Индуцированная сейсмичность и удароопасность шахтных полей тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.07 ВАК РФ

рг б ид

? 7 " : " :

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ И МЕХАНИКИ ГОРНЫХ ПОРОД

На правах рукописи

МАНЖИКОВ Батыр Цебекович

ИНДУЦИРОВАННАЯ СЕЙСМИЧНОСТЬ И УДАРООПАСНОСТЬ ШАХТНЫХ ПОЛЕЙ

Специальность 01.02.07. — Механика сыпучих тел, грунтов и горных пород

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ И МЕХАНИКИ ГОРНЫХ ПОРОД

На правах рукописи

МАНЖИКОВ Батыр Цебекович

ИНДУЦИРОВАННАЯ СЕЙСМИЧНОСТЬ И УДАРООПАСНОСТЬ ШАХТНЫХ ПОЛЕЙ

Специальность 01.02.07. — Механика сыпучих тел, грунтов и горных пород

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Работа ыыашюна ь Институты фланки и механики Гиршх пород HAH Кыргызской Республики.

наушшй KOHoyjib'ifui'i:

академик HAH KP АЙТМАТОВ ИЛЫ'ИЗ Т0Р01Ш0ВИЧ

Официальные огшонеити:

доктор фио.-мат. наук АВДРАШЛНйН САРШШ АБДРАХМАНОВИЧ

доктор фиа.-мат. наук ДОБРОВОЛЬСКИЙ ИГОРЬ ПЕТРОВИЧ

доктор фаз.-мат. наук PU4K0B БОРИС АЛЕКСАНДРОВИЧ

Ведущее предприятие:

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

Российской академии наук, г.Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится 21 ноября 1997г. в 9 часов на заседании специализированного совета Д 05.97.60 при Институте фиаики и механики горних пород HAH Киргизской Республики по одре-оу: 720815, г.Бишкек, ул. Ыедерова, 98.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института.

Автореферат разослан 20 сентября 1997г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук

НИКОЛЬСКАЯ О.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. Развитие горнодобывающей промышленности является приоритетным направлением в экономике Киргизской Республики. В связи с усложнении» условий разработки месторождений полезных ископаемых в настоящее время особую актуальность приобретают вопросы механики динамических проявлений горного давления. Нарушение естественного напряженно - деформированного состояния горного массива при добыче полезных ископаемых нередко приводит к горным ударам, обрушениям, внезапным выбросам угля и газа. Необходимость протезировать эти явления, предупреждать и исключать их вредные последствия представляет собой важную экономическую и социальную проблему, требующую для своего решения глубокой научной проработки.

С точки зрения сейсмолопш, динамические проявления горного давления в массиве горных пород, вызванные его разработкой, являются частным случаем индуцированной сейсмичности. При этом сейсмические явления, сопровождающиеся разрушением горных выработок, классифицируются как горные удары.

Заметное беспокойство возбужденная сейсмичность шахтных полей стала оказывать сравнительно недавно, в последние два-три десятилетия, и остается пока слабоизученным явлением. Современный этап изучения возбужденной сейсмичности характеризуется разработкой научных основ явления, методов и средств регистрации, а также систематическим сбором данных, для прогноза и профилактики динамических проявлений горного давления.

На сегодняшний день ни одна из задач прогноза, связанная с предсказанием места, энергии и момента горного удара не может считаться решенной в полной мере. Главная причина такого положения заключается в недостатке физико-механических представлений о природе и особенностях развития процесса разрушения в такой сложной среде, какой является массив горных пород. Оно осложняется тем, что большинство применяемых в настоящее время способов прогноза горных ударов направлено на определение степени удароопасности локальных участков массива, прилегающих к горным выработкам, и не позволяет контролировать состояние удароопасных. областей в глубине массива. Широкое же внедрение в практику региональных методов контроля, прежде всего, сейсмического, сдерживается недостаточным аппаратурным и методическим обеспечением. В этой связи исслвдова-

ние индуцированной сейсмичности шахтных нолей о целью развития эффективных методов прогноза и профилактики горних ударов является актуальной проблемой механики горних пород.

Исходя из этого, цель настоящей работы заключается в разработки научно-обоснованных подходов и практических методов прогнозирования горшх ударов на основе количественных и качественных закономерностей индуцированной сейсмичности шахтных полай в процессе производства горных работ.

Основная идея работы состоит в использовании пространственно-временных и энергетических характеристик индуцированной сейсмичности для выявления удароонасных участков и прогноза горных ударов.

Задачи проводимых исследований включали: -создание методики и программного обеспечения для анализа и диагностики индуцированной сейсмичности шахтных полей, основанных на представлениях механики горных пород и сейсмологических моделях подготовки землетрясений,

-выявление закономерностей режима индуцированной сейсмичности шахтных полей,

-установление особенностей пространственно-временной структуры индуцированной сейсмичности,

-определение прогностических характеристик процесса подготовки сильных горних ударов,

-разработку модели подготовки горного удара, -разработку алгоритма и формализованной процедуры прогнозирования сильных горных ударов,

-ретроспективный прогноз горшх ударов разработанным методом. Методика исследований включает: анализ и обобщение предшествующего опыта по литературным данным, компьютерный анализ данных регионального сейсмического контроля методами вычислительной сейсмологии, математической статистики, теории вероятностей и случайных процессов, ретроспективный прогноз горных удароь но фактическим сейсмическим данным.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Адекватное представление индуцированной вахтной сейсмичности в общем случае достигается в виде ординарных, стационарных, без последействия пространственно-временных потоков, имеющих пока ввтельное распределение сейсмических событий.

2. Процесс подготовки крупных актов разрушения горного масси

во адекватно отражается пространственно-временными характеристиками индуцированной сейсмичности. Подготовка события проявляется как локализация процесса, хотя бы по одной пространственной координате. Пространственная локализация опережает по фазе времонную локализацию процесса.

3. Явление горного удара качественно и количественно описывается как эволюция жесткого включения в разрабатываемом породном массиве, тем самым экспериментально подтверждается применимость для индуцированной сейсмичности консолидационной модели-подготовки землетрясения, основанной на феномене жесткого включения.

4. Количественные характеристики накопления повреждений в сейсмоактивном объеме неоднородности на последовательных этапах ее эволюции подчиняются концентрационной схеме разрушения, тем самым экспериментально подтверждается применимость концентрационного критерия разрушения для индуцированной сейсмичности.

5. Задача временного прогноза горных ударов по комплексу прогностических признаков в вероятностной постановке решается по методу Байеса, чем обеспечивается математическая формализация процедуры прогнозирования.

6. Прогнозирование максимально возможной энергии горных ударов реализуется на основе логарифмической зависимости обратного накопления их числа по энергии.

7. Пространственный прогноз горных ударов достигается путем анализа относительного расстояния между сейсмическими событиями.

