ВАК 1.6 УДК 550.8.01 ГРНТИ 37.01 ОКСО 05.00.00 ББК 26 ТБК 63 BISAC SCI УДК 550.34.016 УДК 550.394 УДК 55 УДК 550.34 УДК 550.383 ГРНТИ 37.15 ГРНТИ 37.25 ГРНТИ 37.31 ГРНТИ 38.01 ГРНТИ 36.00 ГРНТИ 37.00 ГРНТИ 38.00 ГРНТИ 39.00 ГРНТИ 52.00

ИЗМЕНЕНИЕ ПРОНИЦАЕМОСТИ РАЗЛОМНЫХ ЗОН ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ СЕЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ Изменение проницаемости разломных зон при воздействии сейсмических колебаний

Опубликовано в Russian Journal of Earth Sciences · Том 26, Номер 4 · Номер статьи: ES4005 · Рубрика: ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
DOI: https://doi.org/10.2205/2026ES001150 · EDN: GTTIQA
Получено: 01.06.2026 Одобрено: 15.06.2026 Опубликовано: 20.10.2026
Прогноз аварийных ситуаций, возникающих при прорывах воды в ходе разработки месторождений твёрдых полезных ископаемых или при строительстве крупных подземных сооружений, весьма сложен из-за высокой неоднородности фильтрационных свойств массива горных пород и неопределённости гидрогеологических характеристик разломных зон, которые служат основными путями перетока флюидов. В настоящей работе выполнено исследование нескольких механизмов изменения гидравлических характеристик разломных зон при воздействии сейсмических колебаний. В качестве экспериментальной основы использованы данные наблюдений, полученные при проведении крупных подземных взрывов в массивах скальных пород. Анализировались уникальные архивные материалы, полученные в Институте динамики геосфер РАН при подготовке и проведении крупномасштабных подземных взрывов, проводимых СССР на Семипалатинском испытательном полигоне (ныне Республика Казахстан) и на ряде горных предприятий России. Разграничены случаи преобладания разных механизмов изменения проницаемости в широком диапазоне параметров динамических нагрузок. Выполненный анализ позволил заключить, что даже сравнительно слабое динамическое воздействие способно вызвать заметный гидрогеологический отклик. Причём не за счёт образования новых путей фильтрации, а за счёт «расчистки» существующего трещинно-порового пространства.
тектонический разлом, сейсмическое действие взрыва, медленные волны Био, коллоиды, поровое давление, проницаемость, фильтрационные свойства, декольматация
Финансирование
Работа выполнена в рамках Государственного задания ИДГ РАН
Текст Список литературы
Текст (PDF)
Читать Скачать

1. Адушкин В. В. и Спивак А. А. Подземные взрывы. — М. : Наука, 2007. — 579 с.

2. Барях А. А. и Евсеев А. В. Ликвидация калийных рудников и соляных шахт: обзор и анализ проблемы // Горный информационно-аналитический бюллетень (Научно-технический журнал). — 2019. — Т. 9. — С. 5—29. — https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-09-0-5-29

3. Будков А. М., Кочарян Г. Г. и Кишкина С. Б. Оценка изменения проницаемости массива горных пород в окрестности подземного взрыва по экспериментальным данным и результатам численного моделирования // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2023. — № 1. — С. 12—21. — https://doi.org/10.15372/ftprpi20230102

4. Комащенко В. И., Васильев П. И. и Масленников С. А. Технологиям подземной разработки месторождений КМА — надежную сырьевую основу // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2016. — № 2. — С. 101—114.

5. Кочарян Г. Г., Бенедик А. Л., Костюченко В. Н. и др. Опыт воздействия на трещиноватый коллектор низкоамплитудными сейсмическими колебаниями // Геоэкология. Инженерная Геология, Гидрогеология, Геокриология. — 2004. — № 4. — С. 367—377.

6. Кочарян Г. Г., Виноградов Е. А., Горбунова Э. М. и др. Гидрогеологический отклик подземных коллекторов на сейсмические колебания // Физика Земли. — 2011. — № 12. — С. 50—62.

7. Кочарян Г. Г., Куликов В. И. и Павлов Д. В. О влиянии массовых взрывов на устойчивость тектонических разломов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2019. — № 6. — С. 49—58. — https://doi.org/10.15372/ftprpi20190605

8. Кочарян Г. Г. и Спивак А. А. Динамика деформирования блочных массивов горных пород. — М. : Академкнига, 2003. — 423 с.

9. Кочарян Г. Г. и Шатунов И. В. Актуальные вопросы гидрогеологии сейсмогенных разломных зон // Физика Земли. — 2024. — № 4. — С. 182—211. — https://doi.org/10.31857/s0002333724040121

10. Ломизе Г. М. Фильтрация в трещиноватых породах. — М.; Л. : Государственное энергетическое издательство, 1951. — 127 с.

11. Осипов В. И., Соколов В. Н. и Еремеев В. В. Глинистые покрышки нефтяных и газовых месторождений. — М. : Наука, 2001. — 238 с.

