622.83+ 530.1(075.8)

При ведении горных работ в высоконапряженных массивах скальных пород проявляется техногенная сейсмичность, вопросам прогноза и профилактики которой уделяется много внимания во всех странах с развитой горнодобывающей промышленностью. Важная роль здесь принадлежит краткосрочному прогнозу, методика выделения критериев для него все еще является проблемой как в горном деле, так и в сейсмологии. С точки зрения парадигмы физической мезомеханики, включающей в себя синергетический подход к изменению состояния массивов горных пород различного вещественного состава, эту проблему можно решить с помощью методов мониторинга, настроенных на изучение иерархических структурных сред. Изменения в среде, приводящие к краткосрочным предвестникам динамических явлений, объясняются в рамках концепции самоорганизованной критичности, для которой узловыми моментами являются неоднородность и нелинейность. Введение в систему отработки предлагаемого комплексного пассивного и активного геофизического мониторинга, нацеленного на изучение переходных процессов перераспределения напряженно-деформированного и фазового состояний, может способствовать предотвращению катастрофических динамических проявлений при отработке глубокозалегающих месторождений. Методы активного геофизического мониторинга должны быть настроены на модель иерархической неоднородной среды и снабжены новыми результатами распространения волновых полей в слоисто-блоковых средах с включениями иерархического строения.

Mining in highly stressed rock massive causes man-made seismicity. In this connection the problem of prediction, including short-term forecast, and prevention seismic events remains urgent both in mining and in seismology. From the perspective of the paradigm of physical mesomechanics comprising synergistic approach to changing the state of rock massive of different composition, the problem can be solved with the monitoring of hierarchical structural environments. Changes in the environment, resulting in short-term precursors of dynamic phenomena can be explained in the framework of the self-organized criticality concept with heterogeneity and nonlinearity as the nodal points. Introduction of a proposed integrated passive and active geophysical monitoring, aimed at the study of transient redistribution of the stress-strain and phase states, can help to prevent catastrophic dynamic events in mining of deep-located deposits. Active geophysical monitoring methods must be adjusted to the hierarchical model of the heterogeneous medium and provided with new results of the spread of the wave fields in layered block media with inclusions of hierarchical structure.

доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, Институт геофизики УрО РАН

кандидат физико-математических наук, ассистент кафедры математического анализа, Уральский Федеральный Университет

Шемякин Е.И., Фисенко Г.Л., Курленя М.В., Опарин В.Н. и др. Эффект зональной дезинтеграции горных пород вокруг подземных выработок. // ДАН СССР. 1986. Т. 289. №5. С. 1088-1094.

Эбелинг В. Образование структур при необратимых процессах. М.:Мир. 1979. С. 277.

Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций. М.:Мир. 1973. С. 280.

Садовский М.А., Болховитинов Л.Г., Писаренко В.Ф. Деформирование геофизической среды и сейсмический процесс. М.: Наука. 1987. С. 98.

Хачай О.А. Комплексные геофизические исследования (теория и практические результаты) // Уральский геофизический вестник ИГФ УрО РАН. 2000. №1. С. 107-110.

Хачай О.А. К вопросу об изучении строения, состояния геологической гетерогенной среды и их динамики в рамках дискретной и иерархической модели // Геомеханика в горном деле. Екатеринбург ИГД УрО РАН. 2003. С. 30-38.

ХачайО.А., Новгородова Е.Н. Опыт площадных индукционных исследований резко неоднородных геоэлектрических сред // Физика Земли. 1997. N5. С. 60-64.

Хачай О.А., Новгородова Е.Н. Использование трехмерной методики индукционных электромагнитных исследований строения горных массивов // Физика Земли. 1999. №6. С. 7-12.

Хачай О.А., Новгородова Е.Н., Бодин Вд.В. О проблемах малоглубинной геоэлектрики и некоторых результатах их решения // Физика Земли. 1999. №5. С. 47-53.

Хачай О.А., Новгородова Е.Н., Бодин В.В. Использование электромагнитных индукционных малоглубинных исследований трехмерных неоднородных сред при решении инженерно - геофизических задач // Российский геофизический журнал. 1999. № 13-14. С. 56-60.

Влох Н.П.Управление горным давлением на подземных рудниках. М. Недра. 1994. С. 207.

