Приложение 6. РЕГИОНАЛЬНЫЙ ПРОГНОЗ ЗОН АКТИВИЗАЦИИ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Приложение 6 
РЕГИОНАЛЬНЫЙ ПРОГНОЗ ЗОН АКТИВИЗАЦИИ
ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Прогноз основан на непрерывном приеме с помощью пространственно распределенной сети датчиков (пунктов наблюдений) сейсмических сигналов и их анализе на центральном пункте (сейсмостанции).
Региональный прогноз осуществляют в соответствии с указанием Минтопэнерго России от 06.02.1998 N СК-17, которым отраслевые структуры ТЭК обязаны руководствоваться нормативно-методическим документом "Руководство по геодинамическим наблюдениям и исследованиям для объектов топливно-энергетического комплекса" на всех стадиях проектирования и эксплуатации объектов ТЭК. В частности, он предусматривает включение в состав эксплуатируемого объекта ТЭК контрольно-прогностических систем наблюдений за опасными природными явлениями. Наличие данных систем является одним из условий, учитываемых при выдаче или пролонгации лицензии на эксплуатацию объекта ТЭК.
ВНИМИ выполняет предварительную оценку параметров сейсмической активности и составляет рекомендации по структуре и плотности сети пунктов наблюдений, системе сбора и передачи информации, методические указания и инструкции по сейсмическим наблюдениям, проект "Положения о службе геодинамических наблюдений".
В качестве системы сбора и передачи информации рекомендуется использовать разработанную ВНИМИ шахтную геоинформационную систему "GITS".
Сейсмостанция создается по специальному проекту под научно-методическим руководством ВНИМИ.
Для эксплуатации сейсмостанции при предприятии создается служба геодинамических наблюдений, которая подчиняется техническому руководителю организации и работает в соответствии с Положением о службе геодинамических наблюдений, согласованным с территориальным органом Госгортехнадзора России и утвержденным техническим руководителем организации (председателем комиссии по горным ударам).
В Положении должны быть отражены:
1. Общая часть.
2. Основные задачи и функции.
3. Обязанности, права и ответственность.
4. Взаимоотношения с техническими службами и службами обеспечения безопасности.
5. Регламент приема и обработки сейсмических событий.
6. Порядок хранения и передачи информации.
Сейсмостанция является структурным подразделением шахты или объединения шахт.
Сейсмостанцию возглавляет начальник, который назначается приказом технического руководителя.
Начальник сейсмостанции в своей работе руководствуется требованиями настоящей Инструкции и Положением.
На должность начальника сейсмостанции назначается лицо, имеющее высшее горно-техническое образование. Подземный стаж работы на пластах, склонным к горным ударам, должен составлять не менее 2 лет.
Другие специалисты сейсмостанции назначаются на должность приказом технического руководителя организации по представлению начальника сейсмостанции.
Сейсмостанция выполняет круглосуточный прием сейсмических сигналов, определение времени, координат и энергии сейсмических событий. По результатам наблюдений в течение суток сейсмостанция предоставляет уполномоченным Положением лицам каталог событий за сутки и результаты расчета текущего положения зон опасного влияния на состояние массива событий с энергией свыше Е (Дж). Радиус объемной зоны влияния отдельного события определяется по формуле:
R = R(E ) + 0,5А,
k
где:
R - расстояние (радиус) от центра i-го очага события с
энергией Е , на котором энергия уменьшается до безопасного уровня
i
Е , неспособного привести к разрушению пород вблизи выработки;
k
А - погрешность определения координат события.
Результаты расчета представляют в виде схем, привязанных к координатам шахтного поля и показывающих в плане или на вертикальном разрезе положение линий границ радиальных зон опасного влияния событий. Границу зоны влияния нескольких событий с близкими координатами очагов определяют как огибающую границ зон отдельных событий.
По результатам текущего суточного прогноза сейсмостанции начальник службы прогноза устанавливает в пределах указанных границ опасные зоны и передает информацию техническому руководителю - главному инженеру шахты и руководителю службы прогноза и борьбы с горными ударами для выбора участков пластов, на которых требуется выполнение локального прогноза инструментальными методами в последующие сутки и применение мер по борьбе с горными ударами или проверка их эффективности.
Эффективность мер борьбы с горными ударами определяется по снижению параметров сейсмической активности ниже критических, с последующим контролем инструментальными методами.
