ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Санкт-Петербургский государственный горный институт
имени Г.В. Плеханова
(технический университет)
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
________________проф М.А. Иванов
«____» ____________ 2009 г.
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
«ГЕОДИНАМИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ»
(72 часа)
Санкт–Петербург
2009
2
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРОГРАММЫ
Рост суммарных объемов извлеченных горных пород, увеличение глубин, на которых
ведутся горные работы, приводят к нарушениям геодинамического равновесия горных
массивов. Это выражается в нарастании техногенной сейсмической активности, увеличении
частоты и интенсивности опасных геодинамических событий на шахтах и рудниках,
нарушениях режимов миграции подземных вод, учащению случаев катастрофических
провалов, резких оседаний и закарстованности подработанных территорий. Наблюдающийся
в последние годы общепланетарный рост сейсмической и геодинамической активности
интенсифицирует эти процессы. С другой стороны, увеличение плотности наземных,
полузаглубленных и заглубленных объектов, интенсификация землепользования ведут к
росту количества техногенных аварий, так или иначе связанных с геодинамическими
процессами. Достаточно отметить, что с активными разломами связано более двух третей
горных ударов и внезапных выбросов угля и газа в шахтах, две трети нарушений нижнего
строения железнодорожных полотен, примерно половина аварий на магистральных
трубопроводах и т.д.
К сожалению, в настоящее время придается недостаточное значение всем этим
явлениям. Специалисты-практики зачастую незнакомы не только с методами ведения
геодинамического мониторинга и с самой проблемой обеспечения геодинамической
безопасности недропользования. Горные инженеры начинают интересоваться
геодинамическими явлениями лишь в тех случаях, когда месторождения относят к
опасным (угрожаемым) по горным ударам или выбросам. Инженеры-строители,
проектировщики трубопроводов вообще зачастую не считают, что геодинамические
проблемы, в частности геологические разломы, имеют к ним отношение.
Цель программы - повышение квалификации и научного потенциала, а также
обеспечение современного профессионального уровня руководящих работников,
специалистов отраслей промышленности и преподавателей ВУЗов в области горного дела
и других форм недропользования, охраны природной среды и рационального
использования природных ресурсов. Ознакомление
с современными достижениями
прикладной геодинамики, овладение современными методами снижения аварийности в
процессе проектирования, эксплуатации и ликвидации подземных сооружений и заглубленных
инженерных объектов.
Задачи программы:
– освоение слушателями основ прикладной геодинамики и форм ее влияния на
недропользование;
– знакомство с организационно-методическими вопросами внедрения анализа
геодинамических проблем при недропользовании;
– изучение вопросов техногенной сейсмической активности, форм ее проявления,
измерения и прогнозирования;
– приобретение первичных навыков обработки сейсмической информации и
сейсмических каталогов;
– знакомство с методами организации геодинамических полигонов, ознакомления с
нормативной базой по устройству полигонов при различных формах недропользования,
получение сведений о современных методах слежение за геодинамическим состоянием
массива и его поверхности;
– знакомство с методами геодинамического районирования, дистанционного
выделения разломов блоков земной коры с помощью анализа космофото- и
аэрофотоснимков, изучения топографических материалов и карт проявлений
сейсмитческой активности.
– повышение квалификации преподавательского состава в сфере образования и
рационального недропользования;
– систематизация и распространение передового опыта в области прикладной
геодинамики;
3
– внедрение в практику программных комплексов и систем анализа
геодинамических процессов и обеспечения безопасности недропользования;
– обеспечение конкурентоспособности специалистов в сфере рационального
недропользования.
Содержание программы – Основы прикладной геодинамики и различных подходов к понятию
активного разлома. Влияние разломов и других геодинамических структур на аварийность при
ведении горных работ, эксплуатации заглубленных и полузаглубленных инженерных
коммуникаций. Понятие о техногенной сейсмической активности, основы методы ее
наблюдения, анализа и прогнозирования. Геодинамические полигоны при различных формах
недропользования, знакомство с нормативными документами по организации
геодинамических полигонов.
2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИННЫ
В результате прохождения курса повышения квалификации слушатель обязан:
– иметь представление о прикладной геодинамике, активных разломах и формах
проявления их активности;
– иметь представление о геодинамическом районировании и методах выделения
активных разломов.
