Опасное развитие геодинамической обстановки в г. Нижний Тагил, причины, последствия и возможные мероприятия по ее смягчению

    Нижне-Тагильская градопромышленная агломерация является уникальной в том, что в городе с 500-тысячным населением наблюдается обострение геодинамической обстановки, обусловленной сильной тектонической нарушенностью района, отнесенного к зоне земной коры с 6-7 бальными землетрясениями, и техногенным воздействием от значительного объема горных работ на Высокогорском, Лебяжинском, Гальяновском и других месторождениях. В настоящее время энергия геодинамических событий достигает 1010 Дж и ожидается 1012 - 1013 Дж.

    Наиболее энергетически мощными геодинамическими событиями в зоне техногенного воздействия считаются горно-тектонические удары и техногенные землетрясения.

    В результате техногенных процессов в массиве горных пород могут измениться три параметра, способствующие уменьшению времени подготовки события:

    Техногенные землетрясения являются следствием того, что указанные три параметра изменения состояния массива горных пород накладываются на подготавливаемый естественным путем очаг землетрясения.

    Большую роль в строении Тагильского района принадлежит разрывным нарушениям [1].

Рис. 1. План г. Нижний Тагил: 1 - Высокогорское месторождение;   2 - Лебяжинское; 
3 - Естюнинское;  4 - Гальяновское;  5 - Турьинский разлом; 6 - Главный разлом; 
7 - Тимано-Кокчетавская тектоническая зона

Рис. 1. План г. Нижний Тагил: 1 - Высокогорское месторождение; 2 - Лебяжинское; 3 - Естюнинское; 4 - Гальяновское; 5 - Турьинский разлом; 6 - Главный разлом; 7 - Тимано-Кокчетавская тектоническая зона

    Все крупные разломы района являются долгоживущими, глубокого заложения. На ранних стадиях они определяют размещение фракций осадочных и вулканических образований, при становлении интрузий положение и ориентировку контактов, а в целом форму массивов, на поздних стадиях - размещение зон метасоматитов и рудных тел, а затем разделение их на отдельные блоки. Новейшие движения по разрывам проявляются в уступах нижней границы площадных кор выветривания (до нескольких сот метров), в появлении неравновесных участков речных долин и формирований высоких эрозийных террас.

    Основным из субмеридианальных нарушений является региональный Туринский разлом, представляющий собой крупный разрыв, проявляющийся в системе сближенных параллельных надвигов и взбросов больших амплитуд (около 1 км). Восточные блоки везде надвинуты на западные. Разлом отделяет Тагильский железорудный район (Тагильский сиенит-диоритовый массив), располагающийся в Лозвинско-Ревдинской моноклинали, от расположенного восточнее меднорудного, приуроченного к Туринско-Верхнетагильской синклинали. Этот разлом представляет собой зону повышенной трещиноватости и рассланцевания мощностью от 5-10 м до 200 м и падает на восток под углом 70-80°. Он выделен непосредственно в зоне горных работ Лебяжинских месторождений известняков и магнетита, а также картировочными скважинами.

    Другим крупным хорошо изученным является разлом Главный, имеющий северо-восточное простирание, прослеживающийся от южного фланга Лебяжинского месторождения через северную часть Высокогорского месторождения. Между Лебяжинским и Высокогорским месторождениями разлом пересекает у плотины Выйский пруд, а непосредственно к югу от лебяжинского - р. Тагил. Южнее на протяжении одного километра к нему тяготеет левый борт долины р. Выя. Падение плоскости сместителя юго-восточное под углом 70-80°.

    В районе Высокогорского месторождения Главный разлом на глубоких горизонтах (на глубине 670 м) пересекает все стволы и выработки руддвора шх. Магнетитовой и представляет собой зону рассланцованных пород вдоль смесителя, заполненную глинисто-щебенистым материалом мощностью до 3.0 м. На верхних горизонтах мощность смесителя не превышает 1.0 м. Выполнен он здесь хлоритизированными породами с глинкой трения.

