации достаточно принять во внимание лишь блоки, сопоставимые с характерными размерами решаемой задачи. Для условий решаемой задачи – это размеры очагов землетрясений, составляющие от сотен метров до первых километров. Блоки, размеры которых значительно превышают указанные характерные размеры, учитываются граничными условиями на внешней границе области или на бесконечности. Блоки же, размеры которых значительно меньше рассматриваемых в задаче, могут быть учтены интегрально, через свойства пород.

При математическом моделировании нетронутого напряженного состояния массив горных пород рассматривается как блочная структура, образованная разрывными нарушениями. Часто сами блоки рассматривают как упругие и считают, что все необратимые пластические процессы сконцентрированы на контактах блоков. В зависимости от типа нарушения (сдвиг, сброс, взброс, разрыв и т.п.) на контактах блоков задаются различные условия взаимодействия - от полного сцепления, до полного проскальзывания.

Особенность задач о системах взаимодействующих блоков состоит в том, что число границ (контактов) существенно больше, чем в обычных задачах, решаемых численными методами. Необходимость учета взаимодействия на всем множестве контактов приводит к резкому увеличению объема задачи, что отражается на точности вычислений.

Поэтому целесообразно использовать метод граничных интегральных уравнений (ГИУ) и такие методы вычислений, которые наилучшим образом приспособлены к учету упомянутой особенности.

Этой цели могут служить специальные формы ГИУ, содержащие только те величины, которые характеризуют контактное взаимодействие, а именно - усилия на взаимодействующих поверхностях и взаимные смещения (а не сами предельные значения смещений). Здесь существенно то, что в них фигурируют предельные значения неизвестных слева и справа от границы. При этом одни из неизвестных - силы остаются непрерывными. Другие же сопряженные с ними смещения - испытывают разрыв.

Однако, очень важно то, что в соотношения на контактах эти неизвестные обычно входят не произвольным образом, а только в линейной комбинации предельных значений или функций от такой линейной комбинации. Это позволяет заметно сократить объем вычислений при решении задачи, если надлежащим образом воспользоваться упомянутым фактором.

Контактные условия на границах блоковых структур в массиве горных пород. Свойства контактов во многих случаях в решающей степени определяют характер деформирования блочного массива.

Поэтому, прежде всего, необходимо остановиться на сути и форме представления контактных условий.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 
Похожие работы:

«М.А. Титок ПЛАЗМИДЫ ГРАМПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ БАКТЕРИЙ МИНСК БГУ 2004 УДК 575:579.852 М.А. Титок Плазмиды грамположительных бактерий.—Мн.: БГУ, 2004.— 130. ISBN 985-445-XXX-X. Монография посвящена рассмотрению вопросов, касающихся основных механизмов копирования плазмид грамположительных бактерий и возможности их использования при изучении репликативного аппарата клетки-хозяина, а также для создания на их основе векторов для молекулярного клонирования. Работа включает результаты исследований плазмид...»

«Б.П. Белозеров Фронт без границ 1 9 4 1 - 1 9 4 5 гг. (Историко-правовой анализ обеспечения безопасности фронта и тыла северо-запада) Монография Санкт-Петербург 2001 УДК 84.3 ББК Ц 35 (2) 722 63 28 И-85 Л. 28 Белозеров Б.П. Фронт без границ. 1941-1945 гг. ( и с т о р и к о - п р а в о в о й а н а л и з о б е с п е ч е н и я б е з о п а с н о с т и ф р о н т а и тыла северо-запада). Монография. - СПб.: Агентство РДК-принт, 2001 г. - 320 с. ISBN 5-93583-042-6 Научный консультант: В.Ф. Некрасов —...»

«Российская Академия Наук Институт философии Т.Б.ДЛУГАЧ ПРОБЛЕМА БЫТИЯ В НЕМЕЦКОЙ ФИЛОСОФИИ И СОВРЕМЕННОСТЬ Москва 2002 УДК141 ББК 87.3 Д–51 В авторской редакци Рецензенты: доктор филос. наук В.Б.Кучевский доктор филос. наук Л.А.Маркова Д–51 Длугач Т.Б. Проблема бытия в немецкой философии и современность. — М., 2002. — 222 c. Монография посвящена рассмотрению решений проблемы бытия, какими они были даны в философских системах Канта, Гегеля и оригинального, хотя недостаточно хорошо известного...»

«МИНИСТЕРСТВО ЭКОЛОГИИ И ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ УКРАИНЫ Н.А. Козар, О.А. Проскуряков, П.Н. Баранов, Н.Н. Фощий КАМНЕСАМОЦВЕТНОЕ СЫРЬЕ В ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ФОРМАЦИЯХ ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ УКРАИНЫ Монография Киев 2013 УДК 549.091 ББК 26.342 К 18 Рецензенти: М.В. Рузіна, д-р геол. наук, проф. (Державний ВНЗ Національний гірничий університет; В.А. Баранов, д-р геол. наук, проф. (Інститут геотехничной механики им. П.С. Полякова); В.В. Соболев, д-р техн. наук, проф. (Державний ВНЗ Національний гірничий університет)....»

