Промышленные взрывы на территории Воронежского кристаллического массива и их временная динамика
Аннотация
Введение: В работе представлены результаты анализа временной динамики за более чем 20-летний период промышленных взрывов в крупных карьерах, функционирующих на территории Воронежского кристаллического массива. Ежегодно производится от 90 до 140 промышленных взрывов в крупных карьерах, при этом выделяется сейсмической энергии 1010–1012 Дж, что оказывает значительное влияние на деформационные свойства земной коры, создавая условия для возникновения наведенной сейсмичности и других негативных явлений. В связи с этим становится чрезвычайно актуальной проблема прогнозирования изменения деформационных процессов в земной коре под воздействием мощных промышленных взрывов. Анализ временной динамики взрывных работ в карьерах является важной составляющей при решении указанной выше проблемы. Методика: За более чем 20-летний период зарегистрировано около 3000 крупных промышленных взрывов. Исследована временная динамика производства промышленных взрывов по годам, во всех крупных карьерах, и выделившейся при этом сейсмической энергии. Выполнен статистический анализ промышленных взрывов разного энергетического класса в течение всего периода наблюдений. Исследована методика проведения промышленных взрывов в разных карьерах по дням недели и времени суток. Проанализированы волновые формы сейсмических событий, вызванных промышленными взрывами в крупных карьерах. Результаты и обсуждения: В результате анализа временной динамики промышленных взрывов в крупных карьерах ежегодно и за более чем 20-летний период установлено, что добыча полезных ископаемых в карьерах велась неравномерно. Четко выделяется период с 2008 года с небольшим временным сдвигом и до 2016‒2017 гг во всех карьерах уменьшается добыча полезных ископаемых, что выражается в уменьшении количества промышленных взрывов и их мощности. Наибольшее количество взрывов за весь период наблюдений было произведено в карьере «Павловский», наибольшее количество сейсмической энергии выделилось при производстве промышленных взрывов в Железногорском карьере. Значительный поток сейсмической энергии регулярно выделяется при производстве каждого промышленного взрыва и, регулярно распространяясь в земной коре, меняет её деформационные свойства, создавая условия возникновения вторичных процессов, как в глубинных горизонтах Земли, так и на её поверхности. Выводы: Временная динамика производства промышленных взрывов в разных крупных карьерах имеет общие и специфические черты. Ежегодно в крупных карьерах производилось от 90 до 140 промышленных взрывов. При этом, в каждом из карьеров в разные годы количество их отличается. Однако наблюдается четкая синхронизация по времени производства промышленных взрывов в разных карьерах с 9:00 до 11:00 часов UTC в определенные дни недели. Большое количество сейсмических событий техногенной природы, во-первых, существенно осложняет сейсмическую ситуацию в регионе, во-вторых, влияет на деформационные свойства земной коры и, в третьих затрудняет оценку природной сейсмической активности территории Воронежского кристаллического массива – крупнейшей структуры Восточно-Европейской платформы.
Скачивания
Литература
2. Nadezhka L. I., Pivovarov S. P., Dubyanskij A. I., Efremenko M. A., Pivovarov R. S. Ob e`nergeticheskix ocenkax texnogenny`x soby`tij v geologicheskix usloviyax Voronezhskogo kristallicheskogo massiva. [On energy assessments of technogenic events in the geological conditions of the Voronezh crystalline massif]. Sovremenny`e metody` obrabotki i interpretacii sejsmologicheskix danny`x: materialy` XIII Mezhdunarodnoj sejsmologicheskoj shkoly` [Modern methods of processing and interpretation of seismological data]. Obninsk, GS RAN publ., 2018, pp. 166–169. (In Russ)
3. Semenov A. E., Nadezhka L. I., Safronich I. N., Ezhova I. T. Xarakter i intensivnost` sejsmicheskix vozdejstvij gornopromy`shlenny`x kompleksov na litosferu Voronezhskogo kristallicheskogo massiva. [Character and intensity of seismic impacts of mining complexes on the lithosphere of the Voronezh crystalline massif]. Struktura, veshhestvenny`j sostav, svojstva, sovremennaya geodinamika i sejsmichnost` platformenny`x territorij i sopredel`ny`x regionov: materialy` XXII Vserossijskoj s mezhdunarodny`m uchastiem nauchno-prakticheskoj Shhukinskoj konferencii [Structure, material composition, properties, modern geodynamics and seismicity of platform territories and adjacent regions]. Voronezh, VSU publ., 2020, pp. 317–321. (In Russ)
4. Vzry`vy` i zemletryaseniya na territorii Evropejskoj chasti Rossii [Explosions and earthquakes in the European part of Russia]. Ed. V. V. Adushkin, A. A. Malovichko. Moscow, GEOS publ., 2013, 384 p. (In Russ)
5. Adushkin V. V., Turuntaev S. B. Texnogenny`e processy` v zemnoj kore (opasnosti i katastrofy`) [Technogenic processes in the earth's crust (hazards and catastrophes)]. Moscow, INE`K publ., 2005, 250 p. (In Russ)