    Третьим крупнейшим нарушением является Тимано-Кокчетавская тектоническая зона с оперяющими ее нарушениями, которая предположительно проходит вдоль реки Тагил около деревни Евстюниха и северо-восточной оконечности Нижне-Тагильского пруда. Эта зона горными работами не вскрыта.

    В Тагильском железорудном районе горные работы ведутся уже 270 лет. За это время на западной окраине г. Нижний Тагил вынут карьерами и шахтами 221 млн.м3 и перемещено в отвалы и хвостохранилища 93 млн.м3 горной массы. В дополнение к этому предстоит вынуть на Высокогорском месторождении (шх. Магнетитовая) до 50 млн.тонн (12 млн.м3) и на Естюнинском месторождении (шх. Естюнинская) до 274 млн.т (72 млн.м3) магнетита, а на Гальяновском месторождении 50 млн.м3 известняков.

    Особенно крупные по масштабам горные работы ожидаются на шахте Естюнинская, где массив горных пород будет нарушен очистными работами до глубины 1000 м и в длину 4000 м с возможным вскрытием крыла Тимано-Кокчетавской тектонической зоны.

    Естюнинское месторождение является уникальным с точки зрения геомеханических характеристик массива горных пород. Так прочность на сжатие в образце составляет:

    Уже на глубине 400 м первоначальные напряжения в массиве составляют:

    Выемка рудных тел мощностью 10-50 м с углом падения 40-60° производится этажно-камерной системой с податливыми не несущими потолочинными и междублоковыми целиками [2]. Площади камер по висячему боку составляют 4-190 тыс.м2. Если целики удалось сделать не удароопасными, при четком выполнении проектных заданий, то выработки бурового горизонта и днища подвержены чрезвычайно высоким сжимающим напряжениям, которые на их контуре при отработке гор. -120 м достигают 350-450 МПа, а гор.-500 м - до 660 МПа. Следствием такого высокого напряженного состояния массива и конструктивных элементов являются горные удары (ГУ), горно-тектонические удары и техногенные землетрясения (ТЗ). В таблице ниже приведены характеристики наиболее крупных геодинамических явлений, оцененные экспертно по аналогии с массовыми взрывами, т.к. регистрирующей аппаратуры на шахте нет.

Параметры взрывов и геодинамических явлений

№№ Дата Взрыв Геодинамическое явление
Время Эквивалент ВВ, тонн Время Эквивалент ВВ, тонн Тип
1 10.08.1991 18:55 85 22:25 - ГУ
2 05.09.1991 - - 19:55 8-10 ГУ
3 03.07.1994 08:00 50 08:30

08:40

08:55

-

-

-

ГУ

ГУ

ГУ

4 11.07.1994 07:30 13 11:47 13 ГУ
5 19.02.1995 08:50 98 10:30 100 ТЗ
6 20.02.1995 - - 11:00

11:04

98

98

ТЗ

ТЗ

7 28.01.1997 - - 08:35 30 ТЗ
8 24.06.1997 - - 07:55 30 ГУ
9 12.10.1997 - - 07:45 5 ГУ
10 13.04.1998 - - 17:10

(5 толчков)

50 ГУ
11 15.04.1998 - - 00:10

(2 толчка)

- ГУ
12 14.05.1998 - - 16:40 10 ТЗ
13 04.07.1998 - - 22:15 40 ТЗ
14 14.07.1998 - - 19:30 - ГУ
15 25.07.1998 - - 06:55 - ГУ
16 02.08.1998 08:00 50 08:00 20 ГУ
17 11.07.1999 08:00 69 08:32 69 ТЗ
18 01.09.1999 - - 13:50 - ГУ

    Геодинамическое явление № 5, № 6, № 7, № 12, № 13 и № 17 можно классифицировать как техногенное землетрясение, т.к. в горных выработках на шахте разрушений не отмечено, а 20.02.95 кроме шахты сильные толчки ощущали в деревне Естюнинская, где отмечались нарушения печей. Это соответствует эквиваленту 6-и бального землетрясения. Аналогичные толчки 28.01.97 и 11.07.99 были зафиксированы на шахте и особенно ощутимы были в поселке Песчаный карьер и на мясокомбинате. Все вышеуказанные участки находятся над Тимано-Кокчетавской тектонической зоной.