«Е.Е. ЧЕПУРНОВА ФОРМИРОВАНИЕ, ВНЕДРЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЦЕССОВ СИСТЕМЫ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА ПРЕДПРИЯТИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ОРГАНИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ Тамбов Издательство ГОУ ВПО ТГТУ 2010 Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тамбовский государственный технический университет Е.Е. ЧЕПУРНОВА ФОРМИРОВАНИЕ, ВНЕДРЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЦЕССОВ СИСТЕМЫ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА ПРЕДПРИЯТИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ОРГАНИЧЕСКОЙ...»

«В.Г.Садков, В.Е. Кириенко, Т.Б. Брехова, Е.А. Збинякова, Д.В. Королев Стратегии комплексного развития регионов России и повышение эффективности регионального менеджмента Издательский дом Прогресс Москва 2008 2 ББК 65.050 УДК 33 С 14 Общая редакция – доктор экономических наук, профессор В.Г.Садков Садков В.Г. и др. С 14 Стратегии комплексного развития регионов России и повышение эффективности регионального менеджмента /В.Г. Садков, В.Е. Кириенко, Т.Б. Брехова, Е.А. Збинякова, Д.В. Королев – М.:...»

«Ю. В. КУЛИКОВА ГАЛЛЬСКАЯ ИМП Е Р И Я ОТ ПОСТУМА ДО ТЕТРИКОВ Санкт-Петербург АЛЕТЕЙЯ 2012 У ДК 9 4 ( 3 7 ).0 7 ББК 6 3.3 (0 )3 2 К 90 Р ец ен зен ты : профессор, д.и.н. В.И.К узищ ин профессор, д.и.н. И.С.Ф илиппов Куликова Ю. В. К90 Галльская империя от П остума до Тетриков : м онография / Ю. В. Куликова. — С П б.: Алетейя, 2012. — 272 с. — (Серия Античная библиотека. И сследования). ISBN 978-5-91419-722-0 Монография посвящена одной из дискуссионных и почти не затронутой отечественной...»

«УДК 577 + 575 ББК 28.04 М82 Москалев А. А. Старение и гены. — СПб.: Наука, 2008. — 358 с. ISBN 978-5-02-026314-7 Представлен аналитический обзор достижений генетики старения и продолжительности жизни. Обобщены эволюционные, клеточные и молекулярно-генетические взгляды на природу старения. Рассмотрены классификации генов продолжительности жизни (эволюционная и феноменологическая), предложена новая, функциональная, классификация. Проанализированы преимущества и недостатки основных модельных...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО Сочинский государственный университет туризма и курортного дела Филиал ГОУ ВПО Сочинский государственный университет туризма и курортного дела в г. Нижний Новгород Кафедра Реабилитологии РЕАБИЛИТАЦИЯ И СОЦИАЛЬНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ ЛИЦ С ОТКЛОНЕНИЯМИ В СОСТОЯНИИ ЗДОРОВЬЯ Коллективная монография Нижний Новгород 2010 2 ББК К Реабилитация и социальная интеграция лиц с отклонениями в состоянии здоровья: коллективая монография / под ред. Е.М....»

«Санкт-Петербургский университет управления и экономики Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет Н. М. Пожитной, В. М. Хромешкин Основы теории отдыха САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УПРАВЛЕНИЯ И ЭКОНОМИКИ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Н. М. Пожитной, В. М. Хромешкин ОСНОВЫ ТЕОРИИ ОТДЫХА Монография Под общей редакцией доктора экономических наук, профессора, заслуженного деятеля науки РФ А. И. Добрынина...»

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ В. Д. Бордунов МЕЖДУНАРОДНОЕ ВОЗДУШНОЕ ПРАВО Москва НОУ ВКШ Авиабизнес 2007 УДК [341.226+347.82](075) ББК 67.404.2я7+67ю412я7 Б 82 Рецензенты: Брылов А. Н., академик РАЕН, Заслуженный юрист РФ, кандидат юридических наук, заместитель Генерального директора ОАО Аэрофлот – Российские авиалинии; Елисеев Б. П., доктор юридических наук, профессор, Заслуженный юрист РФ, заместитель Генерального директора ОАО Аэрофлот — Российские авиалинии, директор правового...»

«~1~ Департамент образования и науки Ханты-Мансийского автономного округа – Югры Сургутский государственный педагогический университет Е.И. Гололобов ЧЕловЕк И прИроДа на обь-ИртышСкоМ СЕвЕрЕ (1917-1930): ИСторИЧЕСкИЕ корнИ СоврЕМЕнныХ эколоГИЧЕСкИХ проблЕМ Монография ответственный редактор Доктор исторических наук, профессор В.П. Зиновьев Ханты-Мансийск 2009 ~1~ ББК 20.1 Г 61 рецензенты Л.В. Алексеева, доктор исторических наук, профессор; Г.М. Кукуричкин, кандидат биологических наук, доцент...»

