Главная – Журналы – Геология и геофизика 2018 номер 5

Представлен анализ развития современной сейсмической обстановки на территории Кузнецкого угольного бассейна, которая характеризуется ростом различных форм техногенно-наведенной сейсмичности, появляющейся под воздействием длительных и интенсивных горно-взрывных работ. По мере развития техногенеза заметный рост техногенной сейсмичности в Кузбассе начался примерно в 70-80-е годы прошлого столетия, когда их количество стало превышать число природных землетрясений. Среди различных форм наведенной сейсмичности особое внимание в работе уделено сильным тектоническим землетрясениям техногенного происхождения, характеризующимся величиной региональной магнитуды M_b ≥ 3 и, соответственно, выделением сейсмической энергии свыше 10⁹ Дж, т. е. энергетического класса K > 9, которые будучи мелкофокусными сопровождаются зачастую разрушениями подземных выработок, обрушениями бортов карьеров и разрезов, повреждениями наземных сооружений и оборудования и другими негативными последствиями. Подобные землетрясения определены в данной работе как техногенно-тектонические, подчеркивая тем самым двойственную природу их происхождения - наличие техногенных воздействий и последующая релаксация образовавшихся очагов тектонических напряжений. Отмечено также, что недра Кузбасса изначально характеризовались собственной природной сейсмичностью и развитой системой тектонических разломов. В результате сочетания природной сейсмотектонической активности, постоянно возрастающих объемов горных работ и потребления взрывчатых веществ (ВВ) наблюдается увеличение потоков техногенных сейсмических событий и рост их интенсивности. Ярким примером такого события явилось Бачатское землетрясение 18 июня 2013 г. с региональной магнитудой M_b = 5.8 и интенсивностью сейсмических колебаний 7 баллов в эпицентральной зоне, ставшее крупнейшим в мире техногенным землетрясением при добыче твердых полезных ископаемых. В работе изложены возможные причины образования этого катастрофического землетрясения. Обсуждаются также условия образования очагов подобных техногенно-тектонических землетрясений, возникающих в результате изменений геодинамического и гидрогеологического режимов в земной коре под воздействием внешней техногенной нагрузки. Эти вынужденные изменения природных процессов сопровождаются соответствующей перестройкой напряженно-деформированного состояния, в результате которой на неоднородностях и в разломных зонах возникают очаги концентрации тектонических напряжений, становясь источниками техногенно-наведенной сейсмичности. В работе обсуждается современный период возникновения и роста подобной техногенной сейсмичности на территории Кузбасса, который развивается в условиях увеличения масштабов добычи каменного угля и горно-взрывных работ. Так, потребление ВВ на предприятиях Кузбасса за последние 20 лет возросло от 100-200 до 500-600 тыс. т/год, и, соответственно, выросли объемы разрушенной и перемещаемой горной породы от нескольких млн т/год до млрд т/год, что нарушало динамическое равновесие в недрах земной коры и изменяло существующее поле тектонических напряжений. Более того, непрерывный рост потребления ВВ также дополнительно увеличивал техногенное воздействие на структуры земной коры. По расположению эпицентров крупномасштабных массовых взрывов, создающих сейсмические события с региональными магнитудами в диапазоне M_b = 3.0-4.5, на территории Кузбасса выделены регионы с наибольшей величиной техногенной нагрузки. Проведено разделение сейсмических событий указанного диапазона магнитуд на дневные и ночные по данным сейсмологического каталога ISC. Ночные события на основании запрета проведения взрывных работ в ночное время отнесены к категории техногенно-тектонических землетрясений (критерий «ночные события»). Была определена также величина максимальной магнитуды сейсмического события, создаваемого взрывными работами в условиях Кузбасса, которая составила величину M_b ≤ 4.4. На основании критерия «ночные события» установлено ежегодное число техногенно-тектонических землетрясений в диапазонах магнитуд 3.0 ≤ M_b ≤ 3.4; 3.5 ≤ M_b ≤ 3.9; 4.0 ≤ M_b ≤ 4.4 и M_b ≥ 4.5. По расположению эпицентров техногенно-тектонических землетрясений выделены регионы их возникновения.