GEOTECHNOLOGY


ACTIVATION OF TECHNOGENIC SEISMICITY DURING STOPING OPERATIONS WHEN APPROACHING THE BOUNDARIES OF DISCONTINUOUS FAULTS

Authors:
  • M.V. Shvankin1, A.V. Bondarev1, E.V. Aushev2, N.Yu. Datskevich3, M.S. Sidorov4
  • 1 Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, 199106, Russian Federation
  • 2 AMS Engineering Center LLC, Kemerovo, 650000, Russian Federation
  • 3 Shakhta ?Osinnikovskaya LLC, Osinniki, 652804, Russian Federation
  • 4 Raspadskaya Coal Company LLC, Novokuznetsk, 654079, Russian Federation, e-mail: vnimi-sgu@yandex.ru
  • Authors Information
  • Shvankin M.V. – PhD (Engineering), Head of the Geodynamic Safety Laboratory Sector, Scientific Center for Geomechanics and Mining Problems, Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, 199106, Russian Federation, e-mail: vnimi-sgu@yandex.ru
  • Bondarev A.V. – Senior Engineer at the Geodynamic Safety Laboratory, Sector, Scientific Center for Geomechanics and Mining Problems, Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, 199106, Russian Federation, e-mail: alex_bondarev78@mail.ru
  • Aushev E.V. – Deputy Technical Director for Research and Innovation, AMS Engineering center LLC, Kemerovo,
  • 650000, Russian Federation, e-mail: Aushev.EV@yandex.ru
  • Datskevich N.Yu. – Deputy Chief Technology Engineer of Shakhta ?Osinnikovskaya LLC, Osinniki, 652804, Russian Federation, e-mail: Nikolay.Datskevich@raspadskaya.ru
  • Sidorov M.S. – Technical Director of Raspadskaya Coal Company LLC, Novokuznetsk, 654079, Russian Federation, e-mail: Maksim.Sidorov@raspadskaya.ru
UDC: 622.831.1 c M.V. Shvankin1, A.V. Bondarev1, E.V. Aushev2, N.Yu. Datskevich3, M.S. Sidorov4, 2026
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2026-8-90-98

Abstract

Disjunctive geological faults in coal?bearing strata are widespread across all coal deposits. Depending on their size and displacement amplitude, the technology for traversing disturbed geological structures with active stoping faces (within the mine’s mining lease area) includes multiple proven variants and methods. In all cases, and in accordance with current regulations, geological faults in rock?burst?hazardous seams are classified as hazardous zones. This determines the limited parameters for anthropogenic impact on the disturbed rock mass and shapes the response model of the rock mass. The study of geomechanical processes related to the potential activation of mutual influence between coal and rock disintegration processes during the staged mining of longwalls in seam E5 at the ?Osinnikovskaya? mine and natural tectonic faults is essential for addressing the safe mining of prospective extraction panels under similar conditions. The transformation of spatio?temporal distributions of geomechanical and geophysical parameters within extraction panels of stoping faces in coal mines is primarily a consequence of anthropogenic intervention. The nature of interaction between tectonic block structures at their boundaries, along with coal mining technological processes, significantly transforms the initial stress field. The response parameters of the geological environment can be monitored using geophysical monitoring methods, which are widely employed within the framework of integrated mine safety and the Multifunctional Safety System (MFSS) in coal mines.