Научная новизна диссертационной работы заключается в разработке методики анализа и диагностики индуцированной сейсмичности шахтных полей, основанной на концентрационных представлениях о разрушении горных пород и консолидационной модели подготовки землетрясения; выявлении закономерностей режима индуцированной сейсмичности и установлении его количественной зависимости от проводимых взрывных работ; выявлении особенностей пространственно - временной структуры индуцированной сейсмичности удароопасных шахтных полей; определении количественных характеристик сейсмоактивного объема жесткого включения на различных этапах его эволюции; выявлении прогностических характеристик процесса подготовки сильного горного удара и создании его модели.

Достоверность научных положений и выводов подтверждается:

-статистически представительным объемом информационной базы данных, иключаквдх сведения о более чем 7000 сейсмических событий;

-обоснованностью научных предпосылок и применением статистических методов обработки данных скользящей выборкой, постоянного объема;

-положительными результатами ретроспективного прогноза горных ударов по сейсмическим данным за семь лет наблюдений.

Практическую ценность работы составляют следующие результаты, позволяющие реализовать комплексное прогнозирование времени, энергии и места возникновения горних ударов:

-обоснованный, комплекс пяти прогностических признаков подготовки сильных горных ударов, выявляемых по данным регионального сейсмического контроля удароопасных шахтных полей;

-математически формализованный, вероятностный метод временного прогноза горных ударов по комплексу прогностических признаков;

-метод прогнозирования максимально возможной энергии горных ударов и ее количественные оценки, получешше для иахтных полей СУБРа;

-математически формализованный метод прогнозирования вероятных мест возникновения горных ударов;

-программное обеспечение, созданное для исследования индуцированной сейсмичности иахтных полей и прогноза горных ударов.

Реализация работы. Работа выполнена в соответствии с программой НИР ПЩТ СССР 0.Y4.03. "Разработать и внедрить в практику народного хозяйства методы оценки опасности и комплекс мероприятий для уменьшения ущерба от землетрясений, цунами и вулканических извержений" гос. per. N01870004739 и региональной программой фундаментальных исследований "Комплексные исследования природных, природно-техногешшх катастроф и современных экологических процессов в горних районах".

На Североуральском бокситовом руднике (СУБР) результаты исследований заложены для совершенствования иформационно - методического обеспечения регионального сейсмического контроля удароопасных шахтных полей и сейсмического районирования территории региона.

Методы количественной оценки влияния взрывных работ и максимально возможной энергии сейсмических событий в виде методических пособий и компьютерных программ нашли применение в учебном процессе Кыргизско - Российского университета и Кыргызского архитектурно - строительного института.

Личный вклад автора состоит в обосновании, постановке и выпо-

лньнии исследований; разработке методов -прогнозирования времени, энерпш и места возникновения горних ударов, базирующихся на данных регионального сейсмического контроля шахтных нолей; анализе и обобщении современных представлений о разрушении горных пород; развитии методов анализа индуцированной сейсмичности на основе физически-механических и сейсмологических моделей подготовки землетрясений; анализе режима и пространственно-временной структуры индуцированной сейсмичности шахтных полей; обосновании и выявлении прогностических признаков подготовки горного удара, создании его модели и формализованной процедуры прогноза; разработке алгоритмов и программ, обеспечивающих обработку, анализ, визуализацию результатов и прогнозирование индуцированной сейсмичности шахтных полей; ретроспективном прогнозе горных ударов СУВРа.

Апробация работы. Основные результаты исследований и научные положения диссертации обсуждались и получили одобрение на Всесоюзных научно-технических семинарах по горной геофизике (Тбилиси, 1981, Батуми, 1985); Всесоюзных совещаниях "Физические свойства горных пород при высоких давлениях и температурах" (Ташкент, 1981, Ереван, 1985); XIX Генеральной ассамблеи Европейской сейсмологической комиссии (Москва, 1984); Всесоюзной конференции "Акустическая эмиссия материалов и конструкций" (Ростов-на-Дону, 1984); Всесоюзной школе-семинаре "Физические основы прогнозирования разрушения горных пород" (Фрунзе, 1985, Иркутск, 1988, Ленинград, 1991); VII Международном конгрессе по маркшейдерскому делу (Ленинград, 1988); IX Всесоюзной конференции по механике горных пород (Фрунзе, 1989); X Международной конференции по механике горных пород (Москва, 1993); Международной конференции "Высокогорные исследования: изменения и перспективы в XXI веке" (Бишкек, 1996); семинаре отдела физики прочности ФТИ им. А.Ф.Иоффе РАН (Ленинград, 1985); семинарах и Ученом Совете ИФиМГП HAH Кыргызской Республики (1980-1996 гг.).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 25 работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи разделов, заключения и приложения, изложенных на 303 страницах машинописного текста, в том числе 9 таблиц, 55 рисунков, списка литературы, содержащего 180 наименований.

Автор выражает глубокую признательность научному консультанту академику п.т.Айтматову за внимание и советы при работе над дис-

сертацией, доктору физико-математических, каук, профессору В.С.Кук-сенко за научное сотрудничество и поддержку, коллективам лабораторий ИФиМГП HAH, возглавляемых д.т.н. К.Т.Такибаевым и'д.ф.-м.н. В. А. Мане уроним, за практическую помощь в 1фоведении исследований и оформлешш работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ьведешш показаны актуальность и практическое значение научных исследований индуцдрованной сейсмичности шахтных полей.

Первый раздел диссертации посвящен обзору современных представлений о разрушении горных пород на различных масштабных уровнях, включая микромеханику, горные удары и землетрясения.

Для настоящего этапа развития наших знаний о природе разрушения твердых тел вообще и горних пород, в частости, характерен кинетический подход к проблеме прочности и становление учения о блочно-иерархическом строении геофизической среды, развиваемые школами С.Н.Журкова, Ы.А.Садовского, И.Т.Айтматова. Основой этих представлений служат многочисленные экспериментальные результаты полученные на объектах самого различного масштаба от лабораторных образцов, до литосферных плит. С общих позиций рассматривается эволюция разрушения, начиная с накопления изолированных дефектов структуры, их укрупнения, образования очага и, заканчивая макроразрушением-разделением тела на части.

Важным следствием кинетического подхода к процессу разрушения твердых тел является выявление концентрационного механиза укрупнения трещин и количественная формулировка его критерия, известного как концентрационный критерий разрушения. Концентрационная модель разрушения описывает условия перехода процесса разрушения с одного иерархического уровня на следующий при достижении критической концентрации дефектов в нагруженном объеме. Концентрационный механизм развития разрушения реализуется для широкого круга материалов как искуственного, так и естественного происхождения, включая полимеры, металлы, горные породы. Он выполняется как для начальных дефектов, так и для их ассоциаций сколь угодно высокого уровня.

Представление явления разрушения как многоэтапного, дискретного, случайного, пространственно-временного процесса накопления и развития наруиешгй сплошности материала составляет принципиальную основу кинетической точки арония, позволяющей обосновать саму

возможность ого проз'ноза.