Для выделения зон активизации геомеханических процессов и
тенденции их миграции в пределах шахтного поля оценивают
накопленную за представительный период времени Т (но не более 3
месяцев), совокупность данных о координатах и энергии событий с
периодичностью T (не более 1 месяца). Данные группируют по
1
координатам их очагов в пределах одинаковых элементов шахтного
поля (блоках) с характерным размером L. Для каждого блока
определяют суммарное количество (N) событий, суммарное
энерговыделение (E ) и распределение количества событий N по
сум i
классам энергии Е . Все указанные оценки выполняют для событий
i
с энергией от E = 0,1Е и выше. Уровни энергии Е в классах
min i
задают от Е и выше с геометрическим шагом нарастания энергии
min
dE (не более 1,65). Результаты группирования представляют в виде
сводного каталога данных по блокам.
На основе сводного каталога сейсмостанция составляет карту
плотности сейсмических событий в изолиниях (N) и карту плотности
сейсмической энергии в изолиниях (Е ). На картах выделяют зоны
сум
повышенной активности с показателем N > N и Е > Е . Карты
р сум сумр
плотности и сводный каталог используют для планирования
применения мер борьбы с горными ударами и локального прогноза на
последующий период времени длительностью Т .
1
По результатам составления сводного каталога выделяют участки
массива с характерным размером L, в которых N > N и Е > Е .
р сум сумр
Для контроля их состояния во времени с периодичностью раз в сутки
оценивают параметры распределения событий по уровням энергии
N = f(E ), как коэффициенты В и N степенной регрессии. Для
i i 0
оценки используют все данные за предшествующий моменту оценки
период времени T . На основе параметров В и N рассчитывают
1 0
возможное количество событий N с энергией E в контролируемом
s s
блоке. Если N > N , то породы блока относят к опасным по горным
s sk
ударам. В выработках, пройденных в блоке, необходимо применить
меры борьбы с горными ударами в сопровождении локального
инструментального прогноза.
Для блоков с малым количеством событий в блоке за период Т ,
1
где оценка параметров В и N ненадежна, но есть события с
0
энергией больше Е, используют способ оценки удароопасности на
основе сопоставления частости N в классах Е с предельными
i i
значениями частости N (Е ). По разности N = (N - N )
pi i ri i pi
рассчитывают показатель избыточного энерговыделения Е в рамках
а
событий данного класса как Е = N E . Для всех событий в блоке
a ri i
оценивают сумму значений Е , и если Е > E N , то породы блока
a a s sk
относят к опасным по горным ударам. В выработках, пройденных в
блоке, необходимо применить меры борьбы с горными ударами в
сопровождении локального прогноза.
Критические значения параметров, представленные в табл. 6.1,
Е, dE, E , L, T, T , N , E , E , N , N (E ) определяет
k 1 р сумр s sk pi i
ВНИМИ по результатам обобщения данных работы сейсмостанции и
представляет их обоснование в комиссию по горным ударам.
Таблица 6.1
┌────────────────────────────┬───────────────────────────────────┐ │ Параметр │ Значение │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┤ │ Е │ 300 - 1000 Дж │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┤ │ dE │ 1,2 - 1,65 │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┤ │ E │ 1 - 100 Дж │ │ k │ │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┤ │ L │ 100 - 500 м │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┤ │ T │ 1 - 3 мес. │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┤ │ T │ 10 - 30 сут. │ │ 1 │ │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┤ │ T │ 0,5 - 1 ч │ │ 2 │ │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┤ │ N │ 5 - 30 │ │ p │ │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┤ │ Е │ 300 - 3000 Дж │ │ сумр │ │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┤ │ Е │ 500 - 2000 Дж │ │ s │ │ ├────────────────────────────┼───────────────────────────────────┤ │ N │ 2 - 3 │ │ sk │ │ └────────────────────────────┴───────────────────────────────────┘
После утверждения комиссией эти значения вводятся в качестве
действующих в Положение. Предварительные значения критериев
устанавливают по результатам работы сейсмостанции в течение первых
6 месяцев, в последующем критерии проверяют и уточняют с
периодичностью в 1 год. Если оценка опасности по разным критериям
для конкретного блока различается, то за основу прогноза принимают
тот параметр, который дает наибольшую степень удароопасности.
В случае, если в блоке зарегистрировано событие, превышающее
Е , оператор в течение 30 мин. сообщает об этом начальнику
s
сейсмостанции и диспетчеру шахты. В течение суток производится
осмотр выработок и составляется описание имеющихся разрушений.
Если в течение времени Т выделяется суммарное количество
2
событий, превышающее N , и суммарное количество энергии при этом
p
превышает E , оператор в течение 15 мин. сообщает об этом
сумр
диспетчеру шахты. Диспетчер шахты останавливает работы и
обеспечивает вывод людей из опасного участка. На этом участке
необходимо провести локальный инструментальный прогноз с
последующим привлечением профилактических мероприятий и контролем
их эффективности (см. разделы 5, 6).