Keywords: Multifunctional Safety System, tectonic disturbance, impact hazard, stressstrain state, rock mass, zone of tectonic fault influence

References

  1. Шабаров А.Н., Вильнер М.А. Подходы к геодинамическому районированию недр: анализ и перспективы развития // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2023. Т. 10. № 2. С. 89-97. DOI: 10.15372/FPVGN2023100214. Shabarov A.N., Vilner M.A. Approaches to Geodynamic Zoning of Subsoils: Analysis and Development Prospects. Fundamentalnye i prikladnye voprosy gornykh nauk. 2023;10(2):89-97. (In Russ.). DOI: 10.15372/FPVGN2023100214.
  2. Локтюкова О.Ю., Кравчук А.В. Методика прогнозирования тектонических нарушений на основе переинтерпретации данных геологоразведочных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2025. № 2. С. 114-129. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_2_0_114. Loktyukova O.Yu., Kravchuk A.V. Methodology for Predicting Tectonic Disruptions Based on Reinterpretation of Geological Exploration Data. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2025;(2):114-129. (In Russ.). DOI: 10.25018/0236_1493_2025_2_0_114.
  3. Казанин О.И., Ильинец А.А. Обеспечение устойчивости выемочных выработок при подготовке выемочных участков пологих угольных пластов тремя выработками // Записки Горного института. 2022. Т. 253. С. 41-48. DOI: 10.31897/PMI.2022.1. Kazanin O.I., Ilyinets A.A. Ensuring the Stability of Mining Workings During the Preparation of Mining Sections of Sloping Coal Seams by Three Workings. Zapiski Gornogo instituta. 2022;(253):41-48. (In Russ.). DOI: 10.31897/PMI.2022.1.
  4. Tan Y., Ma Q., Liu X., Elsworth D., Qian R., Shang J. Study on the disaster caused by the linkage failure of the residual coal pillar and rock stratum during multiple coal seam mining: mechanism of progressive and dynamic failure. Int J Coal Sci Technol. 2023;(10):45. https://doi.org/10.1007/s40789-023-00603-7/.
  5. Данильев С.М., Секерина Д.Д., Данильева Н.А. Локализация участков развития геомеханических процессов в подземных выработках по результатам трансформационно-классификационного анализа сейсморазведочных данных // Записки Горного института. 2024. Т. 266. С. 260-271. Danilyev S.M., Sekerina D.D., Danilyeva N.A. Localization of areas of geomechanical processes development in underground workings based on the results of transformation and classification analysis of seismic data. Zapiski Gornogo instituta. 2024;(266): 260-271. (In Russ.).
  6. Бич Я.А., Мельков А.Д., Дьяконов Ю.Я. Предотвращение горных ударов при разработке антрацитовых пластов. М.: Недра, 1993. 160 с.
  7. Оценка безопасности полной отработки залежей рудника ?Октябрьский? под водоносным горизонтом на основе определения высоты зоны водопроводящих трещин / Т.П. Дарбинян, Е.С. Жерлыгина, А.А. Андреев и др. // Горный журнал. 2024. T. 3. C. 25-33. DOI: 10.17580/gzh.2024.03.03. Darbinyan T.P., Zherlygina E.S., Andreev A.A., Popov A.K. Assessment of the Safety of Full Development of the Oktyabrsky Mine Deposits Under the Aquifer Based on Determining the Height of the WaterConducting Crack Zone. Gornyj zhurnal. 2024;(3):25-33. (In Russ.). DOI: 10.17580/gzh.2024.03.03.
  8. Багаутдинов И.И., Стрешнев А.А. Исследование влияния структурной нарушенности на устойчивость целиков для горно-геологических условий апатит-нефелиновых месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2024. № 12-1. С. 129-144. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_121_0_129. Bagautdinov I.I., Streshnev A.A. Study of the Influence of Structural Disturbance on the Stability of Intrusions for Mining and Geological Conditions of Apatite-Nefelin Deposits. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2024;(12-1):129-144. (In Russ.). DOI: 10.25018/0236_1493_2024_121_0_129.
  9. Прогноз предельного состояния и дилатансии пород вокруг горных выработок / А.Г. Протосеня, М.А. Карасев, Н.А. Беляков и др. // Записки Горного института. 2025. Т. 276-2. С. 107-122. Protosenya A.G., Karasev M.A., Belyakov N.A., Tulin P.K. Prediction of the Ultimate State and Dilatancy of Rocks Around Mine Workings. Zapiski gornogo instituta. 2025;(276-2):107-122. (In Russ.).