Кяк показал проведенный обзор, в описании различных форм динамических проявлений горного давления, включая горше удары, в настоящее время, в основном, используются механические модели и критерии оценки удароопасности.. В сейсмологических исследованиях ведущая роль отводится процессам трещинообразования. Особенно плодотворными представляются идеи автомодельности и самоорганизации геофизической среды, получившие развитие в последнее время.

К настоящему времени накоплены и систематизированы-сведения о многочисленных предвестниках землетрясений, которые определяются как аномальное поведение геофизических, полой в период, предшествующий землетрясению. Возмущения этих полей охватывают определенную область в окрестности эпицентра будущего землетрясения, т.о. локализуются вблизи очага в пространстве и во времени. Локальность возмущений свидетельствует о возникновении некоторой неоднородности-включения на фоне исходного состояния среды. С точки зрения механики, процесс подготовки и протекания землетрясения есть процесс возникновения, развития и распада неоднородности. Локальность процессов, связанных с дискретным актом разрушения в земной коре, послужили толчком для создания консо'лидационной модели подготовки тектонического землетрясения, ключевым моментом которой является представление о жесткой неоднородности.

Итоги проведенного обзора позволяют сделать следующие вывода: -горные породы в механическом отноиении-резко гетерогенные материалы, состоящие из иерархически распределенных отдельностей, содержащие большое количество дефектов в виде трещин и пор, прн-,сутствие которых в значительной степени определяет их физико-механические свойства;

-разрушение горных пород, как и других материалов, но критический акт, а пространственно-времонной, многостадийный процесс возникновения, роста и слияния трещин, развивавдийся в поле действующих напряжений, что предполагает принципиальную возможность ого прогноза;

-процесс разрушения подобен на различных масштабных уровнях и сопровождается среди прочих явлений излучением упругих (сейсмических) волн;

-горные работы приводят к нарушение установившегося напряженно-деформированного состояния породного массива и возникновению индуцированной с>а (Плотно •ти;

-в настоящее время природа индуцированной сейсмичности и горных ударов остается не вполне изученной, что сдерживает разработку теоретических основ этих явлений и методов их прогноза;

-изучение индуцированной сейсмичности шахтных полей целесообразно проводить на основе методов и моделей, развитых для естост -венной сейсмичности.

Во втором разделе диссертации разработана методика анализа индуцированной сейсмичности шахтных полей, приводится описание объекта исследований, условий регистрации и структуры каталога индуцированной сейсмичности шахт Североуральского бокситового рудника (СУБР), на примере которого рассматриваются закономерности индуцированной сейсмичности.

На СУБРе-месторождешш, характеризующемся высокой степенью удароопасности и повышенным уровнем индуцированной сейсмичности, в течение длительного времени проводятся систематические работы по контролю и профилактике динамических проявлений горного давления, накоплен значительный объем данных по напряженному состоянию и индуцированной сейсмичности шахт, являющихся уникальной базой данных для научных исследований. Эти обстоятельства послужили основанием для выбора СУБРа в качестве объекта настоящих исследований.

Информационной базой исследований является каталог сейсмических событий зарегистрированных сейсмостанцией "Североуральск" в период с 01.01.84 г. по 20.02.91 г. Анализируемый каталог содержит сведения о более 7000 событий происшедших в пределах шахтных полей шахт 14-14 бис и 15-15 бис, являющихся наиболее удароопасными на СУБРе.

Структура каталога горних ударов СУБРа соответствует принятой в сейсмологии и содержит следующие данные но каждому регистрируемому событию: дату (год, месяц, число), время по Гринвичу (часы, минуты), относительные координаты Х,У,г гипоцентра, величину сейс мической энергии.

Быстрые динамические перестройки породных масс, проявляющиеся в виде горных ударов и землетрясений тесно связаны с интенсивностью энергетического обмена происходящего в среде. Время от времени в такой неустойчивой, энергетически насыщенной среде про -исходят динамические срывы, сопровождающиеся упругими сейсмически -ми волнами. При атом потенциальная упругая энергия дефо{«ации переходит в другие пппн - кинетическую, тепловую, сейсмическую,

электромагнитную и т.д. Будучи результатом развития неустойчивых процессов в системе со сложной структурой, процесс разрушения ■обладает важным свойством - случайностью, которая является неотъемлемым элементом эволюции геофизической среды. Это обстоятельство служит основанием для статистического, вероятностного подхода к изучению и прогнозу горных ударов и землетрясений. Наряду с особенностями физической природы разрушения, которые были отмечены выше, случайный характер процесса разрушения определил специфику математической обработки и анализе данных.

Методологическую основу исследований составили концентрационная (двустадийная) схема разрушения и консолидационная модель землетрясения. Согласно этим представлениям, с момента образования неоднородности в ее объеме протекают два противоположных по своей физической сущности процесса: консолидационный, в результате которого среда уплотняется, становится более жесткой, и трещинообразо-вание, результатом которого является разуплотнение. По мере уплотнения материала, в объеме неоднородности возрастают упругие напряжения, что вызывает интенсивное образование трещин, сдвигов и других дефектов структуры. В результате первого процесса увеличивается объем неоднородности - второй же препятствует ее росту.' Вначале преобладает конструктивный консолидационный процесс, однако с некоторого момента в суммарном »ЗДекте начинает преобладать трощинообразование. С этого момента наступает фаза распада неоднородности. ■

Выявить характерные стадии или фазы развития неоднородности, имея ввиду прогноз разрушения, можно, контролируя изменение размеров неоднородности и концентрационные характеристики трещиносбра-зования. Для некоторой реализации процесса,-представленной выборкой содержащей п событий, зная их координаты, можно рассчитать (Ул.ем занятый событиями этой выборки. Очевидно, величина этого объема должна иметь некоторое значение, характерное для фоновой еоЯтамности и изменяться в процессе эволюции неоднородности, обусловленной подютовкой отдельного акта макроразрушения. Будем "¡':.'.>]:осоваться средними значениями этого объема, рассчитанного по величинам средних пространственных интервалов мевду событиями выборки отдельно по координатам ХД.г, полагая, что он пропорционален объему неоднородности

у г

(1)

где .(^-средние величшш пространственных интервалов.

С учетом временного интервала меаду событиями величина четырехмерного объема для событий 1-той выборки, равна

ч\= дх(ау{й2(т{ . (2)

В соответствии с концентрационной моделью разрушения, будем рассматривать объемную концентрацию трещин

СС пЛ{ . (3)

Соответственно, концентрация событий в четырехмерном объеме пространства-времени

а[= пд\ = с/аг[ . (4)

Как видно из последней формулы, с'имает смысл скорости изменения объемной концентрации С.

Концентрационный параметр К, равен отношению среднего расстояния мезду трещинами й^ в выборке к их среднему размеру Я(

К = <3{/К{ . (5)

Наряду с перечисленными в работе анализировались некоторые другие характеристики индуцированной сейсмичности, отражающие ее ' пространственно-временные особенности и режим.

