Skip to content

Spectral characteristics of the wave field in zones of brittle rock failure

UDC: 622.831:550.834
DOI: 10.24412/2519-2418-2025-846-404-416
EDN: TZJMMD
Received: 08.12.2025
Published: 25.12.2025

Original language: Русский

Full text of the article | JATS XML

Tumanov Victor Vladimirovich, FSBSI «RANIMI», Head of the Environmental and Geophysical Research Department, Senior Researcher of the Environmental and Geophysical Research Department, email: tum.v@yandex.ru
Novgorodtseva Lyudmila Alexandrovna, Candidate of Geological Sciences, FSBSI «RANIMI», Senior Researcher of the Department of Ecological and Geophysical Research, email: lyudnonv.21-78@yandex.ru
Donchenko Ella Valentinovna, FSBSI «RANIMI», Researcher of the Department of Ecological and Geophysical Research, email: ellarr@bk.ru
Podvalkova Elena Vladimirovna, FSBSI «RANIMI», Leading Engineer of the Department of Ecological and Geophysical Research, email: evpodvalkova@mail.ru
Zozulya Yaroslav Demyanovich, email: yarzozulia@gmail.com

Abstract
A seismic data processing method is proposed that uses the criterion V = X•Y•Z and polarization to distinguish man-made fracturing from zones influenced by tectonic faults, with maximum V values corresponding to decompacted footwalls of thrusts and technogenically damaged areas, and minimum values to compacted hanging walls. The results confirm the dominant role of combined tectonic faults and mining impacts (intensified by flooding of closed mines) in generating hazardous geodynamic phenomena, brittle failure foci, and anomalous methane accumulations.

Keywords: abnormal methane accumulation, tectonic fracturing, brittle failure, massif flooding, seismic monitoring, three-component seismics, Rayleigh wave, spectral analysis, seismic wave polarization, thrusts, technogenic decompaction

Funding
The research has been completed within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (No. FRSR-2023-0007).

REFERENCES
  1. Иванов, Л. А. Геологические показатели модели аномального скопления метана / Л. А. Иванов // Труды РАНИМИ: сб. науч. тр. – Донецк, 2023. – № 22 (37) – С. 9-18.
  2. Жуков, Е. М. Классификация трещин и расслоений пород кровли по степени опасности с точки зрения возможности обрушения кровли в горных выработках / Е. М. Жуков, Ю. И. Кропотов, И. А. Лугинин, С. И. Полошков. // Молодой ученый. – 2016. – № 2 (106). – С. 142-146.
  3. Трифонов, А. С. Сейсмические проявления геодинамических процессов над очистной выработкой / А. С. Трифонов, М. Г. Тиркель, В. В. Туманов, Я .М. Юфа, А. И. Архипенко // Научные труды УкрНИМИ: сб. науч. тр. – Донецк, 2008. – № 2 – С. 83-89.
  4. Немирович-Данченко, М. М. О различных сценариях распространения трещин в геоматериалах / М. М. Немирович-Данченко, Ю. И. Колесников // Физическая мезомеханика. – Новосибирск, 2003. – Вып. 6. – С. 33-39.
  5. Анциферов, А. В. Мониторинг техногенной сейсмичности в зоне влияния угольных шахт Донбасса (на примере ш. «Калиновская-Восточная» ГП «Макеевуголь») / А. В. Анциферов, В. В. Туманов, Н. И. Лобков, Д. С. Бородин, О. Л. Шалованов, Р. П. Базеева // Труды РАНИМИ: сб. науч. тр. – Донецк, 2020. – № 9 (24). – С.78-87.
  6. Басалаева, П. В. Оценка влияния угла падения литологически неоднородной прослойки пород на устойчивость горизонтальной горной выработки при ее проходке / П. В. Басалаева, А. Д. Куранов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 3. – С. 17-30.
  7. Балек, А. Е. Обоснование хрупкого режима разрушения низкопрочных сильнотрещиноватых массивов скальных пород / А. Е. Балек, Т. Ф. Харисов, Д. А. Коптяков // Известия ТулГУ. Науки о Земле. – 2024. – № 4. – С. 795-808.
  8. Лобков, Н. И. Особенности разрушения породного слоя в зоне опорного давления впереди лавы / Н. И. Лобков // Журнал теоретической и прикладной механики. – Донецк, 2018 – № 3-4 (64-65). – С. 88-93.
  9. Grits A. The phenomenon of rupture and flow in solids. Phil. Trans, Roy. Soc. 1920, vol. 220, pp. 150-160.
  10. Лобков, Н. И. Установление мест инициирования и причин негативных динамических явлений в породном массиве под посёлком «Объединённый» г. Макеевка / Н. И. Лобков. В. С. Маевский, А. А. Лобков, Л. А. Драган // Труды РАНИМИ: сб. науч. тр. – Донецк, 2020. – № 10-11 (25-26). – С. 36-44.
  11. Анциферов, А. В. Оценка трещиноватости массива по данным наблюдений сложного сейсмического поля на поверхности шахты «Калиновская-Восточная» Донецко-Макеевского района ДНР / А. В. Анциферов, В. В. Туманов, Л. А. Новгородцева, Д. С. Бородин // Горный журнал. – 2024. – № 10. – С. 14-24.
  12. Анциферов, А. В Опыт интерпретации сложного сейсмического сигнала в условиях горных работ на больших глубинах в Донецко-Макеевском районе Донбасса / А. В. Анциферов, В. В. Туманов, Л. А. Новгородцева, А. Ю. Грицаенко, Д. С. Бородин // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 2024. – № 6. – С. 57-64.
  13. Анциферов, А. В. Применение метода Накамуры при мониторинге сложного сейсмического сигнала в неоднородной горизонтальнослоистой среде / А. В. Анциферов, В. В. Туманов, Л. А. Новгородцева, Е. А. Ялпута, О. Л. Шалованов // Труды РАНИМИ: сб. науч. тр. – Донецк, 2025. – № 6 (44). – С .93-107.
  14. Исаев, Ю. С. К вопросу о волновой структуре поля при сейсмоакустических измерениях в угольных пластах / Ю. С. Исаев, Ю. Г. Мясников // Труды ВНИМИ. – Ленинград, 1976. – № 102. – С. 27-33.
  15. Симоненко, В. А. Движение грунта в волне Рэлея, возникающей при подземном взрыве / В. А. Симоненко, Н. И. Шишкин, Г. А. Шишкина // Прикладная механика и техническая физика – 2006 г. – № 4 (278). Т. 47. – С. 3-14.
Мы используем файлы cookie и рекомендательные технологии. Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с Политикой обработки персональных данных.
Принять
Политика конфиденциальности