12. Пантелеев И. А., Ложкин Д. В., Ляховский В. и др. Природа анизотропного отклика флюидонасыщенной среды на прохождение поверхностных сейсмических волн // Физика Земли. — 2025. — № 2. — С. 80—94. — https://doi.org/10.7868/s3034645225020079

13. Петров Н. А., Кореняко А. В., Давыдова И. Н. и др. Обработка бурового раствора при бурении скважин с горизонтальным окончанием // Нефтегазовое дело. — 2007. — № 1. — С. 97—107.

14. Родионов В. Н., Адушкин В. В., Костюченко В. Н. и др. Механический эффект подземного взрыва / под ред. М. А. Садовский. — М. : Недра, 1971. — 224 с.

15. Сердюков С. В. и Азаров А. В. Возбуждение сейсмических колебаний потоком воды в трещине и определение его параметров по регистрируемому излучению // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2021. — № 5. — С. 22—34. — https://doi.org/10.15372/ftprpi20210503

16. Спивак А. А. Оценка нарушенности горного массива по результатам фильтрационных испытаний // Горный журнал. — 1980. — № 5. — С. 29—33.

17. Шатунов И. В., Кочарян Г. Г. и Остапчук А. А. Изменение фильтрационных характеристик зон тектонических разломов под воздействием сейсмических волн от массовых взрывов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2025. — № 5. — С. 41—56. — https://doi.org/10.15372/ftprpi20250504

18. Barbosa N. D., Solazzi S. G. and Lupi M. Seismically induced unclogging in fluid-saturated faults // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. — 2020. — Vol. 125, no. 8. — e2020JB020152. — https://doi.org/10.1029/2020jb020152

19. Bergendahl J. and Grasso D. Prediction of colloid detachment in a model porous media: hydrodynamics // Chemical Engineering Science. — 2000. — Vol. 55, no. 9. — P. 1523–1532. — https://doi.org/10.1016/s0009-2509(99)00422-4

20. Biot M. A. Mechanics of deformation and acoustic propagation in porous media // Journal of Applied Physics. — 1962. — Vol. 33, no. 4. — P. 1482–1498. — https://doi.org/10.1063/1.1728759

21. Brodsky E., Roeloffs E., Woodcock D., et al. A mechanism for sustained groundwater pressure changes induced by distant earthquakes // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. — 2003. — Vol. 108, B8. — P. 2390–2400. — https://doi.org/10.1029/2002jb002321

22. Candela T., Brodsky E. E., Marone C., et al. Laboratory evidence for particle mobilization as a mechanism for permeability enhancement via dynamic stressing // Earth and Planetary Science Letters. — 2014. — Vol. 392. — P. 279–291. — https://doi.org/10.1016/j.epsl.2014.02.025

23. Coussot P. Structural Similarity and Transition from Newtonian to Non-Newtonian Behavior for Clay-Water Suspensions // Physical Review Letters. — 1995. — Vol. 74, no. 20. — P. 3971–3974. — https://doi.org/10.1103/physrevlett.74.3971

24. Elkhoury E., Brodsky E. and Agnew D. Seismic waves increase permeability // Nature. — 2006. — Vol. 441, no. 7097. — P. 1135–1138. — https://doi.org/10.1038/nature04798

25. Liu X., Jiang X., Liu J., et al. The effect of the injection salinity and clay composition on aquifer permeability // Applied Thermal Engineering. — 2017. — Vol. 118. — P. 551–560. — https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.02.098

26. Matsumoto N. Regression analysis for anomalous changes of ground water level due to earthquakes // Geophysical Research Letters. — 1992. — Vol. 19, no. 12. — P. 1193–1196. — https://doi.org/10.1029/92gl01042

27. Roberts P. M. Laboratory observations of altered porous fluid flow behavior in Berea sandstone induced by low-frequency dynamic stress stimulation // Acoustical Physics. — 2005. — Vol. 51, S1. — S140–S148. — https://doi.org/10.1134/1.2133962

28. Roeloffs E. A. Persistent water level changes in a well near Parkfield, California, due to local and distant earthquakes // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. — 1998. — Vol. 103, B1. — P. 869–889. — https://doi.org/10.1029/97jb02335

29. Santucci de Magistris F., Lanzano G., Forte G., et al. A database for PGA threshold in liquefaction occurrence // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. — 2013. — Vol. 54. — P. 17–19. — https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2013.07.011

30. Sibson R. Implications of fault-valve behaviour for rupture nucleation and recurrence // Tectonophysics. — 1992. — Vol. 211, no. 1–4. — P. 283–293. — https://doi.org/10.1016/0040-1951(92)90065-e

31. Voznesensky E. A. and Kushnareva E. S. Seismic liquefaction of soils: engineering evaluation and classification // Engineering Geology World. — 2012. — No. 4. — P. 11–23.

32. Wang C., Chia Y., Wang P., et al. Role of S waves and Love waves in coseismic permeability enhancement // Geophysical Research Letters. — 2009. — Vol. 36, no. 9. — P. L09404. — https://doi.org/10.1029/2009gl037330

33. Yan X., Shi Z., Wang C.-Y., et al. Violent Groundwater Eruption Triggered by a Distant Earthquake // Geophysical Research Letters. — 2022. — Vol. 49, no. 23. — https://doi.org/10.1029/2022gl101239

Войти или Создать
* Забыли пароль?