Создание систем управления базами данных для хранения и обработки информации о мониторинге радона в Северомуйском тоннеле

УДК 504:57А

СОЗДАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ О МОНИТОРИНГЕ РАДОНА В СЕВЕРОМУЙСКОМ ТОННЕЛЕ

К.А.Пальцева1

Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Изложены результаты обследования на радон Северомуйского тоннеля на БАМе, дана их систематизация в СУБД. Установлено, что источником радона в аномальных зонах являются насыщенные этим газом подземные воды, поступающие в транспортно-дренажную штольню из разгрузочных скважин и трещин в стенах выработки. Восточная и Западная зоны аномальных концентраций радона, наблюдавшиеся в транспортно-дренажной штольне летом, сдвинуты зимой в центральную часть выработки. Также рассмотрены структура базы данных по радону в Северомуйском железнодорожном тоннеле и запросы на выборку данных по различным параметрам. Ил. 7. Библиогр. 3 назв.

Ключевые слова: радон; транспортно-дренажная штольня; база данных; визуализация данных.

CREATION OF DATA BASE CONTROL SYSTEMS (DBCS) FOR STORING AND PROCESSING INFORMATION ON

RADON MONITORING IN SEVEROMUISK TUNNEL

K.A.Paltseva

National Research Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.

The author presents the results of the investigation of Severomuisk tunnel at BAM for radon and their systematization in DBCS. It is established that the source of radon in anomalous zones are underground waters saturated with radon, which come into a transport culvert from discharging holes and cracks in the walls of the excavation. Eastern and Western zones of anomalous radon concentrations observed in the transport culvert in summer, are shifted to the central part of the excavation in winter. Also the author examines the structure of the database for radon in the Severomuisk railway tunnel and queries on data access by different parameters. 7 figures. 3 sources.

Key words: radon; transport culvert; database; visualization of data.

Радон - самый тяжелый из благородных газов, которые раньше называли инертными газами. Он не имеет ни запаха, ни вкуса, прозрачен и бесцветен. Опасность радона для человека заключается в том, что он попадает в организм человека при дыхании и может вызвать пагубные для здоровья последствия, прежде всего - рак легких. При этом не так опасен сам радон, как дочерние продукты его распада (ДПР): Б1-214, РЬ-214, Ро-216. Плотность радона при 0°С равна 9,81 кг/м3, то есть почти в 8 раз больше плотности воздуха. Поэтому радон накапливается в подвалах, горных выработках, пещерах, тоннелях и т.п. Радон легко подвижен и атмосферными потоками переносится на большие расстояния, он также хорошо растворим в воде и перемещается вместе с грунтовыми и поверхностными водами [1].

Мониторинг радона в Северомуйском железнодорожном тоннеле проводится с 2003 года после ввода его в эксплуатацию. Актуальность обследований связана с большим количеством людей, занятых в эксплуатации тоннеля. В данной статье рассматриваются обследования 2004, 2005, 2006 и 2009 гг.

На рис. 1 изображены схематические разрезы Северомуйского тоннеля. Пикетаж тоннеля разбит на две части: с западного портала от ПК 65 до ПК 0 - западное плечо и от ПК 0 до ПК 89 восточного портала -

восточное плечо. Тоннель имеет 4 шахтных ствола, которые эксплуатировались при строительстве, а в настоящее время используются для обеспечения системы вентиляции в тоннеле [2].

В 2004 году с целью аттестации рабочих мест персонала, обслуживающего Северомуйский железнодорожный тоннель, Восточно-Сибирским филиалом государственного учреждения здравоохранения «Федеральный центр гигиены и эпидемиологии по транспорту» было проведено обследование Северомуйского железнодорожного тоннеля на радон. В результате было сделано заключение, что радиационно-гигиеническая обстановка по значениям эквивалентной равновесной активности радона (ЭРОА) в воздухе выработки не соответствует нормативу НРБ-99 (п.4.2) - не более 310 Бк/м3.

В 2005 году Восточно-Сибирским филиалом государственного учреждения здравоохранения «Федеральный центр гигиены и эпидемиологии по транспорту» в содружестве с ГОУ ВПО «Иркутский государственный медицинский университет» были проведены повторные работы с целью обоснования оздоровительных мероприятий для работников, осуществляющих эксплуатацию Северомуйского железнодорожного тоннеля. В результате обследования было установлено, что концентрация радона и ДПР в воздухе транс-

1Пальцева Ксения Александровна, аспирант, тел.: 89021779482, e-mail: paltseva_ka@bk.ru

Paltseva Ksenia Alexandrovna, postgraduate student, tel.: 89021779482, e-mail: paltseva_ka@bk.ru

Рис.1. Схематические разрезы Северомуйского тоннеля: а - продольный геологический разрез; б - поперечный разрез, показывающий взаимное расположение транспортного тоннеля, транспортно-дренажной штольни

и соединяющих их выработок

портного тоннеля (ТТ) и транспортно-дренажной штольни (ТДШ) достигают значений, значительно превышающих предусмотренные действующими нормами радиационной безопасности [3].