В третьем разделе исследуется режим индуцированной сейсмичности шахтиых полей. Подобные исследования, являющиеся традиционными в сейсмолопш, проводятся с целью построения модели сейсмического процесса, позволздай прогнозировать его возможные изменения в пределах отдельных регионов земно;* Аналог ичпые задачи решались при изучении решмэ динамически проявлен,],: > '-рилго давления в настоящей работе.

Наиболее общее представлении о режими индуцированной сяйсмач-¡юсш и его изменениях мохно получить, анализируя ьрдаошшо рлди (потоки) сейсмических событий, снабдив каадый олемот ряда параметром ьнергии. При графическом воспроизведении такого ряди отдельной сейсмическое событие удобно изображать в виде ьорти^кпьно

ЯЕП.КРТ

Рио.1. Временной поток сейсмических ообытий, зарегистрированных оейсмостанцией "Севароуральок" о 01.01.84 по 20.02.91 г.

о

I. и,Х

ЭЛЗ.КПТ 8Ч-91ГГ. 1-8К

т. чрс

Рис.2. Средняя часовая активность индуцированной сейсмичности л течении календарной недели: а) шахта №14-14 бис, б) шахта №15-15 бис.

5и1Ч.КПТ 8Ч-91ГГ. 1-8К

го штриха, высота которого пропорциональна длине образующегося разрыва сплошности, рис.1. Длину разрыва можно оценить из, известного в сейсмологии, соотношения:

Ц И - О.ЗЗЗК - 0,4 , (6)

где й-длина разрыва в метрах, Х-энергетический класс события.

На сейсмический режим шахтных полей существенное влияние оказывают горше работы. В частности, это влияние проявляется в увеличении сейсмической активности после массовых технологических взрывов, рис.2. Как показывают результаты, взрывные работы вызывают увеличение в 2-4 раза число слабоэнергетических событий 1-3 классов, которым соответствуют разрывы до 10 метров. Причем влиянию взрывных работ в большей степени подвержены менее напряженные участки породного массива - шахта N14-14 бис, по сравнении с более напряженными - шахта N15-15 бис.

Энергетические характеристики индуцированной сейсмичности представлены в работе энергетическими спектрами и гр.'.^.«кпми повторяемости сейсмических событий для энергетических классов, рис.3.

ЯШ 001 64 7028

5415 001 84 Ч06С

О 1

и; к.м

1С и. J

Рио.З. Энергетический спектр и гра^пк повторяемости сейсмических событий ОУБРа.

Н

Интервал группировки для первой зависимости составлял 0.1 энергетического класса. В средней части энергетического спектра имеется несколько ярко выраженных максимумов, свидетельствующих о преимущественном возникновении разрывов сплошности определенных размеров, которые обусловлены характерными размерами блочной структуры породного массива (логарифм линейного размера образующихся разрывов отложен на нижней шкале рисунка). Одной из причин повышенной подвижности этих структурных элементов являются взрывные работы. Как можно видеть, их влияние наиболее заметно дЛя событий менее 4 энергетического класса.

Энергетический спектр сейсмических событий, представленный в двойных логарифмических координатах или, так называемый, график повторяемости землетрясений - одна из важнейших характеристик в сейсмологии

18 А - 7К£ , (7)

где Я^-число событий Я{-того энергетического класса.

Эта зависимость имеет универсальный характер и выполняется в широком диапозоне энергий дискретных актов разррения, включающего процессы трещинообразования, горные удары и землетрясения.

Величина углового коэффициента 7 зависит от свойств среды и закона деформирования,-при котором реализуется разрушение. Вариации коэффициента 7 могут иметь предвестниковый смысл. В данной работе коэффициент 7 рассматривается в качестве одного из основных прогностических параметров горных ударов.

Как было показано ранее, на проявление нкзкоэнергетических сейсмических событий большое влияние оказывают быстрые возмущения напряженного состояния, связанные, в частности, с взрывным работами. Напротив, для инициирования энергетически сильных событий, кроме импульсного, волнового воздействия необходимо,наличие высотах статических напряжений, определяющих долговременный, фоновнЗ ' уровень сейсмичности в регионе. На рис.4 показана временная зависимость скорости накопления суммарной длшш разрывов для событий 3-8 классов, образовавшихся на СУБРе за период наблюдений. Дня этой зависимости характерны периода высокой сейсмической активности, чередующиеся с относительно спокойными промежутками времени. Длительная активизация сейсмического процесса, как правило, связано с подготовкой сильных горных ударов, после которых уровень сбйо-

Бьозов.и.пао

т, СУТКИ

Рио.4. Скорость накопления суммарной длини разрывов но шахтному но'ю шахти №15-15 бис.

О 2 4 в 8 /О

Уг> м/сц/п

Рис.5. Зависимость длительности спокойного периода между активизациями сейсмического процесса от скорости накопления длины разрывов в паузе.

мичиилти вновь принимает Фоновне значения. Справедливо ир/пь..,., кить, что уровень сейсмичности в паузе между периодами активизации сейсмического процесса и должен отражать осредненные длительные изменения напряженного состотшя на контролируемой территории. Зависимость длительности спокойного периода между активизациями сейсмического процесса от величины скорости накопления разрывов в паузе показана на рис.5. Эта зависимость описывается соотношением:

18 т = .3,65 - 0,22Ип ' (8)

где ^-длительность паузы, сутки, Дп-скорость накопления разрывов в паузе, м/сутки.

В четвертом разделе рассмотрена пространственно-временная . структура индуцированной сейсмичности шахтных полей. Эти вопросы имеют большое значение для прогноза и профилактики горных ударов.

Для естественной и индуцированной сейсмичности характерна большая неоднородность распределения в пространстве, наряду с отдельными локальными скоплениями эпицентров сейсмических событий, на большей части территории они могут быть относительно редки или отсутствовать вовсе. Скопления эпицентров приурочены к активным очагам разрушения и требуют■повышенного внимания, как наиболее вероятные места возникновения сильных горных ударов. Распределение плотности-карта эпицентров сейсмических событий, зарегистрированных не участке шахт N14-14 бис и N15-15 бис СУБРа показано на рис.6. Распределение событий по глубине представлено на рис.7. Как можно видеть, существует относительно узкий диапазон глубин 300500 метров, на которых наблюдается наиболее интенсивное проявление индуцированной сейсмичности, что объясняется преобладающим влиянием горизонтальных составляющих напряжений в регионе и неблагоприятным сочетанием компонент напряжений на данной глубине.

Согласно физическим представлениям,•макроразрушение в твердой среде происходит после накопления в напряженном объеме критических концентраций дефектов, в результате чего система отдельностей приходит в неустойчивое состояние и процесс разрушения быстро локализуется вдоль трассы формирующегося макроразрыва. На пространственно-временную локализацию разрушения в заверившей стадии его развития указывают результаты прямых наблюдений ч г>кснериментов, проведенных в лабораторных условиях. Справедлива'/п, ятих выводов подтвердилось и на более высоком масштабном уровне при исследовя-

5ЛЯ.ГЯ1 ОЛ-Т'.Гй г'.: в

' ; ' ' ' ' ' ' ' I ' ' ' > м I I 1 1 1 ' 1 1 ' 1 ' 1 1 I ■ ' ■ ' ' ' 1 1 '

Рио.6. Карта эпицентров сейсмических событий.

