Development prospects of natural electromagnetic radiation recording technology to predict geodynamic phenomena in Norilsk mines

封面

如何引用文章

全文:

详细

   The purpose of this study is to analyze the current level of knowledge on the issue of hazardous manifestations of rock pressure in natural electromagnetic fields as well as to assess the possibility of using this phenomenon for forecasting dangerous geodynamic phenomena in the open-pits of the Norilsk ore region.   Modern mining technologies allow to extract minerals from fairly large depths, for example, in Norilsk region mining can be carried out at levels of about 1.5–2 km deep, which significantly exceeds the critical depth of dangerous deformation process manifestations.   The object of the conducted research is the rock massifs of the Talnakh ore cluster in the Norilsk region prone to the manifestation of dangerous geodynamic phenomena.   The deposits of the Norilsk ore region are liable to or dangerous for rock bumps. As the mining depth increases the hazardous geodynamic phenomena intensify, which justifies the need for hazardous phenomena prediction to ensure safe mining operations. The development of geophysical technologies (the electrical prospecting technologies in natural electromagnetic fields to predict seismic events in particular) is an urgent task that will improve the safety of mining operations. Based on the analysis of world experience we can conclude that the use of natural electromagnetic radiation recording to predict changes in the state of a rock massif is promising. Due to the fact that a large number of factors including lithological composition, texture and structure features influence the parameters of natural electromagnetic radiation the forecast technology for a specific mine should be based on the deviation of natural electromagnetic radiation parameters from background values that depend on the mining and geological conditions of the open-pit under investigation.

