МИКРОСЕЙСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕОДИНАМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ РАЗЛОМОВ НА ШАХТНЫХ ПОЛЯХ ДОНБАССА
DOI:
https://doi.org/10.25635/2313-1586.2026.01.086Ключевые слова:
разломы, геодинамическая активность, угольные шахты, микросейсмическое зондирование, микросейсмический регистратор, амплитудно-частотный спектрАннотация
Изучение геодинамики и прогнозирование опасных геологических процессов в тектонических разломах позволяют определять положение коллекторов метана на шахтных полях. Так, изучение систем разломов в Донбассе позволяет прогнозировать газодинамические явления в горных выработках, так как случайное вскрытие аномального скопления метана при проведении горных работ создает аварийную ситуацию на шахте. Поэтому выявление тектонических нарушений до начала ведения добычи угля является актуальной задачей.
К современным способам решения данной задачи относятся методы активной и пассивной сейсморазведки. Активная сейсморазведка способна выделять геологические нарушения и скопления метана, отличающиеся от вмещающих пород динамическими и кинематическими характеристиками упругих волн. Пассивная сейсморазведка базируется на другой физической основе. В этом случае тектонические нарушения и вмещающие коллекторы метана выявляются не по их физическим свойствам, а по микросейсмическому излучению, обусловленному трещинообразованием в приразломных зонах.
Методами сейсмологии и микросейсмики определяется механизм образования сейсмических событий. Это позволяет по микросейсмическому излучению в зоне динамического влияния разломов выделить участки горного массива, находящиеся в состоянии горизонтального сжатия или растяжения.
В данной работе приведены результаты экспериментальных исследований по разработке аппаратуры и обработке данных микросейсмического зондирования при проведении опытных работ по оценке геодинамической активности, газоносности и изменения во времени геофизических полей разломов на шахтах Донбасса для эффективной и безопасной добычи угля в рамках выполнения государственного задания по теме № FRSR-2026-0006. Особое внимание уделено разработке специальных методов анализа спектров микросейсмических колебаний, записанных различными модификациями сейсмических датчиков СМ-3КВ.
Библиографические ссылки
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.
