MICROSEISMIC STUDIES INTO THE GEODYNAMIC ACTIVITY OF TECTONIC FAULTS AT DONBASS MINE FIELDS
DOI:
https://doi.org/10.25635/2313-1586.2026.01.086Keywords:
tectonic faults, geodynamic activity, coal mines, microseismic sounding, microseismic recorder, amplitude-frequency spectrumAbstract
The study of geodynamics and prediction of dangerous geological processes in tectonic faults make it possible to determine the position of methane reservoirs in mine fields. Thus, the study of tectonic fault systems in the Donbas makes it possible to predict gas-dynamic phenomena in mining operations, because the accidental encountering an abnormal accumulation of methane during mining creates an emergency situation at the mine. Therefore, the identification of tectonic dislocations before the start of coal mining is a topical task.
Modern methods of solving this problem include methods of active and passive seismic exploration. Active seismic exploration is able to identify geological disturbances and methane accumulations that differ from the host rocks in there dynamic and kinematic characteristics of elastic waves. Passive seismic exploration is based on a different physical basis. In this case, tectonic dislocations and host methane reservoirs are detected not by their physical properties, but by microseismic events caused by fracturing in fractured zones.
Thus, the mechanism of seismic events formation is determined by the methods of seismology and microseismics. This makes it possible to identify sections of the rock mass in a state of horizontal compression or stretching by microseismic radiation in the zone of dynamic influence of faults.
This paper presents the results of experimental research on the equipment development and obtained data processing of the microseismic sounding method during experimental work on the assessment of geodynamic activity, gas content and time changes in the geophysical fields of tectonic faults in the mines of Donbass for efficient and safe coal mining within the framework of the state assignment No. FRSR-2026-0006. Special attention is paid to the development of methods for analyzing microseismic spectra recorded by various modifications of the SM-3KV seismic sensors.
References
1. Анциферов А.В., Тиркель М.Г., Хохлов М.Т. и др., 2004. Газоносность уголь-ных месторождений Донбасса. Монография. Киев: Наукова думка, 232 с.
2. Анциферов А.В., 2003. Теория и практика шахтной сейсморазведки. Донецк, 312 с.
3. Горбатиков А.В. и др., 2008. Технология глубинного зондирования земной коры с использованием естественного низкочастотного микросейсмического поля. Из-менение окружающей среды и климата: монография. Т.1. Ч.2. Москва: ИФЗ РАН, С. 223-236.
4. Иванов Л.А., Туманов В.В., Савченко А.В., 2022. Структурно-геодинамические предпосылки использования микросейсм для поиска аномальных скоплений метана. Труды РАНИМИ: сб. науч. тр., Донецк, № 16-17 (31-32), С. 46-59.
5. Анциферов А.В., Туманов В.В., Новгородцева Л.А., Мартынов Г.П., Боро-дин Д.С., Ялпута Е.А., 2023. Помехи и шумы микросейсмических сигналов на примере мониторинговых наблюдений в Донбассе. Труды РАНИМИ: сб. науч. тр., Донецк, № 22 23 (37-38), С. 137-147.
6. Райфельд М.А., Соколова Д.О., Спектор А.А., 2016. Пассивная сейсмическая локация: аппаратное и базовое программное обеспечение. Вычислительные технологии: журн. ФИЦ ИВТ СО РАН, Новосибирск. Т. 21, № 1, С. 116-126.
7. Шмыков А.Н., Сагайдачная О. М., Сальников А.С., Вершинин А.В., 2018. Ав-тономный одноканальный сейсмический регистратор для выполнения наземно-подземных исследований. Интерэкспо Гео-Сибирь, Т. 4, С. 204-210.
8. Туманов В.В., Мартынов Г.П., 2017. Развитие автономного аппаратно-аналитического комплекса ААК12 для шахтной сейсморазведки. 50 лет Российской научной школе комплексного освоения недр Земли: сб. трудов Междунар. науч.-практ. конф. Москва: ИПКОН РАН, C. 251 – 254.
9. Анциферов А.В., Камбурова Л.А., Туманов В.В., Мартынов Г.П., Гладков А.Ю., Балакин Ю.А., 2021. Модульная шахтная сейсморазведочная станция. Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук, Т. 8, № 2, С. 7-12.
