Горные удары и техногенные землетрясения: чем они отличаются, как возникают и чем грозят

В издательстве Кольского научного центра вышла монография ведущего научного сотрудника Горного института Александра Ловчикова «Сильнейший горно-тектонический удар на подземных рудниках и в шахтах России: рудник «Умбозеро», 17 августа 1999 года (магнитуда m = 5, энергетический класс k = 11,8)».

Событие, которому посвящена книга, не имеет равных по силе и последствиям на рудниках России. На его примере автор поднимает вопросы предупреждения катастрофических горных ударов и предотвращения их последствий. Этого горно-тектонического удара можно было бы избежать, если выемка руды сопровождалась расчетом геомеханической обстановки и был сделан прогноз разных вариантов развития событий. В последние годы интерес к залежам редкоземельных металлов на Кольском полуострове существенно возрос, а необходимость импортозамещения стратегического сырья крайне его обострила, поэтому вполне вероятно возобновление добычи на Ловозерском месторождении. А до этого необходимо досконально проработать вопрос геодинамической безопасности горных работ.

Монография состоит из восьми глав и введения, кратко формулирующего актуальность и основные тезисы работы. В первой главе автор объясняет, что такое геодинамические события, чем отличаются естественные землетрясения от техногенных, в чем состоит разница между техногенными землетрясениями и горными ударами, и рассказывает о последствиях сейсмических событий различной локализации, происхождения и интенсивности. Во второй главе подробно описано, что происходило 17 августа 1999 года и в последующие дни непосредственно на руднике «Умбозеро» и как это воспринималось сейсмическими станциями мира.

Третья и четвертая главы дают понимание горно-геологических условий, сложившихся на руднике, и последствий удара. Рудосодержащие и вмещающие породы рудника «Умбозеро» являются удароопасными. В течение всего времени строительства и эксплуатации рудника складывалось непростое гравитационно-тектоническое напряженное состояние. В 1990-е годы в Ловозерском массиве возникла и начала расти неожиданная для горняков, но вполне объяснимая с научной точки зрения сейсмичность. Ситуация была острой уже на протяжении долгого времени. Привела она к далеко не лучшим последствиям, однако по крайней мере часть проблем могла не возникнуть, если бы на предприятии работали деформометрический и сейсмоакустический комплексы наблюдений, организованные Горным институтом Кольского научного центра. К сожалению, в связи с тяжелой экономической ситуацией они в это время не функционировали.

В пятой главе автор подробно объясняет, как менялось напряженное состояния массива горных пород в зоне выемки залежей, и как господствующие во время закладки рудника представления об источниках и проявлениях горного давления повлекли за собой дальнейшие события, показавшие, насколько далеки от истины принятые на производстве инструкции об удароопасности горных работ. Тому, как массив данных, полученных при мониторинге состояния массива во время отработки месторождения и в процессе консервации рудника, повлиял на понимание сейсмичности горных пород, посвящены следующие две главы. Основанные на этих данных прогнозы сотрудников Горного института о поведении массива при затоплении рудника полностью подтвердились.

Анализ последствий и обстоятельств горно-тектонического удара, произошедшего 17 августа 1999 года, перевернул существовавшие ранее представления о причинах и механизмах возникновения геодинамических явлений в горных массивах. Восьмая глава монографии рассказывает, как менялись представления о механизме горно-тектонических ударов. В той же главе приведена сформулированная на основе наблюдений и анализа новая классификация геодинамических явлений на рудниках. Кратко и емко автор дает определение закола, шелушения, микроудара и других терминов, позволяющих количественно отличать динамические проявления горного давления на рудниках.

В заключении ученый обосновывает необходимость модернизации нормативной базы, посвященной удароопасности горных работ, поскольку существующие инструкции устарели и опираются на уже неактуальные положения, а значит, следование им может привести к катастрофическим последствиям.

Монография Александра Ловчикова окажется полезной не только студентам и аспирантам горных вузов, но и менеджменту горнодобывающих предприятий, а также специалистам, занятым разработкой инструкций и других документов, регулирующих безопасность горных работ.

11 января 2023