– знать основные формы влияния геодинамических факторов на безопасность
горных работ, заглубленных и полузаглубленных инженерных коммуникаций;
– иметь представление о геодинамическом и сейсмическом мониторинге, уметь
проводить первичную обработку и анализ информации о техногенной сейсмической
активности;
– иметь представление о геодинамических полигонах при различных формах
недропользования, знать основное содержание нормативных документов по организации
геодинамических полигонов.
3. ВИДЫ ЗАНЯТИЙ, КОЛИЧЕСТВО УЧЕБНЫХ ЧАСОВ
Вид учебной работы
Всего часов
Общая трудоемкость дисциплины
72
Аудиторные занятия, в т.ч.
72
Лекции
58
Практические занятия
14
Самостоятельные занятия
4
Вид итогового контроля
Зачет
4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№
пп.
1
2
Раздел дисциплины
Основы прикладной геодинамики и различные подходов к
понятию активного разлома
Влияние разломов и других геодинамических структур на
аварийность при ведении горных работ, эксплуатации
Лекци
и, час.
ЛР,
час.
13
15
4
№
пп.
3
4
5
Раздел дисциплины
заглубленных и полузаглубленных инженерных коммуникаций
Понятие о техногенной сейсмической активности, основы методы
ее наблюдения, анализа и прогнозирования
Геодинамические
полигоны
при
различных
формах
недропользования, знакомство с нормативными документами по
организации геодинамических полигонов
Охрана труда и техника безопасности
Лекци
и, час.
ЛР,
час.
11
11
8
4.2. Содержание разделов дисциплины
РАЗДЕЛ 1. Основы прикладной геодинамики и различные подходов к понятию
активного разлома.
1.1. Связь глобальной и прикладной геодинамики.
1.2. Проблема горных ударов и других динамических явлений на шахтах и рудниках.
1.3. Неотектоника и понятие активного разлома, формы активности разломов.
1.4. Зоны влияния активных разломов.
1.5. Понятие о геодинамическом районировании,
методы дистанционного
выделения разломов и блоков земной коры с помощью анализа космофото- и
аэрофотоснимков, изучения топографических материалов и крат проявлений
сейсмической активности.
1.6. Различные подходы к оценке активности разломов.
1.7. Временные вариации геодинамической активности, их возможные причины.
РАЗДЕЛ 2. Влияние разломов и других геодинамических структур на аварийность при
ведении горных работ, эксплуатации заглубленных и полузаглубленных инженерных
коммуникаций.
2.1. Связь аварийности при недропользовании с геодинамическими процессами.
2.2. Влияния активных разломов на аварийность при различных процессах.
2.3. Влияние активных разломов на аварийность при ведении подземных горных работ
(стреляния, микроудары, толчки, горные удары, горно-тектонические удары, обрушения
кровли, выбросы и т.д.).
2.4. Мероприятия по снижению удароопасности в шахтах.
2.5. Статистические данные и механизмы влияния геодинамических явлений на
аварийность на железных дорогах.
2.6. Статистические данные и механизмы влияния геодинамических явлений на на
аварийность на трубопроводах.
2.7. Статистические данные и механизмы влияния геодинамических явлений на
аварийность на городских подземных коммуникациях.
РАЗДЕЛ 3. Понятие о техногенной сейсмической активности, основы методы ее
наблюдения, анализа и прогнозирования.
3.1. Понятие техногенной сейсмической активности. Примеры, статистические данные..
3.2. Классификация техногенной сейсмической активности.
3.3. Методы измерения сейсмической активности при добыче полезных ископаемых и
иных формах недропользования, сейсмический мониторинг..
3.4. Сейсмические каталоги, методы первичной обработки каталогов.
3.5. Основные подходы к анализу и прогнозированию техногенной сейсмической
активности.
РАЗДЕЛ 4. Геодинамические полигоны при различных формах недропользования,
знакомство с нормативными документами по организации геодинамических полигонов.
4.1. Понятие геодинамического полигона. Примеры геодинамических полигонов.
4.2. Методы и этапы проектирования геодинамических полигонов.
4.3. Геодинамический и сейсмический мониторинг.
5
4.4. Знакомство с нормативными документами по организации геодинамических
полигонов.
РАЗДЕЛ 5. Охрана труда и техника безопасности.
5.1. Новое в законодательстве об охране труда на горных предприятиях.
5.2. Региональные и ведомственные правила обеспечения геодинамической
безопасности.
5. НАИМЕНОВАНИЕ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ И ИХ СОДЕРЖАНИЕ
№
пп
1.
2.
3.
Темы практических занятий
Понятие о геодинамическом районировании. Знакомство с методами
выделения активных разломов
Работа с каталогами сейсмических событий. Практическая обработка
информации о техногенной геодинамической активности.