    Наибольшие тектонические напряжения в районе г. Екатеринбурга, Н. Тагила, Кушвы и Краснотурьинска действуют по азимуту 123-155°, а Тимано-Кокчетавская тектоническая зона имеет азимут 145°. Это создает благоприятные условия образования скалывающих напряжений по этой зоне.

    В результате проводимых в ИГД УрО РАН исследований установлено, что за последние 30-50 лет скорости деформации земной коры на Урале составляют (1.2 - 1.6) 10-6 год-1. Такие скорости характерны и для сейсмически активных областей. Подготавливаемые в результате этих деформаций естественные землетрясения излучают энергию от 109 до 1015 Дж и самое мощное землетрясение готовится за период около 300 лет [3].

    На Урале за последние 250 лет произошел ряд землетрясений силой 7 баллов и в том числе в районе г. Нижний Тагил шести бальные землетрясения в 1832 и 1841 годах [4].

    Судя по техногенным землетрясениям в районе шахты Естюнинская, которые можно посчитать форшоками, крупный горно-тектонический удар на шахте может спровоцировать землетрясение по Тимано-Кокчетавской тектонической зоне с энергетикой 1011 - 1012 Дж.

    Знакопеременные сейсмические колебания в свою очередь могут облегчить срез по разлому Главный, т.к. одно его крыло ослаблено выработанным пространством Высокогорского месторождения на глубину 700 м, а другое крыло - выработанным пространством Лебяжинского месторождения на глубину 600 м, а расстояние между ними составляет 3.7 км.

    Одновременно с геодинамическими явлениями в районе разработки Естюнинского месторождения, определенная активизация геодинамических процессов имеет место и на Высокогорском месторождении, разрабатываемом шахтой Магнетитовой. Последняя подвижка, происшедшая на шахте по взбросо-сдвигу Среднему и обнаруженная в выработках Восточно-Ревдинского участка шахты Магнетитовой на горизонтах -130 м, -210 м и -370 м относятся к разряду горно-тектонических ударов небольшой магнитуды. Оно сопровождалось 04.02.2000 г. толчком, ощущаемым человеком, и подвижками по нарушению, достигшими 150-200 мм на гор. -130 м. Истинные максимальные значения подвижек не известны из-за ограниченности доступа к плоскости нарушения.

    Ранее в 1973 году, аналогичное явление фиксировалось на этом же взбросо-сдвиге в районе 21 геологического блока на гор. -50 м. В тот период подвижки фиксировались на меньшем участке и достигали до 100 мм.

    Основная причина происшедших подвижек связана с естественной активностью тектонических нарушений, определяющих строение Высокогорского месторождения. Современные подвижки по взбросо-сдвигу Среднему соответствуют унаследованным от прежних геологических периодов по направленности вектора смещения. Аномальное проявление подвижки на участке разработки месторождения провоцируют техногенные факторы по добыче и переработке полезных ископаемых. Среди них основную роль играют:

    Потеря устойчивости по плоскостям крупных нарушений происходит на локальных участках в виде пятен, размеры которых зависят от многих факторов, в том числе от параметров тензора напряжений в прилегающей области, параметров неровности нарушения и интенсивности естественных движений по нему, которые вследствие этого происходят рывками. После подвижки и разгрузки одного локального участка, нагрузки концентрируются на соседних участках, вызывая через некоторое время нарушение устойчивости на этих участках. Размеры новой области потери устойчивости и амплитуды подвижки могут с каждым разом увеличиваться по мере расширения областей нарушенного равновесия и выйти за пределы горных работ.

