Способ районирования месторождений по склонности к горнотектоническим ударам Советский патент 1992 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при прогнозировании удароопасности участков месторождения на стадии геологоразведки.

,Известен способ оценки удароопасности массива горных пород посредством структурного анализа месторождения и прогноза горных ударов по вероятностному признаку приуроченности их к структурным элементам с различным влиянием на прилегающие участкТГ.

Недостаток способа заключается в малой достоверности прогноза, вследствие высокого рассеяния частостей возникновения горных ударов в зонах I влияния структурных элементов.

Известен способ районирования месторождения по степени удароопас- ности путем геодинамической оценки структурных особенностей и отнесения районов месторождения к определенной категории удароопасности. При райони- ровании месторождения проводят его геоморфологический анализ, устанавливают границы и характер разломов, классифицируют блоки по рангам, определяют динамику взаимодействия блоков по плоскостям смещения, реконструируют направление главных напряжений и по балльной шкале устанавливают категорию степени удароопасности по геодинамическому признаку. Не- достаток способа заключается в низкой достоверности прогноза вследствие отсутствия учета геометрии фор - мирования сейсмических волн и взаимодействия тектоноструктур различного ранга, в результате чего отсутствует дифференциация участков внутри тек- тоноблока по степени удароопасности.

Цель изобретения - повышение достоверности установления участков место- рождения по склонности к горнотектоническим ударам за счет разделения их по степени удароопасности внутри тек- тоноблоков.

Поставленная цель достигается тем, что выявляют сопряженные с главной для района месторождения тектонострук ,турой сжатия и с углом падения к ее оси, близким 5+90°, сейсмоактивные дизъюнктивы сдвига, имеющие по плос- кости сдвига границу раздела сред с различной акустической жесткостью, определяют азимут их угла падения и величину смещения контактов, группируют сейсмоактивные дизъюнктивы с одинаковым азимутом парами и выделяют ограниченные ими зоны, находят в них все дизъюнктивные нарушения той же ориентации и также с границей раздела сред с различной акустической жесткостью, и измеряют амплитуду смещения их контактов, после чего относят к участкам с наибольшей вероятностью проявления горнотектонических ударов тектоноблоки. протяженностью, кратной амплитуде смещения по любому дизъюнктиву зоны, а к v участкам вероятного их проявления относят части тектоноблоков по обе сто, g 5 05

00 5 Q

5

роны от каждого дичъюнктива на расстояниях, равных их амплитудам смещения, при этом участки, взаимно перекрываемые этими расстояниями относят к участкам с повышенной вероятностью проявления горнотектонических ударов, все остальные участки в пределах тектоноблоков относят к неопасным.

На чертеже изображена одна из зон, ограниченных парой сейсмоактивных дизъюнктивов с разделением на участки с различной степенью вероятности проявления горнотектонических ударов применительно к Североуральскому бокситовому месторождению.

Способ осуществляют следующим образом.

В районе месторождения геоморфологическим анализом рельефа определяют направление 1 оси главной тектоно- структуры сжатия и выделяют сопряженные с ней и ориентированные к этой оси под углом падения, близким 5± i90°, сейсмоактивные дизъюнктивы D., имеющие по плоскости сдвига границу раздела сред с различной акустичес-. кой жесткостью. Сейсмоактивные дизъюнктивы D.J выделяют, например, по данным измерений сейсмостанций, а границы раздела сред с различной акустической жесткостью по данным геологоразведки. Измеряют азимут угла падения плоскостей контактов 2 дизъюнктивов Dj,no которым между границами 3 перемещенных литологи- ческих слоев определяют величину смещения по контактам &L-. Выделенные сейсмоактивные дизъюнктивы D j группируют с одинаковым азимутом парами и выделяют в районе месторождения ограничиваемые ими зоны, например, зону между дизъюнктивами D4 и D/,, имеющими величину смещения по контактам UL t и UL. В каждой зоне находят все дизъюнктивные нарушения низшего порядка сЬ(сЦ, d, d) аналогичной с дизъюнктивами D.J ориентации по углу падения оЈ и азимуту А и с границами раздела сред с различной акустической жесткостью и измеряют по ним амплитуду смещения контактов ul-ЧАТ, Д1, ДЦ). Отмечают на геологических разрезах внутри ограниченных зон тектоноблоки Ь и измеряют их протяженность между плоскостями контактов 2, которую сопоставляют с амплитудами смещения йЦ и Л 1; . По результатам сопоставления участки в зонах разделяют по вероятности проявления горнотекто иических ударов в следующей после-довательности.

Сначала выделяют целые тектоно- блоки k протяженностью, кратной амплитудам смещения AL; либо Д1; в натуральное число п раз, и относят такие тектоноблоки к участкам 5 с наибольшей вероятностью проявления горнотектонических ударов. На чертеже такой участок расположен между дизъюнктивами D4 и d и имеет протяженность 2Д1|. Затем выделяют части тектоноблоков по обе стороны от дизъюнктивов D j и d. на расстояниях, равных амплитудам смещения ДЦ и и 1; , и относят их к участкам

вероятного проявления горнотектони- ческих ударов. На этих частях тектоноблоков участки, взаимно перекрываемые расстояниями Дь; иД1;, относят к участкам 6 с повышенной вероятностью проявления горнотектонических ударов.