аш.кят

Рис.7. Распря долепив сейсмических событий по глубине.

нии процесса подготовки горних ударов на Североуральском руднике.

Эволюция пространственно-временной структура индуцированной сейсмичности исследовалась в работе путем анализа пространственно-временных потоков сейсмических событий. Функции распределения временных и пространственных интервалов мекду события™ в потоках достаточно точно описываются показательной зависимостью вида

Т(х) = 1 - е^, (9)

которая характерна для потоков простейшего (ординарных, стационарных, без последействия) типа.

Распределение образующихся разрывов сплошности по линейному размеру также близко к показательному.

Интегральные и дифференциальные характеристики пространственно-временных потоков претерпевают характерные изменения, приуроченные к моментам возникновения сильных горных ударов. Причем увеличение плотности пространственных потоков характерно для сейсмических событий, предваряющих сильный горный удэр, а плотности « временного потока для событий, возникающих после него, в ефтершо-ковнй период. Анализ одномерных пространственных потоков, отдельно по какдой пространственной координате показал, что перед сильным горным ударом наблюдается увеличение плотности событий хотя бы в , одном из них. Это позволяет сделать заключение, что пространственная локализация де^ктов является необходимым условием подготовки макроразрушения.

Анализ вероятностей образования временных и пространственных групп, состоящих из 2 и 3 событий подтверадает полученные резуль-. таты. ;

Периодичность сейсмических событий связана с уровнем действующих напряжений и временем их восстановления в данном месте после предыдущего акта разрушения, вызвавшего разгрузку некоторой области напряженного массива. Поэтому, некоторое время после образования разрыва сплошности, вблизи него маловероятно возникновение нового разрыва размером больше предыдущего до тех пор, пока напряжения в данном месте не достигнут прежнего уровня. То есть, степень локализации разрывов сплошности во времени и пространстве долкна зависеть от их размеров и величины упругой енергии, высвобождаемой при их образовании. Зависимость величин временных и пространственных интервалов от энергетического клаоса события

подтверждают это предположение:

= 0.57К * 2.3 , (10)

Ц Т) = О.ЗК + 1.5 , (11)

где АТ-сродний временной интервал между событиями, сутки; С-средаое расстояние между гипоцентрами событий, метры; Х-энерготический класс.

Как видно из этих формул, величина пространственного интервала между событиями совпадает но размеру с областью разгрузки, а сроднее время энергетической накачки области разгрузки близко к величине временного интервала мевду событиями для событий данного энергетического класса.

В пятом разделе рассмотрены закономерности процесса подготовки сильных горных ударов и возможности их прогнозирования.

Прогноз таких сложных явлений как горный удар и землетрясение должен базироваться на модели явления, от выбора которой во многом зависит успех решения проблемы. Модель должна быть достаточно простой, чтобы обеспечить реальную возможность решения и вместе с тем достаточно сложной, чтобы сохранить основные существенные черты и связи явления. Наиболее полно этим требованиям в настоящее 'время удовлетворяет консолидационная модель, описывающая землетрясения как процесс возникновения и эволюции жесткой неоднородности, включения на фоне исходного состояния среды. Эта модель, как показали результаты настоящей работы, может быть полезна для описания наведенной сейсмичности и горных ударов.

Согласно этой модели, в процессе своей эьолюции возникшая • неоднородность претерпевает характерные изменения объема. Предполагается, что максимальных размеров включение достигает перед началом своего распада. Распад возникшей неоднородности происходит вследствие развития в ней трещинообразования, которое развивается по концентрационной схеме. Процесс разрушения переходит на следующий масштабный уровень после достижения в нагрутанном объеме некоторой предельной концентрации дефектов предыдущего иерархического уровня. При этом, значение концентрационного параметра, численно равного отношению среднего растоялия между разрывами к средней длине разрывов, принимает минимальные значений.

Таким образом, контролировать щюцэсс развития неоднородности

S^OMüS.GLñ;:-^

Т. СИТКИ

S5Q409.GLn;32

Т. сшг.и

S50409.GLfl:32

T. СУТКИ

S50409.GLfl:32

Lnit

Jb.. JJlilJU.

1000

г, ситки

Гио. 6. Изменение концентрационных характеристик индуцированной сейсмичности па шахте №15-15 бас: а) сейсмоактивный объем, б) концентрация событий, в) скорость изменения концентрации, г) концентрационный иарамттр.

и оо расАшда мокко но изменениям ее объема, концентрации сохший в нем и величию концентрационного параметра. Дополнительно к этим параметрам в работе анализировалась также четырехмерная концентрация событий, позволяющая учесть временной масштаб явления. Четырехмерная концентрация имеот физический смысл скорости изменения объемной концентрации событий и равна ей численно. Временные зависимости этих параметров показаны на рис.8, где для удобства, приводится также временной поток сейсмических событий. Как можно видеть, параметры испытывают характерные изменения, приуроченные к моментам возникновения энергетически сильных событий, имеющие очевидный прогностический смысл. Это обстоятельство позволяет рассматривать полученные результаты в качестве экспериментального доказательства применимости исходных теоретических положений к япленим индуцированной сейсмичности.

Исходя из современных представлений о процессе разрушения и полученных экспериментальных результатов, можно представить некоторую обобщенную схему возникновения сильного горного удара, в основу которой положена косолидационная модель жесткого включения. На рис.9 показаны обобщенное зависимости скорости деформирования с породного массива, объема неоднородности V, концентрации дефектов С, концентрационного параметра К и активности индуцированной сейсмичности

Допустим, что в момент времени I; в каком-то месте непрерывно деформирующегося массива, возникло затруднение процесса деформации, например, из-за наличия достаточно прочного выступа на бортах активного разлома. Это затруднение вызовет снижение скорости деформирования к рост напряжений в некоторой окрестности этой точгах массива. Возмущение напряженно-деформированного состояния, с течением времени, будет увеличиваться в объеме. Вместе с возрастанием напряжений в пределах возникшей неоднородности активизируются процессы тревдшообразования, которые препятствуют быстрому росту напряжений и тем самым ограничивают увеличение объма самой неоднородности. В следующий момент времени когда уплотнение неоднородности за счет роста напряжений и ее разуплотнение вследствие трещинообразования компенсируют друг друга, неоднородность пэро-стаот увеличиваться в объеме. С этого момента начинается преобладание процесса разуплотнения и распад неоднородности прежде всего вследствие активного укрупнения трещин, что также повлечет за собой увеличение скорости деформирования и спад напряжений в объе-

Рис. 9 . Схематичоокоа поведение некоторых характеристик при горном ударэ.