    Смещение по одному из нарушений сопровождается, как правило, активизацией смежных тектонических нарушений. В рассматриваемом случае она проявилась в подвижках по сбросо-сдвигу Главному, пересекающему все центральные стволы и руддворы шахты в интервале отметок от -290 м до -450 м и в раскрытии нарушений, оперяющих взбросо-сдвиг Средний. Развитие смещений по всем этим нарушениям представляет опасность в шахтном поле для самих горных работ и стволового комплекса шахты, а за его пределами на прилегающих территориях для жилых, общественных и промышленных объектов. Опасность подвижек будет зависеть от формы их проявления. Более опасна динамическая форма в виде техногенного землетрясения. В случае интенсивных перемещений по нарушениям, опасности подвергаются лишь объекты, расположенные непосредственно над этими нарушениями.

    Зафиксированные случаи подвижек по тектоническим нарушениям на Высокогорском месторождении, постоянные толчки в районе Естюнинского месторождения (поселки Песчаного карьера и мясокомбината) служат серьезными предвестниками грозящей беды, но к сожалению пока не получают должного восприятия. По рассматриваемому району необходимо выполнить следующий комплекс исследований параметров происходящих смещений и деформаций:

    По результатам исследований и полученным параметрам смещений и деформаций представляется возможным принять меры по предотвращению риска проявления техногенной катастрофы и снижению тяжести ее последствий:

    Таким образом, изучение процессов движения и закономерностей формирования напряженно-деформированного состояния массива пород при разработке месторождений Высокогорского ГОКа позволяют сделать следующие выводы:

  1. Горные работы на месторождениях Высокогорского ГОКа в комплексе с заполнением хвостами обогащения Главного карьера создали опасную ситуацию, способную разрешиться серьезной техногенной катастрофой, угрожающей не только объектам рудника, но и окружающей инфраструктуре города Нижнего Тагила.

  2. Оценка степени опасности, разработка и реализация мероприятий по снижению риска проявления техногенной катастрофы и тяжести ее последствий требует организации и проведения специальных исследований с применением современных технологий спутниковой геодезии GPS параметров тектонических движений и деформаций в области техногенного воздействия добычи и переработки полезных ископаемых.

  3. Действенность принимаемых мероприятий и состояние используемой территории при дальнейшей разработке месторождений должны контролироваться специальными наблюдениями за происходящими смещениями.


Использованные источники:

    1. Зубков А.В. Решение проблемы прогноза и предотвращения техногенных катастроф //Проблемы геотехнологии и недроведения. Доклады международной конференции 6-10 июля 1998 г. -Екатеринбург: УрО РАН, 1998. - С.16-29.

    2. Зубков А.В., Зубков Ю.М. Опыт отработки Естюнинского месторождения с применением податливых целиков //Горный журнал. -1995. -№8. -С.30-32.

    3. Родионов В.Н. Очерки геомеханики. -М.: Научный мир. -1996. -64с.

    4. Дружинин В.С., Юнусов Ф.Ф., Парыгин Г.И. Специфика сейсмичности Уральского региона //Глубинное строение и развитие Урала: материалы научно-производственной конференции, посвященной 50-летию Баженовской геологической экспедиции. -Екатеринбург: Наука. -С.102-111.

А.В. Зубков, А.Д. Сашурин

Институт горного дела УрО РАН, г. Екатеринбург

Литература: http://igd.uran.ru/geomech/articles/zav_001/index.htm

Землетрясения в Нижнем Тагиле

    В конце XX века уральские ученые всерьез озаботились геодинамической активностью верхней части земной коры в районе города Нижний Тагил.

    Урал, сам по себе, хоть и не молодая горная структура, но весьма активная: сейсмогеодинамические явления наблюдаются на Урале давно и практически повсеместно.

    Вместе с тем, по мнению сотрудников лаборатории геодинамики и горного давления при Институте горного дела Уральского отделения Российской академии наук, в результате многолетней разработки месторождений полезных ископаемых, осуществленных Высокогорским горно-обогатительным комбинатом, в районе Нижнего Тагила сильно нарушена устойчивость верхней части земной коры. Геодинамическая активность создает реальную угрозу землетрясений, разломов земной коры, подвижек горных пород и т.п. При этом нарушенная горными работами площадь составляет десятки квадратных километров, захватывая не только промышленную зону, но и жилой массив Нижнего Тагила.