В 2006 году лабораторией радиационного контроля (ЛРК) Иркутского государственного технического университета по договору с Иркутским государственным университетом путей сообщения проводилось контрольное обследование Северомуйского тоннеля с целью районирования ТТ и ТДШ по степени радоно-опасности, выявления мест с наибольшей концентрацией радона и ДПР, установления и локализации источников поступления радона в горные выработки. Обследование Северомуйского тоннеля проводилось в два этапа - летний (август) и зимний (декабрь), при разных режимах работы системы вентиляции.

Данные контрольного обследования 2006 года подтвердили результаты, полученные в 2004 и 2005 годах - радона в Северомуйском тоннеле аномально

много (намного больше, чем в 2004 году). Было установлено, что концентрация радона в ТДШ намного больше, чем в ТТ. Это связано с тем, что грунтовые воды, насыщенные растворенным радоном, отводятся от тоннеля в штольню, а также за счёт более эффективного удаления эманаций системой вентиляции в ТТ и проходящими по тоннелю поездами. Поэтому далее рассматривается ситуация в транспортно-дренажной штольне.

Летом 2009 года Восточно-Сибирским филиалом государственного учреждения здравоохранения проводилось очередное обследование Северомуйского тоннеля на радон (рис. 2). Результаты обследования показали, что радона в Северомуйском тоннеле в этом году стало еще больше, чем в предыдущие годы и связано это, очевидно, с большим поступлением подземных вод в выработку, чем в прежние годы.

Анализ результатов летних исследований распределения радона в ТДШ (рис. 2) показал, что:

ПК 191

200-1 - 2005 ' 2006 •  ." <'> | ^ - ^иы нпевн^ радовв в ек^нои пробе

Рис. 2. Эквивалентная равновесная объемная активность радона в воздухе ТДШ в летний период

• источником радона в аномальных зонах являются насыщенные этим газом подземные воды, поступающие в штольню из разгрузочных скважин и трещин в стенах выработки;

• аномальные зоны ЭРОА радона в ТДШ находятся у восточного (ПК36 - ПК84) и западного (ПК51 - ПК61) порталов тоннеля и связаны с зонами разгрузки подземных вод, насыщенных радоном;

• летняя схема работы системы вентиляции не справляется с удалением радона из ТДШ. Обследование дренажной штольни в зимнее время (рис. 3) показало, что:

• концентрация радона в ТДШ в зимний период, хотя в целом несколько ниже, чем летом, но остается аномально высокой. Это объясняется меньшим поступлением дренажных вод в горные выработки зимой, другой схемой работы системы вентиляции и частотой прохождения поездов по тоннелю;

• в ТДШ аномальные зоны ЭРОА радона, наблюдавшиеся летом, сдвинуты в центральную часть выработки;

• зимняя схема работы системы вентиляции также

не справляется с удалением радона из штольни.

За все годы обследований накопилось большое количество информации, которая хранилась в базе данных (БД) на основе MS Excel. Однако эта база данных не в полной мере удовлетворяет необходимым требованиям. Во-первых, сама структура БД не оптимальна. Во-вторых, исходя из того, что в дальнейшем база данных будет основой для визуализации данных в ГИС-инструментарии, сама среда разработки MS Excel не удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к ГИС. В связи с этим возникла необходимость в выборе базы данных, которая могла бы удовлетворить все предъявляемые к ней требования. В качестве такой СУБД выбрана программа MS Access (рис. 4). Главные преимущества этой программы в том, что MS Access имеет удобный интерфейс, может работать с большинством форматов файлов БД, электронных таблиц и текстов, тесно интегрирован с MS Office. Одно из немаловажных преимуществ MS Access в том, что почти любой современный ГИС-инструментарий имеет встроенный инструмент, позволяющий без труда подключать базу данных в формате *.mdb.

Рис. 3. Эквивалентная равновесная объемная активность радона в воздухе ТДШ в зимний период

J СМТрадон : база данных {формат Access 2000)

Рис.4. База данных в MS Access

Рис. 5. Таблицы базы данных

Рис. 6. Запросы базы данных по году измерения

Введите значение параметра ? [24 Введите значение параметра ?

Введите наименьшее значение ЭРОА Введите наибольшее значение ЭРОА

31 о| 1240

I Поиск по значениям ЭРОА : запрос на выборку

Napravlenie РК X Y Year | Period EROA

ЗП 29 26553,653330 49685,972047 2005 лето 680

ЗП 28 26637,816663 49739,715059 2005 лето 620

ЗП 27 26721,979996 49793,458071 2005 лето 635

ЗП 26 26806,143328 49847,201083 2005 лето 440

ЗП 24 26974,469994 49954,687107 2005 лето 358,5

ЗП 23 27058,633326 50008,430118 2005 лето 330

ЗП 6 27851,688806 49103,235731 2005 лето 336,5

ЗП 5 27937,415205 49157,643765 2005 лето 311

вп 3 27002 48566 2005 лето 341,5

вп 4 27085,632603 48618,696882 2005 лето 393

вп 5 27169,665205 48671,393765 2005 лето 388,5

Рис.7. Пример запроса по запрашиваемым значениям ЭРОА радона

В качестве единицы хранения информации об измерениях радона в атмосфере и воде тоннеля используются таблицы. В данной базе данных имеются таблицы, в которых содержатся результаты всех годов обследования тоннеля на радон, а именно - направ-

ление (восточное или западное), номера пикетов, координаты пикетов, год измерения радона, период (летний или зимний), ЭРОА радона (рис. 5).