  10. Вербило П.Э., Вильнер М.А. Изучение анизотропии прочности и масштабного эффекта трещиноватого массива горных пород //Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2022. № 6-2. С. 47-59. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_62_0_47. Verbilo P.E., Vilner M.A. Study of the anisotropy of strength and the scale effect of a fractured rock mass. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2022;(6-2):47-59. (In Russ.). DOI: 10.25018/0236_1493_2022_62_0_47.
  11. Vasilenko T.A., Kirillov A.K. Role of closed porosity in formation of phase states of methane in coal seams. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2024;(12-1):193-211. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2024_121_0_193.
  12. Факторы, повышающие опасность проявления газодинамических явлений в угольных шахтах / А.В. Бондарев, А.Н. Шабаров, М.В. Шванкин И др. // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2025. № 11-1. С. 77-95. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_111_0_77. Bondarev A.V., Shabarov A.N., Shvankin M. V. Vasilenko T.A. Factors Increasing the Danger of Gas-Dynamic Phenomena in Coal Mines. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2025;(11-1): 77-95. (In Russ.). DOI: 10.25018/0236_1493_2025_111_0_77.
  13. Романевич К.В., Мулев С.Н. Система регионального прогноза динамических явлений по непрервыным сейсмоакустическим наблюдениям на шахтах, рудниках и в инженерных сооружениях в условиях Арктики / Техносферная безопасность в Арктике: Сборник материалов в рамках VIII Международной научно-практической конференции, Санкт-Петербург, 21 марта 2025 года. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский университет государственной противопожарной службы МЧС России им. Героя Российской Федерации генерала армии Е.Н. Зиничева, 2025. С. 133-137.
  14. Pakosz R., Wojtecki ?., Mendecki M. J., Krzy?anowska A. Identification of strong tremor causes for appropriate rock burst prevention in a hard coal mine. Journal of Sustainable Mining. 2024;23(2):132-146. DOI: 10.46873/2300-3960.1409.
  15. Xu. Li, G. Si, W. Cao. A sequence of seismic event triggering in longwall coal mines based on the aftershock cascade theory. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2024;(182):105883. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2024.105883.
  16. Зубов В.П., Фук Л.К. Разработка ресурсосберегающей технологии выемки пологих угольных пластов с труднообрушающимися породами кровли (на примере шахт Куангниньского угольного бассейна) // Записки Горного института. 2022. Т. 257. C. 795-806. DOI: 10.31897/PMI.2022.72. Zubov V.P., Fuc L.K. Development of a resource-saving technology for excavation of gentle coal seams with difficult-to-collapse roof rocks (based on the example of mines in the Kuangnin coal basin). Zapiski Gornogo instituta. 2022;(257):795-806. (In Russ.). DOI: 10.31897/PMI.2022.72.
  17. Зыков В.С., Лазаревич Т.И. Классификация динамических явлений в угольных шахтах // Уголь. 2016;(11):47-53. DOI: 10.18796/0041-5790-2016-11-47-53. Acknowledgements The research was carried out within the state assignment of Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (FSRW-2026-0003).

For citation

Shvankin M.V., Bondarev A.V., Aushev E.V., Datskevich N.Yu., Sidorov M.S. Activation of technogenic seismicity during stoping operations when approaching the boundaries of discontinuous faults. Ugol’. 2026;(8): 90-98. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2026-8-90-98.

Paper Info
Received: July 2, 2026
Reviewed: July 17, 2026
Accepted: July 30, 2026
SPECIAL ISSUE




Hot from the press
Partners

“UGOL'” Journal Edition LLC
Leninsky Prospekt, 2А, office 819 Moscow, 119049, Russian Federation
phone/fax: +7 (499) 237-22-23
E-mail: ugol1925@mail.ru
www.ugolinfo.ru
Copyright © 2026 All Rights Reserved