    Следует сказать, что с конца XIX века на территории Свердловской области, по данным УралСейсмоЦентра, зарегистрировано около полутора сотен землетрясений с интенсивностью более 2,5 баллов (по шкале МСК), а в год в среднем здесь регистрируется 3–5 сейсмических событий магнитудой 2 и более. Наиболее сильное (известное) из них произошло в 1914 году вблизи Билимбая интенсивностью 5,5–6,5 (по разным данным) баллов.

    В районе Нижнего Тагила были 5-6-балльные землетрясения в 1832 и 1841 годах. В 1919 гору было землетрясение силой 4 балла.

Рис. 1. План г. Нижний Тагил: 1 - Высокогорское месторождение; 2 - Лебяжинское; 3 - Естюнинское; 4 - Гальяновское; 5 - Турьинский разлом; 6 - Главный разлом; 7 - Тимано-Кокчетавская тектоническая зона

Рис. 1. План г. Нижний Тагил: 1 - Высокогорское месторождение; 2 - Лебяжинское; 3 - Естюнинское; 4 - Гальяновское; 5 - Турьинский разлом; 6 - Главный разлом; 7 - Тимано-Кокчетавская тектоническая зона

    В результате проводимых в ИГД УрО РАН исследование установлено, что за последние 30–50 лет скорости деформации земной коры на Урале составляют (1,2 – 1,6)10-6 год–1. Такие скорости характерны и для сейсмически активных областей. Подготавливаемые в результате этих деформаций естественные землетрясения излучают энергию от 109 до 1015 Дж, а самое мощное землетрясение готовится за период около 300 лет.

    В 2000 году двое ученых из Института горного дела УрО РАН А.В. Зубков и А.Д. Сашурин опубликовали работу под названием "Опасное развитие геодинамической обстановки в г. Нижний Тагил. Причины, последствия и возможные мероприятия по ее смягчению". В ней они говорили о том, что "в городе наблюдается обострение геодинамической обстановки, обусловленное сильной тектонической нарушенностью Тагильского района, отнесенного к зоне земной коры с 6–7 балльными землетрясениями, и техногенным воздействием от значительного объема горных работ на его территории (Высокогорское, Лебяжинское, Гальяновское и другие месторождения). В настоящее время энергия геодинамических событий достигает 1010 Дж и ожидается 1012 – 1013 Дж." Это чревато энергетически мощными геодинамическими событиями в зоне техногенного воздействия, каковыми считаются горно-тектонические удары и техногенные землетрясения.

    Техногенные землетрясения являются следствием того, что изменения состояния массива горных пород (происходящие по причине воздействия на него в виде большого объема горных работ) накладываются на подготавливаемый естественным путем очаг землетрясений.

    Большая роль в строении Тагильского района принадлежит так называемым разрывным нарушениям или разломам (смотри рис.), основным из которых является Туринский разлом, отделяющий Тагильский железорудный район от расположенного восточнее меднорудного. Он представляет собой зону повышенной трещиноватости и рассланцевания, выделяясь непосредственно в районе проведения горных работ на Лебяжинском месторождении известняков и магнетита.

    Другим крупным и хорошо изученным является разлом Главный, прослеживающийся от южного фланга Лебяжинского месторождения через северную часть Высокогорского месторождения. Между Лебяжинским и Высокогорским месторождениями разлом пересекает у плотины Выйский пруд, а непосредственно к югу от Лебяжинского – реку Тагил. Южнее на протяжении одного километра к нему тяготеет левый борт долины реки Выя.

    В районе Высокогорского месторождения Главный разлом на глубоких горизонтах (на глубине 670 м) пересекает все стволы и выработки руддвора шахты "Магнетитовая", представляя собой зону рассланцованных пород, заполненную глинисто-щебенистым материалом мощностью до 3.0 м.