«1 Л.В. Баева Ценностные основания индивидуального бытия: опыт экзистенциальной аксиологии Монография 2 УДК 17 (075.8) ББК 87.61 Б Печатается по решению кафедры социальной философии Волгоградского государственного университета Отв. редактор: Омельченко Николай Викторович – доктор философских наук, профессор (Волгоград) Рецензенты: Дубровский Давид Израилевич – доктор философских наук, профессор (Москва), Столович Лев Наумович – доктор философских наук, профессор (Тарту, Эстония) Порус Владимир...»

«Е.И. ГЛИНКИН ТЕХНИКА ТВОРЧЕСТВА Ф Что? МО F (Ф, R, T, ) (Ф, R, T) МС ИО Ф ТО T R T Когда? ТС Где? R Тамбов • Издательство ГОУ ВПО ТГТУ • 2010 УДК 37 ББК Ч42 Г542 Рецензенты: Доктор технических наук, профессор ГОУ ВПО ТГТУ С.И. Дворецкий Доктор филологических наук, профессор ГОУ ВПО ТГУ им. Г.Р. Державина А.И. Иванов Глинкин, Е.И. Г542 Техника творчества : монография / Е.И. Глинкин. – Тамбов : Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. – 168 с. – 260 экз. ISBN 978-5-8265-0916- Проведен информационный анализ...»

«Л.Т. Ж у р б а • Е. М. М а с т ю к о в а НАРУШЕНИЕ ПСИХОМОТОРНОГО РАЗВИТИЯ ДЕТЕЙ ПЕРВОГО ГОДА ЖИЗНИ Москва. Медицина. 1981 ББК 56.12 УДК 616.7+616.89]-0.53.3 Ж У Р Б А Л. Т., МАСТЮКОВА Е. М. Нарушение психомоторного развития детей первого года жизни. — М.: Медицина, 1981, 272 с., ил. Л. Т. Журба — кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник кафедры нервных болезней II М О Л Г М И им. Н. И. Пирогова. Е. М. Мастюкова — доктор медицинских наук, старший научный сотрудник Института...»

«А.Г. ТКАЧЕВ, И.В. ЗОЛОТУХИН АППАРАТУРА И МЕТОДЫ СИНТЕЗА ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ НАНОСТРУКТУР МОСКВА ИЗДАТЕЛЬСТВО МАШИНОСТРОЕНИЕ-1 2007 УДК 539.216 ББК 22.3 Т484 Р е ц е н з е н т ы: Доктор физико-математических наук, профессор ТГУ им. Г.Р. Державина Ю.И. Головин Доктор технических наук, профессор МГАУ им. В.П. Горячкина С.П. Рудобашта Ткачев, А.Г. Т484 Аппаратура и методы синтеза твердотельных наноструктур : монография / А.Г. Ткачев, И.В. Золотухин. – М. : Издательство Машиностроение-1, 2007. – 316 с. –...»

«Светлана Замлелова Трансгрессия мифа об Иуде Искариоте в XX-XXI вв. Москва – 2014 УДК 1:2 ББК 87:86.2 З-26 Рецензенты: В.С. Глаголев - д. филос. н., профессор; К.И. Никонов - д. филос. н., профессор. Замлелова С.Г. З-26 Приблизился предающий. : Трансгрессия мифа об Иуде Искариоте в XX-XXI вв. : моногр. / С.Г. Замлелова. – М., 2014. – 272 с. ISBN 978-5-4465-0327-8 Монография Замлеловой Светланы Георгиевны, посвящена философскому осмыслению трансгрессии христианского мифа об Иуде Искариоте в...»

«Е.А. Урецкий Ресурсосберегающие технологии в водном хозяйстве промышленных предприятий 1 г. Брест ББК 38.761.2 В 62 УДК.628.3(075.5). Р е ц е н з е н т ы:. Директор ЦИИКИВР д.т.н. М.Ю. Калинин., Директор РУП Брестский центр научно-технической информации и инноваций Государственного комитета по науке и технологиям РБ Мартынюк В.Н Под редакцией Зам. директора по научной работе Полесского аграрно-экологического института НАН Беларуси д.г.н. Волчека А.А Ресурсосберегающие технологии в водном...»

«ББК 74.5 УДК 0008:37 С 40 Системогенетика, 94/ Под редакцией Н.Н. Александрова и А.И. Субетто. – Москва: Изд-во Академии Тринитаризма, 2011. – 233 с. Книга подготовлена по итогам Первой Международной коференции Системогенетика и учение о цикличности развития. Их приложение в сфере образования и общественного интеллекта, состоявшейся в г. Тольятти в 1994 году. Она состоит из двух разделов. Первый раздел представляет собой сборник статей по системогенетике и теории цикличности развития,...»

«КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АЛЬ-ФАРАБИ А.Б. ТЕМИРБОЛАТ КАТЕГОРИИ ХРОНОТОПА И ТЕМПОРАЛЬНОГО РИТМА В ЛИТЕРАТУРЕ Монография Республика Казахстан Алматы 2009 УДК 821.09 ББК 83.3 Т 32 Рекомендовано к печати Ученым советом филологического факультета Казахского национального университета имени Аль-Фараби Рецензенты: доктор филологических наук, профессор, академик Академии гуманитарных наук Республики Казахстан Б.К. Майтанов; доктор филологических наук, профессор, академик МАИН Н.О....»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.