Методика диагностики автомобильной дороги на оползневом участке угольного разреза

© А.Л. Замятин, 2016

УДК 622.83

А.Л. Замятин

МЕТОДИКА ДИАГНОСТИКИ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ НА ОПОЛЗНЕВОМ УЧАСТКЕ УГОЛЬНОГО РАЗРЕЗА

Рассмотрена методика диагностики автомобильной дороги на участке недропользования, находящегося в зоне влияния оползневых процессов угольного разреза. Приведены результаты геофизических исследований геомеханических условий борта разреза в районе образования оползня, структурно-тектонического строения массива горных пород до глубины 30 м и 120 м. Ключевые слова: оползневые процессы, автомобильная дорога, угольный разрез.

Безопасная эксплуатация объектов недропользования подразумевает постоянный контроль над массивом горных пород. Разработка угольного разреза включает в себя не только отработку уступов, но и эксплуатацию путепроводов обеспечивающих непрерывную и безопасную отработку угольного разреза. Повреждение некоторых путепроводов, таких как, автомобильная или железная дорога, трубопроводов по откачке воды со дна карьера, может привести к полному или частичному прекращению эксплуатации объекта недропользования. Перенос путепроводов, из зоны охваченной влиянием оползневых процессов, может повлечь за собой дополнительные финансовые и трудовые расходы, что в конечном итоге негативно скажется на эксплуатации объекта недропользования.

Участок исследований находится на западном борту Волчан-ского угольного разреза, между северной и южной залежью. При отработке месторождения разрез был представлен двумя карьерами (Южная и Северная залежи). Карьеры были разделены перемычкой, находящейся в районе оползневого участка. Концентрация напряжений в массиве горных пород разгружалась в карьерное пространство с образованием в перемычке между карьерами области повышенных напряжений, за счет этого массив на данном участке был приведен в дезинтегрированное состояние. Дополнительным фактором, активизирующим оползневые процессы на данном участке, является подработка

контакта между слоями аргиллитов и песчаников, полого падающего в сторону подрабатываемого массива и обладающего минимальными значениями удельного сцепления по контакту.

Для изучения оползневого участка был проведен комплекс геофизических исследований направленных на изучение геомеханических условий северо-западного борта разреза в районе образования оползня. Комплексирование методов позволяет повысить достоверность полученных результатов путем их сравнения и взаимного дополнения [1, 2].

Для получения наиболее полной информации об исследуемом массиве проведены полевые инженерно-геофизические работы по уточнению структурно-тектонического строения массива горных пород до глубины 120 м методом спектрального сейсмопрофилирования (ССП), до глубины 30 м методом георадарного зондирования и площадные исследования методом срединного градиента (МСГ).

Обобщенные результаты геофизических исследований приведены рисунке. На нем показаны зоны ослабленных пород, выделяемые по результатам комплексного рассмотрения использованных геофизических методов.

Аппаратурно-методический комплекс ССП позволяет выявлять зоны тектонических нарушений (ЗТН), а также зоны повышенной трещиноватости. В основе прогнозирования надежности и безопасной эксплуатации объектов недропользования с помощью метода ССП лежит принцип уменьшение несущей способности грунта есть следствие увеличения нарушенности пород, которое происходит в зонах тектонических нарушений. Процесс увеличения нарушенности пород в зонах разрывных тектонических нарушений идет снизу вверх, с очень больших глубин. Зоны повышенной трещиноватости формируются в результате разного рода подвижек. В первую очередь, источником и стимулятором постоянно протекающих микроподвижек в осадочных породах являются находящиеся в породах кристаллического фундамента тектонические нарушения. В связи с этим, метод ССП оказался инструментом, с помощью которого могут выявляться зоны тектонических нарушений [3].

Электроразведочные работы на исследуемом участке производились методом срединного градиента (МСГ) для изучения площадного геологического и структурно-тектонического строения.

В основу интерпретации геоэлектрических параметров для построения геологического разреза положены многочислен-

Обобщенные результаты геофизических исследований

1 : - зона тектонических нарушений

- зона отрывных нарушений

- зоны разрушенных пород

ные параметрические наблюдения, материалы предыдущих электроразведочных работ и справочные данные. Метод серединного градиента (МСГ) позволяет на конкретном разносе питающих электродов «А» и «В», неизменном на протяжении всего процесса измерений, изучить распределение удельного электрического сопротивления по площади. Полученные на местности разности потенциалов пересчитываются в параметр кажущегося удельного электрического сопротивления [4]. Рассчитанные значения кажущегося удельного электрического сопротивления выносятся на план требуемого масштаба, где в изолиниях строится карта распределения кажущегося удельного электрического сопротивления, на которой выявляются зоны высокого и низкого относительно друг друга сопротивления в геологическом и гидрогеологическом отношении являющиеся различными по составу и строению горные породы, объединенные в пласты, зоны, дайки, контакты.

Основой метода радиолокации является отражение электромагнитной волны от границ между средами, имеющими различные электрические свойства. Расположенная на поверхности земли передающая антенна излучает импульс радиоволн. Проходя в землю через приповерхностные слои, некоторая часть энергии волны отражается от границ между слоями и устремляется обратно к поверхности, а остальная часть энергии проникает глубже. Использование метода георадилокации позволяет определить наличие пустот и участки повышенной увлажненности массива горных пород [5].

