Оценка воздействия взрывных работ на карстовый рельеф заказника (Архангельская область)

Представлены результаты экспериментальных исследований воздействия горнодобывающего предприятия на уникальные карстовые образования Чугского заказника, в частности на пещеру Апрельский Узел. Рассмотрено два сценария сейсмического воздействия: рутинная деятельность (дробление горной массы на дробильно-сортировочном комплексе, вторичное дробление негабаритов с помощью навесного гидромолота, буровые работы, погрузка горной массы) и режим взрывного рыхления горных пород. Для определения интенсивности сейсмических колебаний было установлено пять сейсмометров по направлению от места взрыва к пещере Апрельский узел. Продолжительность исследований составила сорок пять календарных дней. Установлено, что текущая деятельность горного предприятия не оказывает воздействия на целостность горного массива Чугского заказника. В сравнении с нормативной базой РФ превышения не выявлены. Однако при проведении взрывных работ отмечаются превышения предельных значений согласно национальному стандарту Германии DIN 4150-3:1999 для сооружений, имеющих высокую социальную важность (например, охраняемых памятников архитектуры) на расстоянии до 680 м. Итогом работы стало получение эмпирической зависимости скорости распространения волн от массы заряда взрывчатого вещества. На основании данной зависимости определены максимальные величины массы зарядов, которые позволяют проводить массовые взрывы без риска воздействия на карстовый массив заказника.

Наход В. А., Малов А. И., Данилов К. Б., Горелик Г. Д. Оценка воздействия взрывных работ на карстовый рельеф заказника (Архангельская область) // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 7. – С. 38–54. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_7_0_38.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках реализации государственного задания ФГБУН ФИЦКИА УрО РАН (FUUW-2025-0011 № 1022040400658-81.5.6;1.5.8;1.5.13).

Наход Виталий Александрович¹ — аспирант, e-mail: nakhod.vitaliy@knauf.ru, ORCID ID: 0009-0002-5358-409X,
Малов Александр Иванович¹ — д-р геол.-минерал. наук, доцент, e-mail: malovai@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0003-0585-8893,
Данилов Константин Борисович¹ — канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник, e-mail: danilov_kostea@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-1248-5095,
Горелик Глеб Дмитриевич — канд. техн. наук, доцент, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, e-mail: gorelik_gd@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0002-9890-5275,
¹ Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова Уральского отделения РАН.

Наход В. А., e-mail: Nakhod.vitaliy@knauf.ru.

1. Berthelin R., Hartmann A. The shallow subsurface of karst systems: review and directions / Eurokarst 2018, Besançon. Advances in Karst Science. Cham: Springer, 2020, pp. 61—68. DOI: 10. 1007/978-3-030-14015-1_7.

2. Chong Yu, Haibo Li, Haozhen Yue, Xiaohu Wang, Xiang Xia A case study of blasting vibration attenuation based on wave component characteristics // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2023, vol. 15, no. 5, pp. 1298—1311. DOI: 10.1016/j.jrmge.2022.09.013, available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674775522002001.

3. Longhua Guan, Jing Zhang, Junchao Li, Yang Ding, Yubing Wang, Qiang Lu Ground deformation and blast wave propagation in dry sand subjected to buried explosion. A centrifuge modelling study // International Journal of Impact Engineering. 2024, vol. 188, article 104935. DOI: 10.1016/ j.ijimpeng.2024.104935, available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0734743X 24000599.

4. Дабиев Д. Ф., Чульдум А. Ф. Оценка инвестиционного потенциала региона с преимущественно минерально-сырьевой ориентацией при различных сценариях освоения минеральных ресурсов // Фундаментальные исследования. — 2020. — № 12. — C. 57—62. DOI: 10.17513/ fr.42909.

5. Исайченков А. Б., Леонов Е. И., Кутовой А. В., Галимьянов А. А., Заляднов В. Ю., Караулов Н. Г. Обоснование рациональных параметров рабочей зоны при отработке разреза «Буреинский» // Уголь. — 2020. — № 11. — С. 22—28. DOI: 10.18796/0041-5790-2020-11-22-28.