作者简介

S. Daniliev

Saint Petersburg Mining University

Email: Danilev_sm@pers.spmi.ru
ORCID iD: 0000-0003-3057-8527

O. Shnyukova

Saint Petersburg Mining University

Email: s225008@stud.spmi.ru
ORCID iD: 0009-0008-1368-2860

参考

  1. Наговицин Ю.Н., Какошина Л.В. Региональный прогноз удароопасности на рудниках ЗФ ПАО «ГМК “Норильский никель”». Перспективы развития // Горное дело в XXI веке: технологии, наука, образование : материалы Междунар. науч.-практ. конф. (г. Санкт-Петербург, 28–29 октября 2015 г.). Санкт-Петербург, 2015. С. 32–33.
  2. Шабаров А.Н., Звездкин В.А., Анохин А.Г. Исследование напряженно-деформированного состояния интрузии при совместной отработке рудных залежей Октябрьского и Талнахского месторождений, склонных и опасных по горным ударам // Записки Горного института. 2012. Т. 198. С. 161–165. EDN: QZERST.
  3. Звездкин В.А., Андреев А.А. Геомеханические основы безопасного ведения горных работ при совместной отработке богатых, медистых и вкрапленных руд глубоких рудников Талнаха // Записки Горного института. 2010. Т. 188. С. 47–49. EDN: RENUAP.
  4. Маловичко Д.А. Оценка сейсмической опасности в рудниках // Российский сейсмологический журнал. 2020. Т. 2. № 2. С. 21–38. doi: 10.35540/2686-7907.2020.2.02. EDN: EGQZBI.
  5. Цирель С.В. Закономерности развития техногенной сейсмической активности при ведении горных работ // Записки Горного института. 2010. Т. 188. С. 58–62. EDN: RENUBT.
  6. Козырев А.А., Савченко С.Н., Панин В.И., Семенова И.Э., Рыбин В.В., Федотова Ю.В.. Геомеханические процессы в геологической среде горнотехнических систем и управление геодинамическими рисками : монография. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2019. 431 с. doi: 10.37614/978.5.91137.391.7. EDN: ZKZKWA.
  7. Наговицин Ю.Н., Какошина Л.В., Родионова Е.В., Мулёв С.Н. Система непрерывного сейсмического мониторинга на удароопасных месторождениях Норильска // Горный журнал. 2015. № 6. С. 36–40. doi: 10.17580/gzh.2015.06.07. EDN: UGZLHZ.
  8. Востриков В.И., Опарин В.Н., Усольцева О.М., Мулев С.Н. Оценка геодинамического состояния массивов горных пород на глубоких рудниках Норильско-Талнахского месторождения полиметаллов // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2019. Т. 6. № 2. С. 28–34. doi: 10.15372/FPVGN2019060205. EDN: ZOGVRO.
  9. Рассказов И.Ю., Цирель С.В., Розанов А.О., Терешкин А.А., Гладырь А.В. Использование данных сейсмоакустических наблюдений для определения характера развития очага разрушения породного массива // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017. № 2. С. 29–37. EDN: YPBWBB.
  10. Wei M., Song D., He X., Li Z., Qiu L., Lou Q. Effect of rock properties on electromagnetic radiation characteristics generated by rock fracture during uniaxial compression // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2020. Vol. 53. P. 5223–5238. doi: 10.1007/s00603-020-02216-x.
  11. Lin P., Wei P., Wang C., Kang S., Wang X. Effect of rock mechanical properties on electromagnetic radiation mechanism of rock fracturing // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2021. Vol. 13. Iss. 4. P. 798–810. doi: 10.1016/j.jrmge.2021.01.001.
  12. Li Z., Lei Y., Wang E., Frid V., Li D., Liu, X., et al. Characteristics of electromagnetic radiation and the acoustic emission response of multi-scale rock-like material failure and their application // Foundations. 2022. Vol. 2. P. 763–780. doi: 10.3390/foundations2030052.
  13. Махмудов Х.Ф., Куксенко В.С. Электромагнитные явления при деформировании и разрушении твердых диэлектриков // Физика твердого тела. 2005. Т. 47. № 5. С. 856–859. EDN: RDABMV.
  14. Han J., Huang S., Zhao W., Wang S., Deng Y. Study on electromagnetic radiation in crack propagation produced by fracture of rocks // Measurement. 2019. Vol. 131. P. 125–131. doi: 10.1016/j.measurement.2018.06.067.
  15. Перельман М.Е., Хатиашвили Н.Г. О радиоизлучении при хрупком разрушении диэлектриков // Доклады Академии наук СССР. 1981. Т. 256. № 4. С. 824–826.
  16. Гохберг М.Б., Гуфельд И.Л., Добровольский И.П. Источники электромагнитных предвестников землетрясений // Доклады Академии наук СССР. 1980. Т. 250. № 2. С. 323–326.
  17. Гохберг М.Б., Моргунов В.А., Аронов Е.Л. О высокочастотном электромагнитном излучении при сейсмической активности // Доклады Академии наук СССР. 1979. Т. 248. № 5. С. 1077–1081.
  18. Воробьев Л.А. О возможности электрических разрядов в недрах Земли // Геология и геофизика. 1970. Т. 11. № 12. С. 3–13.
  19. Гордеев В.Ф., Малышков Ю.П., Малышков С.Ю., Поливач В.И., Шталин С.Г. Электромагнитный мониторинг технического состояния бетонных конструкций, мостовых переходов и других искусственных сооружений // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. № S17. С. 225–229. EDN: KIFEYI.
  20. Гордеев В.Ф., Малышков Ю.П., Чахлов В.Л., Фурса Т.В., Биллер В.К., Елисеев В.П. Электромагнитная эмиссия диэлектрических материалов при статическом и динамическом нагружении // Журнал технической физики. 1994. Т. 64. № 4. С. 57–67.
  21. Беспалько А.А., Яворович Л.В., Климко Т.А. Исследование электромагнитной эмиссии контактов горных пород в шахтном поле // Физическая мезомеханика. 2004. Т. 7. № 2. С. 285–287. doi: 10.24411/1683-805X-2004-00027.
  22. Хатиашвили Н.Г., Перельман М.Е. Генерация электромагнитного излучения при прохождении акустических волн через кристаллические диэлектрики и некоторые горные породы // Доклады Академии наук СССР. 1982. Т. 263. № 4. С. 839–842.
  23. Вострецов А.Г., Кривецкий А.В., Бизяев А.А., Яковицкая Г.Е. Характеристики электромагнитного излучения горных пород при их разрушении в лабораторных экспериментах // Доклады Академии наук высшей школы Российской Федерации. 2013. № 2. С. 46–54. EDN: RFABFV.
  24. Беспалько А.А., Яворович Л.В., Федотов П.И. Связь параметров электромагнитных сигналов с электрическими характеристиками горных пород при акустическом и квазистатическом воздействиях // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2005. Т. 308. № 7. С. 18–23. EDN: HROTMF.
  25. Мулёв С.Н., Старников В.Н., Романевич О.А. Современный этап развития геофизического метода регистрации естественного электромагнитного излучения (ЕЭМИ) // Уголь. 2019. № 10. С. 6–14. doi: 10.18796/0041-5790-2019-10-6-14. EDN: EJOFQL.
  26. Daniliev S., Danilieva N., Mulev S., Frid V. Integration of seismic refraction and fracture-induced electromagnetic radiation methods to assess the stability of the roof in mine-workings // Minerals. 2022. Vol. 12. Iss. 5. P. 609. doi: 10.3390/min12050609. EDN: DUOUDO.
  27. Простов С.М., Разумов Е.Е., Мулев С.Н., Шабанов Е.А. Расчетная и аппаратурная база геомониторинга состояния массива методом регистрации естественного электромагнитного излучения // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2022. Т. 333. № 11. С. 183–193. doi: 10.18799/24131830/2022/11/3840. EDN: FKWVBW.
  28. Егоров А.П., Рыжов В.А. К вопросу систематизации геофизических исследований геомеханического состояния массива горных пород и земной поверхности для оперативного контроля безопасности ведения горных работ на угольных шахтах // Уголь. 2019. № 10. С. 29–33. doi: 10.18796/0041-5790-2019-10-29-33. EDN: ZCRGQY.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载


Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».