ме неоднородности. Наиболее интенсивно укруннение трошин происходит вдоль трассы будущего макроразрушения. В момент времени скорость деформации здесь резко увеличивается, происходит толчок и скачкообразный рост деформаций. При достаточно интенсивной подвижке, в некоторой ее окрестности могут возникнуть напряжения обратного знака, что вызывает изменение направления деформирования на противоположное. Скачок деформаций и перераспределение напряжений в области подвижки инициируют дальнейшую активизацию процесса укрупнения трощин в окружающем объеме который имеет их высокую концентрацию и хорошо подготовлен к развитию разрушения. Количество образующихся дефектов (актов укрупнения) к моменту достигает максимума. С этого момента начинается восстановление физических характеристик и, к моменту среда возвращается в регулярное состояние. Таким образом, в эволюции жесткого включения можно выделить три характерные фазы: фазу образования неоднородности или консолидации (г^-г^.), Ф^У распада С^-^Л которая включает акт мгпистролыюго разрыва а3~Х4), и период восстановления свойств или фазу постразрушения В качестве прогностических пара-

метров подготовки горного .удара в работе использованы: концентрационный параметр - КП, концентрация событий в сейсмоактивном объеме - С, скорость ее изменения - С', средняя длина образующихся разрывов - Е, угловой коэффициент графика повторяемости сейсмических событий - 7.

Шестой раздел диссертации посвящен разработке процедуры ггрог-нозиуювашя горных ударов по основе предлагаемой модели и данных регионального контроля индуцированной сейсмичности.

Физической предпосылкой для прогаозировашя горных ударов, зомлотрясений и устойчивости крупных сооружений служит наличие жжялизовашпи в пространстве™ во времени предвестниковых явлений. Локальность этих явлений понятна из консолидационной модели землетрясения, которая в основных чертах может быть принята и для горных ударов.

Процесс разрушения имеет стохастическую природу. Это означает, что предсказать будущий макроразрыв можно только в вероятностном смысле, но отнюдь не детерминированно. Соответственно, и задача прогнозирования, в таком случае, должна решаться в вероятностной постановке.

В подобной постановке нас интересует, произойдет или не произойдет прогнозируемое событие и, если оно произойдет, то с какой

вероятностью? Относительно прогнозируемого события, в таком случае могут быть выдвинуты две несовместные гипотезы и Н0, образуйте полную группу:

Н?={событие произойдет)

Я2=^событие но произойдет)

Безусловная априорная вероятность возникновения значащего события Р(И1) может быть определена из ретроспективного анализа сейсмических донных. Безусловная вероятность отсутствия значащего события равна

Р(Вг)=1-Р(Н1) . (12)

Обычно, имеется один или несколько источников информации о состоянии объекта наблюдений, в нашем случае это комплекс, включающий (-прогностических параметров, имеющих условные вероятности обнаружения значащего события Условные вероятности опре-

деляются, также ретроспективно, из следующих соображений. В реальном сейсмическом режиме и, в частности, в режиме индуцированной сейсмичности шахтных полей, в прогностическом смысле мохяо выделить четыре типа качественно отличных ситуаций:

1. Наблюдаются предвестниковие аномалии физических полей и происходит значащее (прогнозируемое) событие, энергия которого превысила выбранный энергетический порог прогнозирования. В этом случае возможно обнаружение события и его прогноз.

2. Отсутствуют аномальные явления, но несмотря на это, происходит значащее событие. В этом случае, тревога не может быть объявлена заблаговременно и прогноз события не возможен. Подобный случай классифицируется как "пропуск цели".

3. Наблюдаются предвестниковие аномалии сейсмического режима, но значащее событие не происходит. Этот случай может рассматриваться как случай неудачного прогноза или ложной тревога.

4. Отсутствуют аномальные явления и не происходит значащих событий. Этот случай соответствует фоновому режиму сейсмичности и не представляет интереса в прогностическом смысле.

В соответствии с первыми тремя случаями, эффективность прогностических параметре можно оценивать тремя величинами, связанных с количеством обнаружений, пропусков целей и ложных тревог. Обозначим их как: Р(К1/Н1), Р(К(/Н2), Р(Я{/Н3) и примем равными соответствующим вероятностям. Оценки этих величин долит производиться за достаточно продолжительный период времени, в течение которого

имеет место достаточное число перечисленных ситуаций, чтобы прогнозирование могло считаться значащим .

Обозначим через 1-число удачных прогнозов или обнаружений, •л-число неудачных прогнозов или ложных тревог, п-число нераспознанных событий или пропусков цели. Тогда вероятность обнаружения по 1-тому прогностическому признаку равна

Р(К1/Н1)=1/(Ш) , (13)

вероятность пропуска цели

Р(К1/Н2М-Р(К1/Н1) , (14)

вероятность ложной тревоги

Р(&1/Н3)=т/(Ш) . (15)

С учетом условных вероятностей по каждому прогностическому признаку задача прогноза формулируется следующим образом. Спрашивается, как нужно пересмотреть априорные вероятности гипотез при наличии информации по комплексу прогностических признаков, т.е. найти апостериорше или условные вероятности гипотез с учетом этой информации.

Решение может быть получено с помощью формулы Байеса, позволяющей пересчитывать априорные вероятности гипотез в свете новой информации, состоящей в том, что опыт дал некоторый результат А. В данном случае, А зависит от того имеет или не имеет место предвест-никовая аномалия по 1-тому прогностическому признаку

Р(Б1) Й РСК,/Н};

7 1=1 11

Щ/1) =-п-=- • (16)

Для того, чтобы рассчитать по формуле Байеса апостериорные вероятности выдвинутых гипотез Н^ и при наличии комплекса прогностических признаков, должны быть известны безусловные априорные вероятности гипотез Р(Н1), Р(Ег), условные вероятности обна-

Pno.lO. Алгоритм временного прогноза горних ударов.

рукешш 'ИJ.) и необнаружения Р(К^/Н2) прогнозируемых событий по каждому признаку. Эти вероятности, определенные ретроспективно по дашшм сейсмического контроля для событий 6-8 энергетических классов, приведены в таблице.

Априорные данные по комплексу прогностических параметров

параметр тревог обнаружений р^/нр Р(к1/н3)

КП 56 54 0.964 0.036 0.036

С 45 36 0.643 0.357 0.200

С' 35 30 0.536 0.464 0.143

Я 64 52 0.929 0.071 0.187

7 60 54 0.964 0.036 0.100

На практике, величина апостериорной вероятности событий дож на рассчитываться в реальном времени для текущей реализации процесса в том случае, если она превысила некоторый, наперед заданный пороговый уровень, отделяющий неопасное состояние объекта от опасного, может быть объявлена тревога или приняты соответствующие мероприятия по уменьшению опасности.

В работе разработана формализованная процедура временного прогнозирования горных ударов, основанная на данном подходе, ее алгоритм приведенный на рис.10, реализован в виде пакета компьютерных программ. Проверка разработанной процедуры прогнозирования, проведенная в ходе ретроспективного прогноза горных ударов, начиная с 6 энергетического класса, показала ее высокую эффективность.