Эти участки включают весь текто- ноблок между d и d2 и часть текто- ноблока между d и d3, имеющие

перекрытие зон&Ъ., Alj, Д1

2

при этом части участков б, совпадающие с участками 5 между D и d( исключают из участков 6, поскольку весь тектоноблок уже соответствует участку 5 с наибольшей вероятностью проявления горнотектонических ударов, Остальные части тектоноблоков по обе стороны от дизъюнктивов Dj и dj на расстояниях ULJ и Д1 ; относят к участкам 7 вероятного проявления горнотектонических ударов, которым соответствуют участок, прилегающий к DJ с противоположной стороны на ширину &Ц, участок по обе стороны от d на ширину Д1Э, участок по обе стороны от D2 на ширину ДЦ. Все остальные участки 8 в пределах тектоноблоков относят к неопасным по проявлению горнотектонических ударов. К ним принадлежат участки между D и d-j за вычетом части тектоноблока на ширину Дь2 +Д1з и между d2 и d за вычетом части тектоноблока на ширину Д1 + Д 1 д.

Физические предпосылки способа базируются на генетических причинах возникновения горнотектонических уда Р9В, связанных с подвижками блоков литосферных слоев внутри структур

7529806

сжатия и формирования гипоцентров сейсмических событий вдоль плоскостей дизъюнктивов сдвига. В результате срыва по их контактам происходит, мгновенное сжатие приконтактного слоя, что обуславливает формирование упругой волны. Распространение сейсмической волны вызывает упругие лебания пород, частота (длина волны) которых определяется размерами свободных поверхностей на границах дизъюнктивов, т.е. величиной сброса (взброса) - &L; . При этом

15 фактором, наиболее способствующим возникновению горнотектонических ударов, является формирование стоячей волны. Такая волна образуется на границе раздела сред с различной акустичес20 кой жесткостью и только в случае, когда источник упругой волны расположен на расстоянии, кратном целому числу волн от следующей границы раздела сред. Поэтому тектоноблоки,

25 расположенные между равно оринтирован- ными сейсмоактивными дизъюнктивами

D|

5

0

и d,j, как первичными и вторичными источниками сейсмоизлучений, имеющие протяженность, равную ti UL

0 или п-Д1«, при возникновении сейсмического явления в результате прохождения упругой волны будут испытывать наибольшее динамическое сжатие. В тектоноблоках протяженностью некратной ДЬ| или М| при наличии участков, перекрывающихся зонами &L,1 и Д1; также возникают достаточно высокие напряжения. Зоны повышенных напряжений формируются и на участках, прилегающих к дизъюнкти- вам на расстояниях ДЦ- илиД.1- без взаимного перекрытия, когда около смещения по контактам возникает очаг сейсмических волн двукратного

д размера. Прогнозирование с учетом выявления зон с различным уровнем напряжений, вызываемых воздействием сейсмоактивных дизъюнктивов, обес печивает установление участков с различной вероятностью проявления горнотектонических ударов.

Такое выполнение способа позволяет на основе данных разведки геологических структур месторождений повысить достоверность их районирования по склонности к горнотектоническим ударам за счет контроля степени уда- - роопасности в зависимости от геометрии тектонических нарушений и взаимо0

5

действия их зон влияния внутри текто- ноблоков.

Формула изобретения

Способ районирования месторождений по склонности к горнотектоническим ударам , включающий определение геоморфологии земной поверхности и изме- рение параметров тектоноструктур с выявлением сейсмоактивных дизъюнктивных нарушений, отличающий- с я тем, что, с целью повышения достоверности установления участков месторождения по склонности к горнотектоническим ударам за счет разделения их по степени удароопасности тектоноблоков, выявляют сопряженные с главной для района месторождения тектоноструктурой сжатия и с углом падения к ее оси, близким 5i90°, сейсмоактивные дизъюнктивы сдвига, имеющие по плоскости сдвига границу раздела двух сред с различной акус- тической жесткостью, определяют

азимут их угла падения и величину смещения контактов, группируют сейсмоактивные дизъюнктивы с одинаковым азимутом парами и выделяют ограниченные ими зоны, находят в них все дизъюнктивные нарушения той же ориентации и также с границей раздела сред с различной акустической жесткостью и измеряют амплитуду смещения их контактов, после чего относят к участкам с наибольшей вероятностью проявления горнотектонических ударов текто ноблоки протяженностью, кратюй амплитуде смещения по любому дизьюнкти- ву зоны, а к участкам вероятного их /проявления относят части тектоноблоков по обе стороны от каждого дизъюнкти- ва на расстояниях, равных их амплитудам смещения, при этом участки,взаимно перекрываемые этими расстояниями относят к участкам с повышенной вероятностью проявления горнотекто- ническцх ударов, а все остальные участки в пределах тектоноблоков относят к неопасным.

Устанавливают для изучаемого района основное направление оси текто- ноструктуры сжатия. Затем выявляют сопряженные с главной для района тектоноструктурой и углом падения к ее оси, близким к 5+90°, сейсмоактивные дизъюнктивы сдвига, имеющие по плоскости сдвига границу 3 раздела двух сред с различной акустической жесткостью. Определяют азимут угла их падения и величину смещения контактов. Группируют сейсмоактивные дизъюнктивы с одинаковыми азимутами парами и выделяют ограниченные ими зоны. Находят в их пределах все дизъюнктивные нарушения той же ориентации и с границами раздела сред с различной акустической жесткостью. Измеряют амплитуду смещения контактов по этим нарушениям. К участкам с наибольшей вероятностью проявления гор- нотектонимеских ударов относят тек- тоноблоки протяженностью кратной амплитуде смещения. При этом участки, взаимно перекрываемые этими расстояниями, относят к участкам с повышенной вероятностью проявления горнотектонических ударов. Все остальные участки в пределах тектоио- блоков относят к неопасным, 1 ил. (Л С vj 01 ю ю 00 о

ч{ял 1 4{«/т; }я ЕЬ