Геофизические исследования массива горных пород в условиях подземного рудника

Геофизические методы исследования массива горных пород являются одним из наиболее эффективных способов решения различных задач в горном деле и широко применяются в горной, газовой и нефтяной промышленности, а также в науке. Они позволяют дистанционно вести поисково-оценочные работы, выявлять структурные неоднородности, пустоты, зоны контактов различных сред в массиве горных пород с достаточно высокой точностью. В статье представлены исследования и сравнительный анализ геофизических методов георадарного зондирования и спектрального сейсмопрофилирования в условиях подземного рудника с определением допустимых задач, на решение которых данные методы способны. В комплексных геофизических исследованиях были применены методы спектрального сейсмопрофилирования и георадарного зондирования в условиях подземного рудника. Измерения проводились для поиска разных объектов и под разным углом к искомому объекту. Использование геофизических методов позволило обнаружить металлический полок под насыпной горной массой с выделением границ двух ярусов полка при проведении вертикально направленных измерений. Во время поиска нижележащей выработки в массиве при проведении в 20 метрах от ствола вертикально направленных геофизических измерений выявлено изменение амплитуды сейсмосигнала на глубине около 55 м, что совпадает с фактическим расположением искомой выработки. При проведении измерений в массиве горных пород под углом к искомому объекту достаточно явные границы пустот не обнаружены.

Ключевые слова: георадар, геофизические исследования в подземных условиях, ствол шахты, массив, пустоты, спектральное сейсмопрофилирование.
Как процитировать:

Харисов Т.Ф., Мельник В.В., Харисова О.Д., Замятин А.Л. Геофизические исследования массива горных пород в условиях подземного рудника // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 3-1. — С. 255–263. DOI: 10.25018/02361493-2020-31-0-255-263.

Благодарности:

Работа выполнена в рамках Госзадания № 075—00581—19—00 Тема № 0405—2019—0007.

Номер: 3
Год: 2020
Номера страниц: 255-263
ISBN: 0236-1493
UDK: 550.8.05
DOI: 10.25018/0236-1493-2020-31-0-255-263
Дата поступления: 21.11.2019
Дата получения рецензии: 12.02.2020
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 20.03.2020
Информация об авторах:

Харисов Тимур Фаритович1 — канд. техн. наук, старший научный сотрудник лаборатории геомеханики подземных сооружений, доцент кафедры шахтного строительства,
Мельник Виталий Вячеславович1 — канд. техн. наук, заведующий отдела геомеханики
Харисов Ольга Дмитриевна1 — научный сотрудник лаборатории сдвижения горных пород,
Замятин Алексей Леонидович1 — научный сотрудник лаборатории технологии снижения риска катастроф при недропользовании.
1 Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН), 620075 г. Екатеринбург, ГСП-219, Мамина-Сибиряка 58.

 

Контактное лицо:

Харисов Т.Ф. e-mail: Timur-ne@mail.ru.

Список литературы:

1. Андрианов С.В. Мониторинг состояния заобделочного пространства горных выработок методом георадиолокации // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2019. — № 5. — С. 124—132.

2. Гапонов Д.А., Фоменко Л.Н., Шеремет Р.Д. Применение георадара для контроля качества закрепления грунтов // Инженерный вестник Дона. — 2016. — № 3 (42). — С. 68—71.

3. Серегин М.Ю. Перспективы развития георадиолокации // Наука и бизнес: пути развития. — 2012. — № 5 (11). — С. 70—72.

4. Носкевич В.В., Федорова Н.В. Использование метода георадиолокации для исследований древнего медного рудника «Воровская яма» на Южном Урале // Известия Уральского государственного горного университета. — 2018. — № 4 (52). — С. 61—67.

5. Калашник А.И., Дьяков А.Ю. Георадарное исследование геолого-структурного строения рабочего уступа карьера // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. — 2015. — № 6. — С. 73—78.

6. Fischanger F., Morelli G., Ranieri G., Santarato G., Occhi M. 4D crossborehole electrical resistivity tomography to control resin injection for ground stabilization: a case history in Venice (Italy) // Near Surface Geophysics, 2013, Vol. 11, pp. 41—50.

7. Santarato G., Ranieri G., Occhi M., Morelli G., Fischanger F., Gualerzi D. Threedimensional Electrical Resistivity Tomography to control the injection of expanding resins for the treatment and stabilization of foundation soils // Engineering Geology, 2011, Vol. 119, pp. 18–30.

8. Elsayed I.S., Alhussein A.B., Gad E., Mahfooz A.H. Shallow Seismic Refraction, TwoDimensional Electrical Resistivity Imaging, and Ground Penetrating Radar for Imaging the Ancient Monuments at the Western Shore of Old Luxor City, Egypt // Archaeological Discovery, 2014, Vol. 2, № 2, pp. 31—43.

9. Conyers L.B. Ground-penetrating Radar for Geoarchaeology // Analytical Methods in Earth and Environmental Science N.Y.: Wiley, 2016, 160 p.

10. Dafflon B., E. Leger, F. Soom, C. Ulrich, J.E. Peterson, S.S. Hubbard. Quantification of arctic soil and permafrost properties using Ground Penetrating Radar // Proc. of 16th International Conference of Ground Penetrating Radar in The Hong Kong, 2016.

11. Харисов Т.Ф., Замятин А.Л., Ведерников А.С. Особенности ликвидации ствола шахты им. С.М. Кирова Турьинского медного рудника // Проблемы недропользования. — 2015. — № 2 (5). — С. 19—24.

12. Далатказин Т.Ш. Харисов Т.Ф., Исследование последствий затопления подземного рудника на селитебной территории // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2019. — № 2. — С. 38—51.

13. Мельник В.В., Замятин А.Л. Исследование структурных особенностей массива горных пород подземных сооружений // Известия вузов. Горный журнал. — 2008. — № 8. — С. 165—171.

14. Мельник В.В. Применение метода спектрального сейсмопрофилирования для оценки геомеханического состояния массива горных пород вокруг шахтных выработок // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2005. — № 10. — С. 69—74.

15. Гликман А.Г. Применение спектрально-сейсморазведочного профилирования (ССП) для поисков месторождений полезных ископаемых // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. — 2001. — № 3. — С. 31—35.

16. Набатов В.В. Повышение эффективности георадиолокационного обследования конструкций тоннелей метрополитенов за счет уменьшения помехового влияния прямой волны // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2014. — № S1. — С. 43—55.

17. Warren C., Giannopoulos A., Giannakis I. An advanced GPR modelling framework: The next generation of gprMax // IEEE, 2015. — An advanced GPR modelling framework. — pp. 1—4.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.