Планирование мероприятий по учету и снижению геодинамической
опасности при ведении горных работ и строительстве заглубленных
и полузаглубленных инженерных сооружений
Кол-во
часов
4
6
4
6. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Основная
1. Петухов И.М., Батугина И.М. Геодинамика недр. М.: М.: Изд-во Московского гос.
горного университета, 1999. – 287 с.
2. Тряпицын В.М., Шабаров А.Н. Современная тектоника и геодинамика Хибин. Кострома:
Костромской Университет, 2007.
3. Шейдеггер А. Основы геодинамики. Пер. с нем. Л.: Недра, 1987.
4. Лазаревич Т.И., Яковлев Д.В., Шабаров А.Н. и др. Геодинамическое районирование
Южного Кузбасса. Кемерово: 2006.
5. Хаин В. Е., Халилов Э. Н. Цикличность геодинамических процессов: Её возможная
природа. Москва, Научный Мир, 2009, 520 с.
6. Яковлев Д.В., Тарасов Б.Г., Цирель С.В. Временные вариации частоты горных ударов
на Кизеловском угольном бассейне и Североуральском бокситовом руднике и
некоторые приемы выявления периодических компонент у случайных
последовательностей // Атлас временных вариаций природных, антропогенных и
социальных процессов, Т.3, М.: Янус-К, 2002. - С. 256-265.
7. Шабаров А.Н., Кобылянский Ю.Г., Бошенятов Е.В., Бадиков А.И., Корпусов С.В.
Влияние геодинамических факторов на состояние полотна железных дорог. Ж.-д. путь
и путевое хозяйство, М. 1999, №2.
8. Кобылянский Ю.Г., Цирель С.В., Шабаров А.Н. Механизм влияния активных
разломов на аварийность газопроводов. Н.-Т. Сборник: Проблемы экологии газовой
промышленности, «ИРЦ Газпром», М., 2004.
9. Касьянова Н.А., Кузьмин Ю.О. Современная аномальная геодинамика недр и ее
влияние на объекты нефтегазового комплекса (научные основы, практические
приложения и методы учета аномальных геодинамических проявлений). М.: АОЗТ
«Геоинформмарк», 1996. – 54 с.
10. Рекомендации по сейсмическому микрорайонированию при инженерных изысканиях
для строительства. М.: Стройиздат, 1985, 73 с.
11. Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих
угольные пласты, склонные к горным ударам. РД 05-328-99. – М.:
НТЦ/Промышленная безопасность, 2000. – 91 с.
6
12. Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных
месторождениях, объектах строительства подземных сооружений, склонных и
опасных по горным ударам. РД 06-329-99. – М.: НТЦ/Промышленная безопасность
2000. – 66 с.
13. Прогноз и предотвращение горных ударов на рудниках / Под ред. И. М. Петухова, А.
М. Ильина, К. Н. Трубецкого. – М.: АГН, 1997. – 376 с.
14. СНиП 22-01-95. Геофизика опасных природных воздействий /Минстрой России, ГП
ЦПП. М. 1996 .8 с.
15. Яковлев Д.В., Шабаров А.Н., Мельников Е.К., Гусева Н.В. Система обеспечения
геодинамической и экологической безопасности промышленных объектов на
территории северо-западного региона.- С-Пб, ВНИМИ, 2002.
16. Кочарян Г.Г., Родионов В.Н., Бенедик А.Л. и др. Влияние геодинамических факторов
на механическую устойчивость протяженных инженерных сооружений.- Геоэкология,
2001, №6, с.489-500.
17. Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика и оценка геодинамического риска при
недропользовании.- М, Агенство Экономических Новостей, 1999, с.220.
18. Практические приложения геодинамики недр. Горная геомеханика и маркшейдерия в
III тысячелетии. СПб.: изд. ВНИМИ, / Шабаров А.Н, Гусева Н.В., Дупак Ю.Н.,
Кобылянский Ю.Г, Оловянный А.Г., Цирель С.В. 2004 – С.137-162
19. Яковлев Д.В., Шабаров А.Н, Цирель С.В Прогноз горных ударов и землетрясений:
сходства и различия подходов . Горная геомеханика и маркшейдерия в III
тысячелетии. СПб.: изд. ВНИМИ, /. 2004 – С.58-73.