Для визуализации информации в БД созданы запросы на выборку данных по следующим параметрам:

по году обследования радона в атмосфере, по виду анализа (измерения радона в воздухе и воде) (рис. 6). Для элементарной статистической обработки создан запрос, который дает возможность автоматически отбирать участки, где значения ЭРОА радона, например, выше нормы (рис. 7).

В результате проведенных работ были сделаны

• создано полноценное хранилище данных по радону в Северомуйском тоннеле;

• реализована возможность автоматически отбирать участки по запрашиваемым значениям ЭРОА радона;

• база данных является основой для визуализации данных по радону в ГИС-инструментарии.

следующие выводы:

Библиографический список

1. Несмеянов А.Н. Радиохимия. М.: Химия, 1972. 3. Нормы радиационной безопасности НРБ - 99 (СП

2. Быкова Н.М., Шерман С.И. Северо-Муйский тоннель - из 2.6.1.758-99). М., 2000. 119 с. XX в XXI век. Новосибирск: Наука, 2007. 186 с.

УДК [553.98(47)]

ГЕОДИНАМИКА ОКРАИН СИБИРСКОГО И СЕВЕРО-АЗИАТСКОГО КРАТОНОВ И ПОЛОЖЕНИЕ ПАЛЕООЧАГОВ ГЕНЕРАЦИИ УГЛЕВОДОРОДОВ

Л.А.Рапацкая1, А.Н.Иванов2

Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Рассмотрены закономерности и модели формирования месторождений углеводородов в различных геодинамических обстановках. По данным предыдущих исследований установлена связь между палеоочагами генерации углеводородов и структурами их скопления. Высказаны предположения о времени образования нефтегазоносных месторождений. Ил. 4. Табл. 2. Библиогр. 4 назв.

Ключевые слова: геодинамика; модели месторождений УВ; нефтегазоносные ба^ейны; палеоочаги УВ.

GEODYNAMICS OF THE MARGINS OF SIBERIAN AND NORTH ASIAN CRATONS AND THE LOCATION OF PA-LEOFOCUSES OF HYDROCARBON GENERATION L.A. Rapatskaya, A.N. Ivanov

National Research Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.

The authors consider the regularities and formation models of hydrocarbon deposits in different geodynamic conditions. The data of previous studies allowed to establish a connection with paleofocuses of hydrocarbon generation and the structures of their cluster. The authors make an assumption on the formation time of the oil and gas fields. 4 figures. 2 tables. 4 sources.

Key words: geodynamics; models of hydrocarbon deposits; oil and gas basins; hydrocarbon paleofocuses.

Становление новой парадигмы эволюции литосферы - тектоники литосферных плит заставило пересмотреть теоретические воззрения на условия образования и миграции углеводородов (УВ). Согласно мобилистской концепции, генерация УВ могла происходить в различных геодинамических обстановках: в областях устойчивого и длительного прогибания с накоплением мощных осадочных толщ; в узких, линейно вытянутых рифтовых бассейнах с особым геодинамическим режимом; в зонах столкновения лито-сферных плит, где процессы субдукции на конечных этапах переходили в субдукционно-обдукционные. По мнению В.П. Гаврилова, наиболее благоприятными моделями для генерации УВ являются рифтогенная и

субдукционно-обдукционная (аккреционно-коллизионная) [1]. Такие же идеи еще в 1984 году высказывал В.Е. Хаин, подразделявший все нефтегазоносные бассейны (НГБ) на деструкционные, коллизионные и конструкционные.

Деструкционные бассейны сформировались в условиях растяжения внутри континентального или ок-раинно-континентального рифтогенеза. В коллизионных бассейнах начальные стадии характеризуются растяжением, а конечные - сжатием в результате столкновения окраин континентов и островных дуг с образованием краевых прогибов, зон шарьяжных перекрытий в складчатых горных сооружениях. Конструкционные бассейны возникают только в условиях

1Рапацкая Лариса Александровна, кандидат геолого-минералогических наук, профессор кафедры геологической съемки, поисков и разведки МПИ, e-mail: Rapatskya L.A.@istu.edu

Rapatskaya Larisa Alexandrovna, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, professor of the chair of Surveying, Search and Prospecting for Mineral Resources, e-mail: Rapatskya LA@istu.edu

2Иванов Александр Николаевич, доктор геолого- минералогических наук, профессор кафедры геологической съемки, поисков и разведки МПИ, e-mail: Ivanov A.N.@istu.edu

Ivanov Alexander Nikolaevich, Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, professor of the chair of Surveying, Search and Prospecting for Mineral Resources, e-mail: Ivanov AN@istu.edu