В условиях отработки запасов ряда месторождений, разрабатываемых буровзрывным способом в карьерах, шахтах и рудниках, все чаще возникает вопрос обеспечения безопасности при сейсмических воздействиях, вызываемых взрывными работами, на ближайшие здания и сооружения.
В последние годы типичной является ситуация, когда разработка осложняется серьезными ограничениями, связанными с приближением фронта горных работ к жилым массивам, в связи с чем приходится сокращать объем добычи и даже пересматривать запасы.
Кроме возможных ограничений объемов добычи, на предприятия периодически могут поступать обращения от собственников охраняемых объектов, которые в последующем приводят к внеплановым проверкам со сторон контролирующих органов.
Лаборатория ПТС ГИ УрО РАН производит работы по исследованию сейсмического воздействия наземных и подземных взрывов. Опыт работ на различных горнодобывающих предприятиях позволил разработать и опробовать комплексную методику проведения измерений, обработки и интерпретации результатов.
 |
 |
 |
| Сейсмограмма взрыва и модуль полного вектора скоростей смещения | Пример зависимости амплитуды сейсмической волны от приведенного расстояния | Пример карты пространственной изменчивости коэффициентов усиления сейсмических волн грунтами, рассчитанных разработанным комплексом методов |
| Данный вид работ выполняется в соответствии с действующими нормативными документами: — Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности “Правила безопасности при взрывных работах”. М.: Норматика, 2016. — ГОСТ Р 52892-2007. Вибрация и удар. Вибрация зданий. Измерение вибрации и оценка ее воздействия на конструкцию. М.: Стандартинформ, 2008. — РБ Г-05-039-96. Руководство по анализу опасности аварийных взрывов и определению параметров их механического действия. М.: НТЦ ЯРБ Госатомнадзора России, 2000. |
 |
Исследования сейсмического воздействия производятся с использованием комплекта современного сейсмологического оборудования (это последние модели сейсмических датчиков западных производителей, а также разработанный в лаборатории ПТС сейсмический регистратор Ермак-5).
Решение задачи обеспечения сейсмической безопасности взрывных работ возможно благодаря использованию специального программного продукта, разработанного в лаборатории ПТС — система учета и планирования взрывных работ на горнодобывающих объектах BlastManager. Данное программное обеспечение позволяет заранее спланировать и оптимизировать параметры БВР для конкретного блока таким образом, чтобы все объекты на охраняемой территории не испытывали сверхнормативных нагрузок.
| Результаты выполненных работ позволили детально изучить влияние на сейсмический эффект взрывных работ следующих факторов: — расстояние от источника до точки измерения; — максимальный заряд, приходящийся на одну ступень замедления; — затухание сейсмических волн на пути их распространения от места взрыва к охраняемому объекту; — условия и способы взрывания (тип ВВ, форма заряда, качество забойки, корректность работы системы инициирования, нагрузка на заряд и др.); — латеральная изменчивость грунтовых условий на охраняемой территории; — направление инициирования зарядов взрываемого блока; — геология участка места взрыва; — рельеф местности. |
Фрагмент диалогового окна программы BlastManager — системы учета |
 |
 |
| Пример неточности работы неэлектронной системы инициирования | Модельная зависимость уровня сейсмического эффекта от величины замедления |
Программное обеспечение BlastManager:
— выполняет прогноз уровня сейсмических колебаний грунта в основании каждого охраняемого объекта;
— сравнивает прогнозный уровень колебаний с допустимыми;
— предоставляет прогноз уровня сейсмических колебаний на верхних этажах объектов ( при наличии);
— выполняет расчет расстояния от центра блока до каждого охраняемого объекта;
— выполняет расчет допустимых безопасных расстояний по ФНП;
— выполняет расчет допустимой массы одиночного заряда по ФНП;
— после проведения взрывных работ программа предоставляет сведения по отклонениям прогнозных значений сейсмических колебаний
от фактических измеренных;
— при составлении проекта массового взрыва определяет диапазон замедлений, обеспечивающих минимальный сейсмический эффект;
— заказчик самостоятельно имеет возможность оценить корректность работы системы инициирования по каждому блоку.
Горный институт УрО РАН предлагает следующие виды работ:
| Вид работ | Цель | Результат |
|
Проверка корректности работы применяемых средств инициирования |
Оценка качественных характеристик применяемых средств инициирования. |
Отчет с результатами исследований. |
|
Изучение сейсмического воздействия от взрываемого блока/блоков |
Оценка безопасности сейсмического воздействия в отношении определенных охраняемых объектов. |
Протокол с результатами измерения уровня сейсмических колебаний. |
|
Оценка сейсмического воздействия для конкретных горно-геологических условий. |
Определение возможности вовлечения запасов сырья, имеющих ограничения по сейсмическим параметрам. |
Отчет с предоставлением оптимальных параметров взрывных работ. |
|
Мониторинг сейсмического воздействия при проведении взрывных работ. |
1. Обеспечение сейсмической безопасности в отношении охраняемых объектов. 2. Разработка рекомендаций по оптимизации параметров БВР для снижения сейсмического эффекта взрывов. |
1. Специальное программное обеспечение для учета и планирования взрывных работ позволяющее заранее спланировать и оптимизировать параметры БВР. 2. Постоянный сейсмологический мониторинг взрывных работ посредством стационарных сейсмологических станций. 3. Протоколы измерения уровня сейсмических колебаний по каждому произведенному взрыву с описанием нормативных и фактических нагрузок для каждого охраняемого объекта. |
Преимущества режимного сейсмологического мониторинга, выполняемого лабораторией природной и техногенной сейсмичности ГИ УрО РАН:
— полный контроль сейсмической безопасности буровзрывных работы.
— работы сопровождаются высококвалифицированными сотрудниками лаборатории природной и техногенной сейсмичности ГИ УрО РАН
с применением современного сейсмологического оборудования и методов исследования.
— по запросу Заказчика предоставляются необходимые дополнительные заключения.
— в период действия договора производится уточнение разработанной модели за счет дополнения данными о новых взрывах.
— предприятие получает Протоколы измерений уровня сейсмических колебаний по каждому произведенному взрыву с описанием нормативных и фактических нагрузок для каждого охраняемого объекта.
— по результатам НИР, предприятие имеет возможность внести изменения в Типовой проект производства буровзрывных работ согласно п. 165 и п. 844 ФНП
«Правила безопасности при взрывных работах».
— при необходимости, материалы НИР могут быть включены в ТЭО и подсчет запасов при обосновании прироста или списания запасов.