В целом по полученным результатам геофизических исследований можно сделать вывод, что исследованный участок массива представлен частично или полностью разрушенными породами.

Анализ ранее выполненных работ по оценке устойчивости оползневого участка борта разреза на участке расположения автодороги Карпинск — Волчанск и проведенные в рамках данной работы геофизические исследования, позволяют сделать следующее заключение по развитию оползневых процессов и возможности дальнейшей эксплуатации участка автодороги:

• Исследуемый оползень на сегодняшний момент находится в стадии прогрессирующего разрушения, вероятность схода тела оползня достаточно велика, происходит дальнейшее развитие оползня с вовлечением в процесс обрушения приборто-вого массива, включая участок автодороги.

• В результате проведенных геофизических исследований тела оползня установлено, что породы находятся в дезинтегрированном состоянии, это существенно ухудшает их прочностные свойства и, как следствие, устойчивость борта разреза.

• Эксплуатацию автодороги Карпинск — Волчанск, соединяющий «Волчанск-Южный» и «Волчанск-Северный» в существующих границах производить нельзя, необходимо обеспечить вынос автодороги за границы опасных деформаций.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Усанов С.В., Мельник В.В., Замятин А.Л. Мониторинг трансформации структуры горного массива под влиянием процесса сдвижения // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2013. - № 6. - С. 83-89.

2. Замятин А.Л. Исследование состояния массива горных пород при строительстве и эксплуатации объектов недропользования // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2011. - № S11 -С. 100-106.

3. Замятин А.Л. Исследование геодинамической активности геофизическими методами // Горный журнал. - 2012. - № 6 - С. 312-315.

4. Замятин А.Л. Экспериментальные исследования состояния массива горных пород на объектах недропользования // Проблемы недропользования. - 2014. - № 2 - С. 29-33.

5. Замятин А.Л. Повышение информативности исследования геологической среды на основе георадарного зондирования // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. - № 6 - С. 130— 132. Œ233

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Замятин Алексей Леонидович - младший научный сотрудник, e-mail: A.zamyatin@mail.ru, Институт горного дела УрО РАН.

udc 622.83 A.L. Zamyatin

DIAGNOSTIC METHOD HIGHWAYS ON LANDSLIDES COAL CUT

In the article the - method of diagnosis of the road in the area of subsoil use, located in the zone of influence of landslide processes coal cut. The results of geophysical surveys geomechanical conditions of the open pit in the area of education of the landslide, structural-tectonic structure of a rock mass to a depth of 30 m and 120 m. Key words: landslide processes, road, coal cut.

AUTHOR

Zamyatin A.L., Junior Researcher, e-mail: A.zamyatin@mail.ru, Institute of Mining of Ural Branch of Russian Academy of Sciences, 620219, Ekaterinburg, Russia.

REFERENCES

1. Usanov S.V., Mel'nik V.V., Zamyatin A.L. Fiziko-tekhnicheskieproblemy razrabotki poleznykh iskopaemykh. 2013, no 6, pp. 83—89.

2. Zamyatin A.L. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2011, no S11, pp. 100-106.

3. Zamyatin A.L. Gornyy zhurnal. 2012, no 6, pp. 312-315.

4. Zamyatin A.L. Problemy nedropol'zovaniya. 2014, no 2, pp. 29-33.

5. Zamyatin A.L. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2006, no 6, pp. 130-132.

A

ОТДЕЛЬНЫЕ СТАТЬИ

ГОРНОГО ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО БЮЛЛЕТЕНЯ

АНАЛИЗ АВАРИЙНОСТИ И ТРАВМАТИЗМА НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Гаязов Рустам Рашитович - генеральный директор, Знаемский Юрий Анатольевич - начальник лаборатории, Кадысев Владимир Степанович - руководитель НТО, Лопатин Владимир Иванович - ведущий инженер, Маринин Илья Алексеевич - начальник отдела экспертизы, ООО «ЮТАР».

Определены классы опасности для объектов нефтегазового производства. На основе статистической информации сделаны выводы о динамике и наиболее частых причинах аварий и травматизма, в том числе, смертельного, на опасных производственных объектах нефтехимической, нефтегазоперерабатывающей промышленности и нефтепродуктообеспечения. Анализ проводился по фактам происшествий 2012-2014 гг.

Ключевые слова: нефтехимическая промышленность, нефтегазоперераба-тывающая промышленность, нефтепродуктообеспечение, аварийность, травматизм, опасный объект производства.

ANALYSIS OF ACCIDENTS AND INJURIES PETROCHEMICAL INDUSTRY

Gayazov R.R.1, General Director,

Sremski Yu.A. Head of Laboratory,

Kadyshev V.S. \ Head of STS,

Lopatin V.I. Leading Engineer,

Marinin I.A. Chief of Department of Examination,

LLC «OUTER», Russia.

Risk classes are defined for objects of oil and gas production. On the basis of statistical information, the conclusions about the dynamics and the most frequent causes of accidents and injuries, including deadly, on dangerous industrial objects petrochemical, oil and gas industries and oil product supply. The analysis was conducted on the facts of the incident 2012-2014.

Key words: petrochemical industry, oil and gas industry, petroleum product, accidents, injuries, dangerous production object.