20. Шабаров А.Н., Цирель С.В., Мулев С.Н.Анализ развития техногенной сейсмической
активности и методы управления геодинамической ситуацией на рудниках
Талнахского медно-никелевого месторождения // Российский геофизический журнал,
2007. - № 45-46. - С. 95-100.
21. Цирель С.В. О 22-летней периодичности геодинамической активности. Российский
геофизический журнал, 2006. - № 41-42. - С. 91-96
22. О порядке проведения геологоразведочных работ по этапам и стадиям. Распоряжение
МПР 05.07.99г. № 832-р
23. СП 11-104-97. Инженерно-геодезические изыскания для строительства.
24. РД 07-437-02 Методические указания по ведению государственного горного надзора
за охраной недр.
25. Природные опасности России. Сейсмические опасности / Под ред. В.И.Осипова,
С.К.Шойгу. – М., Крук, 2000.
Дополнительная
26. Горное дело и окружающая среда: Учебник / С.В. Сластунов, В.Н. Королева, К.С.
Коликов и др. – М.: Логос, 2001.- 272 с.
27. Певзнер М.Е. Горная экология. – М.: МГУ, 2003. – 400 с.
28. Садовский М.А., Болховитинов Л.Е., Писаренко В.Ф. Деформирование геофизической
среды и сейсмический процесс. – М.: Наука, 1987. – 100 с.
29. Теркот Д., Шуберт Дж. Геодинамика: геологические приложения физики сплошных
сред. – В 2 т./ Пер. с англ. М.: Мир, – 1985.
30. Теория защитных пластов / И.М. Петухов, А.М. Линьков, В.С. Сидоров. – М.: Недра,
1976. – 223 с.
31. Петухов И.М., Егоров П.В., Винокур Б.Ш. Предотвращение горных ударов на
рудниках. – М.: Недра, 1984. – 230 с.
32. Петухов И.М., Линьков А.М. Механика горных ударов и выбросов. – М.: Недра, 1982.
– 279 с.Никонов А.А. Активные разломы: определение и проблемы выделения//
Геоэкология. – 1995. – № 4. – С. 16–27
33. Никонов А.А. Современные движения земной коры. – М.: Недра, 1979. – 184 с.
7
34. Николаев Н.И. Новейшая тектоника и геодинамика литосферы. – М.: Недра, 1988. –
491 с.
35. Методические указания по прогнозу ударо- и выбросоопасных зон вблизи разрывных
нарушений. – Л.: ВНИМИ, 1990. – 44 с.
36. Козырев А.А., Панин В.И., Савченко С.Н. и др. Сейсмичность при горных работах. –
Апатиты: КНЦ РАН, 2002. – 330 с.
37. Введение в механику скальных пород/ Под ред. Х.Бока/ Д.Х. Троллоп, Х. Бок, Б.С.
Бест и др. - М.: Мир, 1983. – 276 с.
38. Берлянт А.М. Образ пространства: карта и информация. – М.: Мысль, 1986. – 240 с.
39. Временные указания по выявлению и контролю зон риска возникновения аварий и
чрезвычайных ситуаций при освоении недр и земной поверхности на основе
результатов геодинамического районирования. – С-Пб, ВНИМИ, 1997, с.12.
40. Дашко Р.Э. Инженерная геология и геоэкология подземного пространства СанктПетербурга: проблемы его освоения и использования. Материалы международной
конференции «Геология крупных городов». СПб, 2009, с.16-20.
41. Дверницкий Б.Г. Неотектонический риск в Санкт-Петербурге. Материалы
международной конференции «Геология крупных городов». СПб, 2009, с.46-47.
42. Дмитриев А.Л. и др. Отчет об инженерно-геологическом и гидрогеологическом
картировании территории Ленинграда масштаба 1:25000 – 1:50000 для обоснования
генерального плана развития города. Центр и южная часть города. 1989.
43. Мельников Е.К. Объяснительная записка к «Карте зон повышенного
геодинамического риска территории Ленинградской области» м-ба 1:500 000.- С-Пб,
ВНИМИ, 2005, с.72.
44. Иванов Е.А., Дадонов Ю.А., Мокроусов С.Н. и др. О техническом состоянии
магистрального трубопроводного транспорта в России.- Безопасность труда в
промышленности, 2000, №9, с.34-37.
Программу составил:
Главный научный сотрудник НЦ геомеханики и проблем горного производства,
д.т.н.
С.В. Цирель
Согласовано:
Директор НЦ геомеханики и проблем горного производства
проректор, д.т.н.
Декан ЦПК и ПК,
профессор
280102
А.Н. Шабаров
А.А. Яковлев