Прогнозирование энергии и места окидаемого горного удара рассмотрено в седьмом разделе работы. С целью оценки возможной максимальной энерши горного удара в работе предлагается использовать зависимость обратного накопления числа сейсмических событий от энергии. Эти зависимости получаются путем накопления числа сейсмических событий по энергии, но не в обычном порядке, как это принято, например, при построении функции распределения, а в обратном, начиная с наибольших значений энергий.

Приблизительные оценки сейсмической энергии единичного акта разрушения, т.е. его силы можно получить, экстраполируя график зависимости логарифма накопления событий от энергетического класса

а

\

Ч

ал.5 001 84 4066

05 Н. ЛЯ

га

Ц> и. I*

Рис .11. Оценка максимально возможно:!'энергии сейсмического события: а) шахта }514-14 бис, б) шахта «5-15 бис.

до пересечения с осью абсцисс, рис.11. Как видно из построений, максимально возможное значения энергай для событий на шахте N14-14 бис не превышают 10в,Б Дж, для шахты Н15-15 бис 10е'7 Дж. Полученные оценки достаточно точно соответствуют реально зарегистрированным значениям сейсмической энергии наиболее сильных сейсмических событий.

Благоприятные условия для возникновения укрупненного разрыва сплошности создаются в местах с повышенной концентрацией трещин. Т.е., в принципе, прогнозировать наиболее вероятные места макроразрывов можно, контролируя объемную плотность трещин. Чтобы определить места наибольшего скопления трещин, поступим следующим образом. Будем рассматривать сумму расстояний между каждым событием текущей выборки относительно всех остальных. Наибольшая концентрация трещин будет вблизи того события, которому соответствует наименьшая суша расстояний. Координаты этого события наиболее близки к центру самой насыщенной трещинами области массива для данной реализации процесса, т.е. дают искомую оценку наиболее вероятного места горного удара.

Абсолютная погрешность определения места предлагаемым методом составила 158 метров, относительная погрешность 0,26.

ЗАИЛЮ'[ЕНИЕ

В диссертационной работе дано решение' актуальной научной проблемы, имещей важное народнохозяйственное значение, заключающееся в разработке физически обоснованных подходов и практических методов прогнозирования времени, анергии и места возникновения горных ударов в условиях действующего предприятия, по данным регионального контроля индуцированной сейсмичности. Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем.

1. Установлено, что адекватное представление индуцированной шахтной сейсмичности, в общем случае, достигается в виде ординарных, стационарных, без последействия пространственно-временных потоков, имеющих показательное распределение сейсмических событий.

2. Выявлено, что процесс подготовки крупных актов разрушения горного массива адекватно отражается пространственно - временными характеристиками индуцированной сейсмичности. Подготовка события проявляется как локализация процесса хотя бы по одной пространственной координате. Пространственная локализация опережает по фазе временную локализацию процесса.

3. Экспериментально подтверждена применимость консолидацисн-кой модели подготовки землетрясения к явлению индуцированной сейс мичности. Процесс возникновения горного удара качественно и коли- , чественно описывается как эволюция жесткого включения в разрабаты ваемом породном массиве.

4. Экспериментально подтверждена применимость концентрационного критерия разрушения для индуцированной шахтной сейсмичности. Количественные характеристики накопления повреждений в сейсмоактивном объеме неоднородности на последовательных этапах ее эволюции подчиняются концентрационной схеме разрушения.

5. Обоснован комплекс наиболее информативных прогностических характеристик горных ударов, обладающих необходимой чувствительностью к появлению предвестниковсй аномалии и хорошей воспроизводимостью прогностических признаков: концентрационный параметр, равный отношению среднего расстояния между гипоцентрами событий к среднему размеру образующихся разрывов, объемная концентрация сейсмических событий, скорость ее изменения, средний размер разри вов сплошности и величина углового коэфЕациента графика повторяемости.

6. Разработан математически формализованный, вероятностный метод временного прогноза горных удэров но комплексу прогностичес ких признаков, основанный на формуле Байеса.

7. Разработан метод прогнозирования максимально возможной энергии горных ударов и получены ее количественные оценки для шахтных полей СУБРа.

8. Разработан математически формализованный метод прогнозирования вероятных мест возникновения горных ударов.

9. Выполнен ретроспективный прогноз горных ударов с энергией более 106 Дж, зарегистрированных на СУБРе в течение семи лет. Эффективность временного прогноза составила 98%.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Куксенко B.C., Мансуров В.А., Манкиков Б.Ц.- 0 возможности прогноза характера разрушения горных пород.// Научно-техн. семинар по горюй геофизике.- Тбилиси, 1981, с. 113-116.

2. Мансуров В.А., Манкиков Б.Ц.- Вопросы прогноза динамических форм проявления горюго давления.// Напряженное состояние и удороопасность массивов горних пород на рудных месторождениях

Сродчой Азии. Фрунзе, Клим, 1983, и.106-116.

3. Манжиков Б.Ц.. Мансуров R.A., Куксенко B.C., Савельев В.Н. Связь между накоплением микротрещин и мзкродеформацией при одноосном сжатии горных пород.// Физика и механика разрушения горных пород.- Фрунзе, Илим, 1983, с.77-84.

4. Манжиков Б.Ц., Мансуров В.Л., Пугачева Т.Н., Тилегенов

К.Т. Лабораторные оценки удароопасности горных пород.//Напряженное состояние и удароонасноеть массивов горных пород на рудных месторождениях Сродней Азии. Фрунзе, Илим, 1983, с.94-102.

5. Манжиков Б.Ц., Мансуров В.А., Куксенко B.C.- Энергетические параметры АЭ и прогаоз разрушения горных пород.// Тез. докл. XIX Генеральной Ассамблеи ECK.- М., 1984, с.82-83.

6. Куксенко B.C., Манжиков Б.Ц., Мансуров В.А., Пикулин В.А.-Зякономерности развития очага разрушения.// Изв. АН СССР. Физика Земли, 1985, N7, с.87-93.

7. Манжиков Б.Ц. Амплитудно-временной анализ акустической эмиссии в реальном масштабе времени.//Напряженное состояние горных пород и их разрушение. Фрунзе, Илим, 1986, с.105-108.

8. Куксенко B.C., Манжиков Б.Ц., Мансуров В.А. Энергетические параметры акустической эмиссии и прогноз разрушения горных пород.//Напряженное состояние горных пород и их разрушение. Фрунзе, Илим, 1986, с.108-114.

9. Куксенко B.C., Манжиков Б.Ц., Мансуров В.А., Станчиц

С.А.- Оценка удароопасности горных пород по их энерговыделению.// ФТПРЩ, 1986, N4, с.28-32.

10. Куксенко B.C., Инжеваткин И.Е., Манжиков Б.Ц. и др.-Физические и методические основы прогнозирования горных пород.// ФТПРПИ, 1987, N1, с.9-22.