6. Ghorbani Y., Kuan S. H. A review of sustainable development in the Chilean mining sector: past, present and future // International Journal of Mining, Reclamation and Environment. 2016, vol. 31, no. 2, pp. 137—165. DOI: 10.1080/ 17480930.2015.1128799.

7. Наход В. А., Малов А. И. Исследование сейсмического воздействия на карстовый рельеф ландшафтного заказника при ведении взрывных работ на месторождении гипсов в Архангельской области / Сергеевские чтения. Вып. 24. — М.: ГеоИнфо, 2023. — С. 311—314.

8. Жариков С. Н., Берсенев Г. П., Кутуев В. А., Флягин А. С. Научные исследования сейсмического действия взрыва на подземный газопровод высокого давления // Проблемы недропользования. — 2019. — № 3 (22). — С. 145—154.

9. Hudaverdi T., Akyildiz O. Investigation of the site-specific character of blast vibration prediction // Environmental Earth Sciences. 2017, vol. 76, no. 3, article 138.

10. Xu J., Kang Y., Wang X., Feng G., Wang Z. Dynamic characteristics and safety criterion of deep rock mine opening under blast loading // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2019, vol. 119, pp. 156—167.

11. Семиколенных А. А. Особенности экологии живых организмов в пещерах Пинеги // Северный спелеоальманах. — 1999. — № 3. — С. 31—38.

12. Yong Fan, Huihui Liao, Guangdong Yang, Tao Zhou, Ke Deng, Bin Tian Dynamic behaviour of fish with swim bladders subjected to underwater explosions and methods for mitigating injuries // Biological Conservation. 2024, vol. 300, article 110849. DOI: 10.1016/j.biocon.2024.110849, available at: https://www.Sciencedirect. com/science /article/pii/S0006320724004117.

13. Antonovskaya G. N., Konechnaya Y. V., Vaganova N. V., Basakina I. M., Morozov A. N., Shakhova E. V., Mikhaylova Y. A., Danilov K. B. Contribution of the large-scale research facilities «Arkhangelsk seismic network» to the Russian Arctic seismicity study // Geodynamics & Tectonophysics. 2022, vol. 13, no. 2. DOI: 10.5800/GT-2022-13-2-0587.

14. Antonovskaya G. N., Konechnaya Y. V., Morozova E. R., Mikhailova Y. A., Shakhova E. V. Potential of the Arkhangelsk seismic network for European Arctic monitoring // Earthquake Science. 2024, vol. 37, no. 5, pp. 434—444. DOI: 10.1016/j.eqs.2024.06.005.

15. Железняк И. И., Манилюк В. В. Исследование устойчивости карстовой пещеры Хээтэй к динамическим воздействиям при взрывном способе разработки Усть-Борзинского месторождения известняков в Восточном Забайкалье // Литосфера. — 2017. — Т. 17. — № 4. — С. 137—143.

16. Саваренский Е. В., Кирнос Д. П. Элементы сейсмологии и сейсмометрии. — М.: ГИТТЛ, 1955. — 543 c.

17. Мосинец В. Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных породах. — М.: Недра, 1976. — 271 c.

18. Садовский М. А. Избранные труды: Геофизика и физика взрыва. — М.: Наука, 2004. — 440 c.

19. Пергамент В. Х., Овчаров Ю. Е., Гончаров Е. В. Интенсивность по сейсмической шкале, скорость колебаний и эквивалентные приведенные расстояния при взрывах // Записки Горного института. — 2001. — Т. 148. — № 2. — С. 84—90.

20. Сейсмическая шкала и методы измерения сейсмической интенсивности / Под ред. Назарова А. Т., Шебалина Н. В. — М.: Наука, 1975. — 279 с.

21. Стафеев А. А., Лобанова Т. В. Устойчивость бортов и осушение карьеров. Лабораторный практикум. — Новокузнецк: СибГИУ, 2008. — 39 с.