    Третьим крупнейшим нарушением является Тимано-Кокчетавская тектоническая зона, которая, предположительно, проходит вдоль реки Тагил около деревни Евстюниха и северо-восточной оконечности Нижнетагильского пруда. Эта зона горными работами не вскрыта.

    В Тагильском железорудном районе горные работы ведутся уже 270 лет. За это время на западной окраине Нижнего Тагила вынут карьерами и шахтами 221 млн. м3 и перемещено в отвалы и хвостохранилища 93 млн. м3 горной массы.

    Особенно крупные по масштабам горные работы проводятся на шахте "Естюнинская", где предполагается, что массив горных пород будет нарушен очистными работами до глубины 1000 м и в длину 4000 м с возможным вскрытием крыла Тимано-Кокчетавской тектонической зоны.

    Естюнинское месторождение является уникальным с точки зрения геомеханических характеристик массива горных пород. Уже на глубине 400 м первоначальные напряжения в массиве составляют:

    * горизонтальные по простиранию (азимут 120°) –140 МПа;

    * горизонтальные вкрест простирания (азимут 30°) – 80 МПа;

    * вертикальные – 50 МПа.

    Следствием такого высокого напряженного состояния массива и конструктивных элементов являются горные удары, горно-тектонические удары и техногенные землетрясения.

    В шахте Естюнинской геодинамические явления в виде техногенных землетрясений, которые зачастую ощущает и население, фиксируются регулярно.

    Так, например, 20.02.1995 кроме шахты сильные толчки ощущались в поселке Евстюниха, где отмечались нарушения печей. Это соответствует эквиваленту 6–балльного землетрясения. Аналогичные толчки 28.01.1997 и 11.07.1999 были зафиксированы на шахте, и особенно они были ощутимы в поселке Песчаный карьер и на территории мясокомбината (все вышеуказанные участки находятся над Тимано-Кокчетавской тектонической зоной, имеющей азимут 145° и входящей в территорию, где действуют наибольшие тектонические напряжения в районе городов Нижний Тагил, Екатеринбург, Кушва и Краснотурьинск, азимут которых 123–155°). Отмечались здесь техногенные землетрясения и в 2000–х годах.

    Следует отметить, что крупный горно-тектонический удар на шахте "Естюнинской" может спровоцировать землетрясение по Тимано-Кокчетавской тектонической зоне с энергетикой 1011 –1012 Дж. Сейсмические колебания в свою очередь могут облегчить срез по разлому Главный, т.к. одно его крыло ослаблено выработанным пространством Высокогорского месторождения, а другое крыло – выработанным пространством Лебяжинского месторождения, тогда как расстояние между ними составляет 3,7 км.

    Одновременно с геодинамическими явлениями в районе разработки Естюнинского месторождения определенная активизация геодинамических процессов в виде подвижек массива имеет место и на Высокогорском месторождении, разрабатываемом шахтой "Магнетитовой".

    Основная причина подвижек связана с естественной активностью тектонических нарушений, определяющих строение Высокогорского месторождения. Проявление подвижек на участке разработки месторождения провоцируют техногенные факторы по добыче и переработке полезных ископаемых. Среди них основную роль играют:

    * степень подработанности месторождения подземными горными работами, вызывающая разгрузку обнажаемых участков и концентрацию сдвигающих усилий на остающихся перемычках;

    * заполнение выработанного пространства Главного карьера мокрыми хвостами обогащения, нарушающее гидрогеологический режим массива горных пород со снижением их прочностных характеристик и создающее мощную дополнительную техногенную нагрузку.

    После подвижки и разгрузки одного локального участка нагрузки концентрируются на соседних, вызывая через некоторое время на них нарушение устойчивости. Размеры новой области потери устойчивости и амплитуды подвижки могут с каждым разом увеличиваться по мере расширения областей нарушенного равновесия и выйти за пределы горных работ.

    Развитие подобных смещений представляет опасность в шахтном поле для самих горных работ и стволового комплекса шахты, а за его пределами на прилегающих территориях – для жилых, общественных и промышленных объектов.

