Авторы: С.М. Простов, Н.Ю. Никулин

Название статьи: Георадиолокационный мониторинг при укреплении грунтовых оснований горнотехнических сооружений в Кузбассе

Год: 2015, Номер: 5, Страницы: 11-18

Отрасль знаний: Науки о Земле

Индекс УДК: 550.857 : 624.130

DOI: -

Аннотация: Существующие методики георадиолокации не в полной мере обеспечивают рациональные режимы и требуемую информативность при интерпретации радарограмм, не адаптированы к решению задач локации ослабленных зон в естественных и техногенных массивах и оценки качества их укрепления физико-химическими методами. Цель работы: обоснование и разработка методического обеспечения георадиолокационного мониторинга укрепляемых оснований горнотехнических сооружений, обеспечивающего повышение информативности локации ослабленных зон и контроля процессов укрепления массива для снижения затрат на проведение горно-строительных работ. Методы исследований: классические методы электродинамики и электроразведки, лабораторные исследования физико-механических свойств горных пород, производственные геолого-маркшейдерские и геофизические исследования, включающие георадиолокационный мониторинг, камеральную обработку данных, статистический анализ баз данных. Поскольку глубинность и разрешающая способность зондирования, нелинейно зависящие от удельного электрического сопротивления ρ и относительной диэлектрической проницаемости ε, убывают с ростом частоты, в качестве критерия эффективности режима георадиолокации целесообразно использовать функцию F, учитывающую оба этих фактора. Частота зондирования, соответствующая экстремуму функции F, нелинейно зависит от отношения ρ/ε. Подбор центральной частоты антенного блока геолокатора в диапазоне 80–240 МГц с помощью разработанного циклического алгоритма обеспечивает повышение информативности мониторинга до 30 %. Повышение точности георадиолокационного мониторинга укрепляемых оснований сооружений достигается построением интегрированных радарограмм, аналогичных геоэлектрическим разрезам, с помощью алгоритма, включающего разбиение поля на элементы заданных размеров и суммирование измеренных сигналов в пределах этих элементов, а также комплексным алгоритмом, включающим зональную частотную фильтрацию, определение истинной глубины зондирования, формирование поглубинных срезов, вертикальных и горизонтальных геоэлектрических разрезов и объёмных моделей ослабленных зон на основе данных геолого-геофизического мониторинга. На примерах мониторинга техногенных оснований надшахтного сооружения, железнодорожного пути, галереи обогатительной установки, тоннеля глубокого заложения установлено, что основными причинами формирования ослабленных зон являются разуплотнение насыпных грунтов и их локальное влагонасыщение. Данные зоны диагностируются по радарограммам с использованием следующих методик: фиксированием дополнительных зон проникновения инъекционного раствора как электрически контрастной среды; построением погоризонтных срезов и геоэлектрических разрезов путем совмещения с результатами инверсии ВЭЗ и статических зондирований; построением трёхмерных моделей по нескольким срезам. Полученная информация является эффективным дополнением традиционного геолого-геофизического мониторинга, при этом необходимый объем буровых работ может быть снижен на 10–15 %. П

Ключевые слова: георадиолокация укрепление грунтов электромагнитные свойства напорная инъекция электрохимическое закрепление

ЦИТИРОВАНИЕ СКАЧАТЬ