Российские геофизики научились предсказывать уязвимость районов к искусственным землетрясениям

С помощью лазера и мониторинга распространения сейсмических волн.

Источник: Carlo Verso / CC0

Исследователи из Института динамики геосфер РАН разработали и испытали систему мониторинга параметров разрабатываемых месторождений, рядом с которыми существует угроза внезапного проседания пород, вызывающих искусственные землетрясения. В результате экспериментов ученые пришли к выводу о пригодности их методики для прогнозирования искусственных сейсмических явлений. Соответствующая статья опубликована в Journal of Mining Science.

В настоящее время добыча руд, а также газа и нефти часто вызывает необходимость выемки больших объемов пород. Если такая выемка происходит рядом с разломами и геологическими сбросами, проседание пород в таких районах может привести к заметным искусственным землетрясениям даже там, где естественные землетрясения обычно не происходят.

Особенно часто это явление возникает в районах горизонтального бурения — например, при добыче сланцевых нефти и газа.

Недавно в России началось освоение Баженовской свиты таким методом, поэтому весьма вероятно, что проблема искусственных землетрясений станет еще более актуальной в нашей стране.

Авторы новой работы создали модель, позволяющую предсказывать вероятность землетрясений в зависимости от того, как именно распространяются сейсмические волны через линии разломов на тех или иных месторождениях. Чтобы проверить ее работу на практике, геофизики провели мониторинг района Коробково (Белгородская область), где ведется добыча железной руды (часть Курской магнитной аномалии).

Читайте также

Куда деть излишки нефтяных доходов?

Для выявления скорости распространения сейсмических волн через границы месторождения ученые организовали слабые искусственные взрывы в подземной части рудника, а затем измерили их интенсивность с помощью трехкомпонентных акселерометров A1638 (производства «Геоакустика», Россия), чувствительных к волнам 0,2−400,0 герц, геофонов GS-20DX (Geospace International, Россия) с рабочим диапазоном 10−400 герц. А для особо точных измерений подвижек пород на границах месторождения использовался лазер ILD2300−100 (Micro-Epsilon, Германия) с точностью измерений до одного микрометра.

Замеры показали, что на границах рудных жил Главная и Сретенская рассеивание энергии довольно слабое, то есть там налицо разлом, где возможны искусственные сейсмические события заметной силы. Что более важно, тем самым удалось подтвердить, что новая система позволяет указывать на места, где наиболее вероятны искусственные землетрясения и заранее принимать соответствующие меры. Актуальность такой технологии по мере распространения новых методов добычи полезных ископаемых, может существенно возрасти.