6. Adushkin V. V., Turuntaev S. B. Texnogennaya sejsmichnost` – inducirovannaya i triggernaya [Technogenic seismicity − induced and trigger]. Moscow, IDG RAN publ., 2015, 364 p. (In Russ)
7. Adushkin V. V., Kocharyan G. P., Sanina I. A. O vklade vzry`vny`x rabot v razvitie sejsmodeformacionny`x processov v regione [On the contribution of blasting to the development of seismic and deformation processes in the region]. Doklady` Akademii nauk – DAN Reports of the Academy of Sciences 2011, vol. 441, no. 1, pp. 92–94. (In Russ)
8. Kosinova I. I., Nadezhka L. I., Semenov A. E., Safronich I. N., Ezhova I. T., Silkin K. Yu., Pivovarov S. P. Kriterii e`kologicheskix ocenok sejsmicheskix vozdejstvij, voznikayushhix pri proizvodstve promy`shlenny`x vzry`vov [Criteria for environmental assessments of seismic impacts arising in the production of industrial explosions]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Serija: Geologija ‒ Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Series: Geology, 2021, no. 1, pp. 82–93 (In Russ)
9. Nadezhka L. I., Semenov A. E., Silkin K. Yu. K probleme sejsmicheskoj bezopasnosti Central`no-Chernozemnogo e`konomicheskogo regiona [On the problem of seismic safety of the Central Black Earth economic region]. Kompleksny`e problemy` texnosfernoj bezopasnosti. Zadachi, texnologii i resheniya kompleksnoj bezopasnosti: sb. st. XV Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii [Complex problems of technosphere security. Tasks, technologies and solutions of complex security]. Voronezh, VSU publ., 2019, pp. 20−23 (In Russ)
10. Nadezhka L. I., Semenov A. E., Ezhova I. T., Safronich I. N., Pivovarov S. P. Texnogennaya sejsmichnost` territorii Central`no-Chernozyomnogo e`konomicheskogo regiona i eyo vozmozhny`e e`kologicheskie posledstviya [Technogenic seismicity of the territory of the Central Black Earth economic region and its possible environmental consequences]. Kompleksny`e problemy` texnosfernoj bezopasnosti: materialy konferencii [Complex problems of technosphere safety]. Voronezh, VGTU publ., 2021, ch. 2, pp. 286−289 (In Russ)
11. Kosinova I. I., Nadezhka L. I., Liseczkij F. N., Budarina V. A., Semenov A. E., Pavlovskij A. I. Analiz prostranstvenny`x zakonomernostej vozdejstvij promy`shlenny`x vzry`vov na e`kologo-geologicheskie sistemy` gornodoby`vayushhix rajonov [Analysis of the spatial patterns of the impact of industrial explosions on the ecological and geological systems of mining areas]. Regional`ny`e geosistemy – Regional geosystems, 2021, vol. 45, no. 3, pp. 393–413 (In Russ)
12. Akimov A. P., Krasilov S. A. Programmny`j kompleks WSG «Sistema obrabotki sejsmicheskix danny`x» [Software package WSG "Seismic data processing system"]. Svidetel`stvo o gosudarstvennoj registracii programmy` dlya E`VM № 2020664678 ot 16.11.2020 y. (In Russ)
13. Krasilov S. A., Kolomiecz M. V., Akimov A. P. Organizaciya processa obrabotki cifrovy`x sejsmicheskix danny`x s ispol`zovaniem programmnogo kompleksa WSG [Organization of digital seismic data processing using the WSG software package]. Sovremenny`e metody` obrabotki i interpretacii sejsmologicheskix danny`x: materialy Mezhdunarodnoj sejsmologicheskoj shkoly`[ Modern methods of processing and interpretation of seismological data]. Obninsk, GS RAN publ., 2006. pp. 77–83 (In Russ)
14. Litosfera Voronezhskogo kristallicheskogo massiva po geofizicheskim i petrofizicheskim danny`m [Lithosphere of the Voronezh crystalline massif according to geophysical and petrophysical data]. Scientific editor: N. M. Chernyshov, Voronezh, «Nauchnaya kniga» publ., 2012, 330 p. (In Russ)
15. Mineragenicheskie issledovaniya territorij s dvuxyarusny`m stroeniem (na primere Voronezhskogo kristallicheskogo massiva) [Minerogenic studies of territories with a two-tier structure (on the example of the Voronezh crystalline massif)]. Moscow, GEOKART, GEOS publ., 2007, 284 p. (In Russ)
16. Ezhova I. T., Semenov A. E., Safronich I. N., Nadezhka L. I. Dinamika promy`shlenny`x vzry`vov na territorii kurskoj magnitnoj anomalii. [Dynamics of industrial explosions on the territory of the Kursk magnetic anomaly. Malyshev readings]. Maly`shevskie chteniya: materialy konferencii [Malyshev readings]. Belgorod, BSTU, 2019, pp. 141−147 (In Russ)
17. Ezhova I. T., Nadezhka L. I., Efremenko M. A. Instrumental`ny`e sejsmologicheskie nablyudeniya promy`shlenny`x vzry`vov kak e`ffektivny`j kontrol` sejsmicheskix vozdejstvij na geologicheskuyu sredu [Instrumental seismological observations of industrial explosions as an effective control of seismic impacts on the geological environment. Patterns of transformation of ecological functions of geospheres in large mining regions]. Zakonomernosti transformacii e`kologicheskix funkcij geosfer krupny`x gornopromy`shlenny`x regionov: sb. st. [Regularities of transformation of ecological functions of geospheres of large mining regions]. Moscow, «Nauchnaya kniga» publ., 2022, pp. 42–54 (In Russ)