11. Куксенко B.C., Гайворонский Г.Б., Манжиков Б.Ц., Мансуров В.А., Торгоев И.А.- Возможности метода АЭ при прогнозировании деформирования и разрушения горных пород.// Докл. VII Международного конгрессе по маркшейдерскому делу. СССР.- Л., 1988, кн. XIII, с.3-13.

12. Манжиков Б.Ц., Мансуров В.А., Рукич В.В. Проявление нестационарности процесса разрушения горных пород в графиках повторяемости.// Всесоюзная школа-семинар "Физические основы прогнозирования разрушения горных пород".- Иркутск. 1988. с.79-81.

13. Рукич В.В., Хилько С.Д., Мансуров В.А., Манжиков Б.Ц., Наргов С.В. Моделирование сейсмического режима активных разломов.-

//Развито сейсмологических и геофизических исследований в Сиоири и ьа Дальнем Востоке. Иркутск, 1983. с.110-116.

14. Куксенко B.C., Мансуров В.А., Ли Р.С., Гайворонсгсий Г.В., Манжиков Б.Ц., Тилегонов К.Т. Дилатансия и ьнерговыделоние гфи мягком и жестком нагружешш образцов гранита.//Изв. АН СССР, Физика Земли, 1989, N4, с.80-84.

15. Манжиков Б.Ц. Временная локализация трещинообразовашш при де^юрмировыши горних пород.//Деформирование и разрушение горных пород. Материалы IX Всесоюзной конференции по механике горних пород. Бишкек, Илим, 1990, с.178-184.

16. Ружич В.В., Мансуров В.А., Нартов С..В., Манжиков Б.Ц., Гийворонский Г.Б. Некоторые итоги моделирования сейсмического режима зон активных разломов.//Сейсмичность Байкальского рифта. Прогностические аспекты. Сб. научн. трудов. Новосибирск, Наука, СО АН СССР, 1990, с.51-57.

17. Куксенко B.C., Мансуров В.А., Манжиков Б.Ц., Томшиш Н.Р., Фролов Д.П., Станчиц С.А., ИнкиВаткин И.Е. Подобие в процессе разрушения горных пород на различных масштабных уровнях.// Изв. АН СССР, Физика Земли, 1990, N6, с.66-70.

18. Altmatov I.T., Mansurov V.A., Manshlkov В.Тэ. Prediction of íallure character of Jointed rocks.-Collection oí Abstracta for the International Conference on medíanles of jointed and faulted rock Vletma, Austria Technical University Vienna, 1990, p.90.

19. Манжиков Б.Ц., Медведев B.H. Модельные эксперименты по прогнозу разрушения горных пород.// Напряженное состояние и разрушение горных пород. Бишкек. Илим. 1991. с.128-134.

20. Ружич В.В., Манжиков Б.Ц., Мансуров В.А., Медведев В.Н. Экспериментальное моделирование режима сейсмогенерирующих разломов. //Исследование, прогноз и предотвращение горных ударов. Бишкек, Илим, 1991, с.241-252.

21. Айтматов И.Т., Тажибаев К.Т., Манжиков Б.Ц. Результаты исследований локального динамического разрушения горных пород методом тензометрии и акустической эмиссии.//Изв. HAH КР, N1, 1994, с.14-25.

22. Айтматов И.Т., Манжиков Б.Ц. Оценка энергии динамических проявлений горного давления по данным микросейсмического контроля. //Вопросы гоомеханшш и разработки месторождений полезных ископаемых: Научные труда N1. Бишкек, Илим, 1997. с.30-35.

'23. Айтматов И.Т., Маншков Б.Ц. Зырянов А.Г., Ильясов Б.И.

Особенности сейсмического ре:жма Токтогульского гидроузла в начальный период эксплуатации.//Вопросы геомеханики и разработки месторождений полезных ископаемых: Научные труды N1. Бишкек,- Илим, 1997. С.35-41.

24. Манжиков Б.Ц. Вероятностный прогноз горных ударов. //Вопросы геомеханики и разработки месторождений полезных ископаемых: Научные труды N1. Бишкек, Илим, 1997. с.278-286.

25. Манжиков Б.Ц., Довгань В.И., Зырянов А.Г., Тилегенов

К.Т., Сыдыкова А.С. Цифровая система инженерно-сейсмометрических наблюдений Токтогульской ГЭС.//Вопросы геомеханики и разработки месторождений полезных ископаемых: Научные труды N1. Бишкек, Илим, 1997. с.286-291.

МАНЖШШВ БАТЫР ЦЕЕШШЧ ИНДУЦИРОВАННАЯ СЕЙСМИЧНОСТЬ И УДАРСЮНАСНОСТЬ ШАХТНЫХ ПОЛЕЙ

С позиций концентрационной схемы разрушения твердых тия и консолидацношюй модели подготовки землетрясении исследованы зак.-номерности и особенности индуцированной сейсмичности шахтных полей, обусловленной горними работами. Пространственно-временные и унерготические характеристики индуцированной сейсмичности используются для выявления очагов разрушения породного массива и прогно зирования горных ударов. Разработаны практические методы, алгоритмы и программное обеспечение для предсказания времени, энергии и места динамических проявлений горного давления. ^ ?

, МАНЖКОВ БАТЫР ЦЕБЕКОВИЧ

ШАХТА ТАЛААДАРЫННН ТЫШКЫ ТААСШ1ЕРДЕН ТУЗУЛГбН СЕПСМИКАЛУУЧУ ЖАНА ТОО-ТЕК СОККУ КОРКУНУГГУУЛУГУ Too Кен иштерин жургузууден пайда болгон шахта талаасынын кошумча сейсмикалык абалшшн закон ченемдуулуктору жана озгочо-луктеру катуу заттардын талканануусунун верчу схемасы боюнча жана жер титироонун даярдалышынын коюлануу модели боюнча изилдеген. Жана пайда болгон сейсмикалык абалдын мойкин-мезгилдик жана энер-гетикалык мунездемолору тоо-тек массивинде боло турган талкалануу-нун уюгун табууга жана тоо-тек соккусун адцын ала аныктоо учун колдонулат. Динамикалнк турдо ото турган тоо-тек басым кубулушта-рымынш боло турган убактыснн, энергиясын жана ордун адцын ала аныктоо учун керектуу практикалнк ыкмалар, изилдоонун ирет мазму-ундары жана камсыз кнлуучу прогрвммалар иштелип чыгнлган.

В.Та. Manjlkov /

Induced seisms and sheck danger ol mine fields Regularities and peculiarities oi induced seisms oi mine fields caused by the work carried out in the mountains have been investigated from the viewpoint of solid matter destruction concentration scheme and consolidation model or earthquake preparation. Space, time and energy characteristics or Induced seisms are used to discover rock massive destruction centres and lorecast mountain hits. Practical methods algorithms and software for forecasting time, energy and place or dynamic manifestations of mountain pressure have been developed,

... гс-a,