10. Бутырин П.Г., 2021. Цифровой сейсмический регистратор «Ермак-5». Пять лет развития. Российский сейсмологический журнал, Т. 3, № 3, С. 84-94.
11. Анциферов А.В., Туманов В.В., Мартынов Г.П., Горбунов И.Э., Молошникова Н.Б., Деговцов И.В., Сафин А.А., 2022. Сейсмометры и регистраторы низкочастотных малоамплитудных сейсмических сигналов. Труды РАНИМИ: сб. науч. тр., Донецк, № 16 17 (31-32), С. 18-32.
12. Туманов В.В., Мартынов Г.П., Молошникова Н.Б., Деговцов И.В., Горбунов И.Э., Сафин А.А., 2023. Регистратор микросейсм. Труды РАНИМИ: сб. науч. тр., До-нецк, № 20-21 (35-36), С. 27-32.
13. Мартынов Г.П., Грицаенко А.Ю., Донченко Э.В., Молошникова Н.Б., 2024. Синхронизация геофизической аппаратуры на микропроцессорах с микросекундной точностью. Труды РАНИМИ: сб. науч. тр., Донецк, № 2 (40), С. 123-134.
14. Мартынов Г.П., Туманов В.В., Грицаенко А.Ю., Бородин Д.С., 2024. Анализ пассивных и активных сейсмических наблюдений на поле шахты «Калиновская-Восточная». Труды РАНИМИ: сб. науч. тр., Донецк, Т.1, № 3 (41), С. 232 – 245.
15. Юдахин Ф.Н., Капустян Н.К., Шахов Е.В., 2008. Исследования активности платформенных территорий с использованием микросейсм. Екатеринбург: УрО РАН. 128 с.
16. Надежка Л.И., Орлов Р.А., Пивоваров С.П., Сафронич И.Н., М.А. Ефременко, 2003. О связи параметров сейсмического шума с геологическими и геодинамическими особенностями воронежского кристаллического массива. Вестник Воронежского гос-ударственного университета. Серия: Геология, № 2, С. 179–185.
17. Орлов Р.А., 2011. Опыт использования микросейсмического шума для реше-ния геологических задач в условиях платформы (на примере Воронежского кристаллического массива). Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология, № 1, С. 184–192.
18. Азаров А.В., Сердюков А.С., 2023. Комплекс программ обработки данных микросейсмического мониторинга разработки месторождений полезных ископаемых. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 2, С. 58-71.
19. Сафронич И.Н., 2023. Выделение нормальной и аномальной составляющей сейсмического поля на урбанизованных территориях. Материалы II Международной научно-практической конференции «Куражковские чтения». Астрахань, С. 397-401.
20. Сафронич И.Н., Красилов С.А., Колесников С.И., Савенков А.В., 2013. По-вышение эффективности использования процессора обработки сигналов программы WSG в научно-исследовательской работе. Сборник материалов Восьмой Международной сейсмологической школы «Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных». Обнинск, С. 372-385.
21. Сафронич И.Н., 2022. Использование спектра Накамуры для зондирования пород в кровле докембрийского фундамента. Сборник статей III Международного научно-исследовательского конкурса «Лучший исследовательский проект 2022». Петрозаводск, С. 114-124.
22. Данилов К.Б., 2017. Выявление геологических неоднородностей в верхней ча-сти земной коры на основе анализа низкочастотных микросейсм (на примере Архангельской области): дис. … канд. физ.-мат. наук: 25.00.10. Федеральный исследователь-ский центр комплексного изучения Арктики им. Академика Н.П. Лаверова. Архан-гельск, 181с.
23. Горбатиков А.В., Заалишвили В.Б., Харазова Ю.В., Степанова М.Ю., Кошевой Н.Г., Андреева Н.В., Цуканов А.А., Шманатов Г.В., Мерзликин Т.И., 2025. Исследование глубинного строения и тектоники северного склона Большого Кавказа и западной части Терско-Каспийского прогиба по результатам микросейсмического зон-дирования. Геология и геофизика Юга России, № 15(2), С. 87–102.