Влох Н.П. Проблема определения напряженного состояния массива скальных пород // Проблемы механики горных пород. С. Петербург. 1997. С. 93-102.

Адушкин А.А., Цветков В.М. Влияние структуры и геодинамики на напряженное состояние земной коры // Проблемы механики горных пород. С. Петербург. 1997. С. 7-12.

Шкуратник В.Л., Лавров А.В. Эффекты памяти в горных породах. Физические закономерности, теоретические модели. М.: Изд-во Академии горных наук. 1997. С. 158.

Каталог горных ударов на рудных и нерудных месторождениях. Ленинград. ВНИМИ. 1986. С. 183.

Хачай О.А., Новгородова Е.Н. Использование новой трехмерной методики электромагнитных исследований строения горных массивов // Физика Земли. 1999. №5. С. 61-79.

Хачай О.А., Новгородова Е.Н., Влох Н.П., Липин Я.И. Трехмерные электромагнитные исследования строения и состояния массива горных пород. // Горная геофизика. Материалы международной конференции. С. Петербург. 1998. С. 591-598.

Хачай О.А., Хачай М.Ю. Новые подходы к анализу сложнопостроенных нелинейных нестационарных сред // Уральский геофизический вестник. ИГФ УрО РАН. г. Екатеринбург. 2003г. С. 98-105.

Влох Н.П., Липин Я.И., Ковалев М.Н., Лузин П.Н. Выбор системы разработки и обоснования ее параметров при добыче магнезита подземным способом // Горный журнал. 1994. N5. С. 22-25.

Влох Н.П. Геомеханическое обеспечение эффективной и безопасной разработки рудных месторождений подземным способом.// Горный вестник. 1995. N4. С. 28-31.

Хачай О.А. Объемная электромагнитная методика изучения строения и динамики геологической среды в рамках дискретной и иерархической модели. Экология Северных территорий, проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения. Том. 2. Материалы Международной конференции. Архангельск, УрО РАН. 2002. С. 86-91.

Хачай О.А., Хинкина Т.А., Хачай О.Ю. Отражение динамики фазового состояния массива горных пород по результатам многоуровневых электромагнитных мониторинговых исследований в удароопасной шахте (Таштагол). Горный информационно-аналитический бюллетень. 2002. №11. С. 109-114.

Хачай О.А., Хинкина Т.А. Математическое моделирование изменения напряжен-ного состояния при отработке горного массива камерным способом // Проблемы геотехнологии и недроведения. Т.1. Екатеринбург. 1998. С. 217-225.

Хачай О.А. К вопросу об изучении строения и состояния геологической гетерогенной нестационарной среды в рамках дискретной иерархической модели // Российский геофизический журнал. 2004. № 33-34. С. 32-37.

Хачай О.А., Новгородова Е.Н., Хачай О.Ю. Новая методика обнаружения зон дезинтеграции в околовыработочном пространстве массивов горных пород // Информационный горно-аналитический бюллетень. 2003. №11. С. 26-29.

Хачай О.А. Исследование развития неустойчивости в массиве горных пород с использованием метода активного электромагнитного мониторинга // Физика Земли. 2007. №4. С. 65-70.

Хачай О.А., Хачай О.Ю., Хачай А.Ю. Новые методы геоинформатики для комплексирования сейсмических и гравитационных полей в иерархических средах // Геоинформатика. 2016. №3. С. 25-29.

Хачай О.А., Хачай О.Ю., Хачай А.Ю. Новые методы геоинформатики мониторинга волновых полей в иерархических средах // Геоинформатика 2015. №3. С. 45-51.

Хачай О.А., Хачай А.Ю. Моделирование распространения сейсмического поля в слоисто-блоковой упругой среде с иерархическими пластическими включениями // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2016. №12. С. 318-326.

Хачай О.А., Хачай А.Ю. Определение поверхности аномально напряженного включения в иерархической слоисто-блоковой среде по данным акустического мониторинга // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2016. №4. С. 354-356.

Хачай О.А., Хачай А.Ю. Определение поверхности флюидонасыщенного пористого включения в иерархической слоисто-блоковой среде по данным электромагнитного мониторинга // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015. №4. С. 150-154.