    Как считают уральские ученые, зафиксированные случаи подвижек по тектоническим нарушениям на Высокогорском месторождении и постоянные толчки в районе Естюнинского месторождения (поселки Песчаного карьера и мясокомбината) служат серьезными предвестниками грозящей беды и позволяют сделать следующие выводы:

    1. Горные работы на месторождениях Высокогорского ГОКа в комплексе с заполнением хвостами обогащения Главного карьера создали опасную ситуацию, способную разрешиться серьезной техногенной катастрофой, угрожающей не только объектам рудника, но и окружающей инфраструктуре города Нижнего Тагила;

    2. Оценка степени опасности, разработка и реализация мероприятий по снижению риска проявления техногенной катастрофы и тяжести ее последствий требует организации и проведения специальных исследований с применением современных технологий спутниковой геодезии GPS параметров тектонических движений и деформаций в области техногенного воздействия добычи и переработки полезных ископаемых:

    3. Действенность принимаемых мероприятий и состояние используемой территории при дальнейшей разработке месторождений должны контролироваться специальными наблюдениями за происходящими смещениями.

    За последнее десятилетие ученые не раз поднимали вопрос о необходимости проведения глубоких исследований, а также создания системы геодезического, геомеханического и сейсмического мониторинга верхней части земной коры в этом районе. Однако программа исследования влияния горных разработок на геодинамическую активность и создания системы комплексного мониторинга не могла реализоваться из–за отсутствия средств на ее финансирование.

    До недавнего времени правительство Свердловской области, представители властных структур из Нижнего Тагила и руководители Высокогорского ГОКа (компания "Евраз Групп") неоднократные обращения ученых оставляли без удовлетворения, ссылаясь на дефицит бюджетов. Наконец, недавно выводы ученых все же нашли понимание у руководства "Евраз Групп", которое приняло решение создать на шахте "Естюнинской" службу прогнозирования и предотвращения горных ударов и провести соответствующие исследования.

    В шахте была установлена исследовательская станция "Массив" – новейшая разработка научно–технического центра "Автоматика" (Красноярск), выпущенная всего в нескольких экземплярах. С помощью ее датчиков, установленных на горизонте минус 180 метров, геологи и геофизики службы стали следить за изменениями горного массива, в котором ведутся подземные работы. Данные с датчиков, фиксирующих горизонтальные и вертикальные деформации горных пород с точностью до 0,01 мм, поступают в электронный накопитель информации, откуда считываются с помощью портативного компьютера.

    Полученные сведения ежедневно анализируются. Главной целью исследований является повышение безопасности труда горняков, а также получение дополнительных данных для выработки стратегии развития предприятия.

    В исследованиях принимают участие ученые Института горного дела УрО РАН. Они входят в состав названной комиссии, анализируют собранную информацию, участвуют в выборе оптимальной технологии разработки месторождения, проводят собственные изыскания.

    Данные, полученные в ходе эксперимента в шахте "Естюнинская", будут использоваться ими при разработке новых методик прогнозирования горных ударов.

    Хотя в целом исследования рассчитаны на много лет, уже сейчас определены основные особенности горного массива. Установлено, что он находится в постоянном движении, ритмично сжимается и расширяется, в чем–то напоминая бьющееся сердце, только колебания невозможно заметить без сверхчувствительных приборов.

    Сейчас массив находится в фазе сжатия, происходит закрытие трещин, вследствие чего уменьшается количество подземных вод, которые горнякам приходится постоянно откачивать.

    Полученная с помощью научного оборудования информация, в первую очередь об участках с повышенным давлением, учитывается при проведении буровзрывных работ (таким способом ведется добыча руды на трех горизонтах шахты "Естюнинская") и гарантирует их полную безопасность. В случае необходимости, рост внутреннего напряжения массива будет своевременно остановлен направленным взрывом.

Михаил ЗОЛОТУХИН.

Литература: Газета "Тагилка" от 19.06.2008, №13(38).

Главная страница