Геомаркетинг » ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕОРАДАРА ПРИ ОБСЛЕДОВАНИИ ОСНОВАНИЙ НАДШАХТНЫХ ЗДАНИЙ КАЛИЙНЫХ РУДНИКОВ

DOI: 10.25296/2221-5514-2021-13-4-80-91

ПРИОБРЕСТИ ПОЛНУЮ ВЕРСИЮ за 250 руб.

“Геотехника”, Том XIII, № 4/2021

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕОРАДАРА ПРИ ОБСЛЕДОВАНИИ ОСНОВАНИЙ НАДШАХТНЫХ ЗДАНИЙ КАЛИЙНЫХ РУДНИКОВ

Царев Р.И., Тарасов В.В., Жуков А.А., Пригара А.М.

Царев Р.И., Тарасов В.В., Жуков А.А., Пригара А.М., 2021. Опыт применения георадара при обследовании оснований надшахтных зданий калийных рудников. Геотехника, Том ХIII, № 4, с. 80–91, https://doi.org/10.25296/2221-5514-2021-13-4-80-91.

Важнейшим элементом, влияющим на устойчивость шахтных эксплуатационных копров и вертикальных стволов в целом, являются их устья. Шахтный эксплуатационный копер — это строительная конструкция, установленная над шахтными стволами, предназначенная для установки направляющих (копровых) шкивов, направляющих проводников, разгрузочных кривых для скипов и опрокидных клетей, а также крепления посадочных устройств, клетей и другого оборудования. В мировой практике горнодобывающей промышленности нередки случаи частичного или полного разрушения устьев шахтных стволов, наклона и падения копров, что является аварийной ситуацией, требующей срочной ликвидации последствий. С целью предотвращения
аварийных ситуаций проводится постоянный (как правило, визуальный) контроль за состоянием шахтных копров, устьев шахтного ствола и сооружений пристволового двора. В статье рассмотрен опыт применения инструментальных исследований для обнаружения различных аномалий в строении закрепного пространства в основании шахтного копра в районе устья ствола. Предпосылкой для проведения инструментальных исследований является потеря давления воздушной струи, идущей из ствола шахты и образование полостей под бетонным полом, приводящее к снижению несущей способности участков крепи устья вследствие образования пустот. Причиной этого является негерметичность крепи в районе надшахтных сооружений копровой части в устье ствола. Для определения каналов и пустот, по которым может происходить утечка воздуха, проведены георадарные исследования. В ходе работ выполнен сравнительный анализ результатов, полученных при регистрации антеннами с центральными частотами 200, 400, 900 и 1600 МГц. На радарограммах выявлены признаки, указывающие на присутствие неоднородностей в основании надшахтного сооружения, которые проявляются на радарограммах повышением амплитуды записи и возникновением дифрагированных волн. В местах выхода полостей на поверхность выделенные аномалии были заверены, что свидетельствует о корректности интерпретации и выбранных признаков в целом.

1. Владов М.Л., Старовойтов А.В., 2004. Введение в георадиолокацию. Изд-во МГУ, Москва.
2. Голдин С.В., 2010. Аварийные ситуации в районе расположения устьев вертикальных стволов. Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, с. 313–322.
3. Жуков А.А., 2017. Адаптация методов георадиолокации и ультразвуковой томографии для решения горно-геологических задач в условиях калийных месторождений (на примере Верхнекамского месторождения солей). Дис. … канд. техн. наук, Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича УрO РАН, Екатеринбург.
4. Жуков А.А., Пригара А.М., Тарасов В.В., Царев Р.И., 2014. Комплексная диагностика состояния бетонной крепи шахтных стволов калийных рудников. Горный журнал, № 4, с. 81–87.
5. Калмыков Е.П., 1960. Сооружение устьев шахтных стволов. Госгортехиздат, Москва.
6. Старовойтов А.В., 2008. Интерпретация георадиолокационных данных. Изд-во МГУ, Москва.
7. Тарасов В.В., Пестрикова В.С., Русаков М.И., 2021. Жизненные циклы комплекса сооружений шахтных стволов Верхнекамского месторождения. Наука, Новосибирск.
8. Baghbadorani A.A., Hole J.A., Baggett J., Ripepi N., 2021. Radar imaging of fractures and voids behind the walls of an underground mine. Geophysics, Vol. 86, No. 4, pp. Н27–Н41, https://doi.org/10.1190/geo2020-0763.1.
9. Официальный сайт GSSI, USA, 2019. Георадар SIR-4000. URL: https://www.geophysical.com/wp-content/uploads/2020/09/MN72574H-SIR-4000-Manual.pdf (дата обращения: 15.11.2021).
10. Официальный сайт GSSI, USA, 2017. Программное обеспечение Radan 7. URL: https://www.geophysical.com/wp-content/uploads/2017/10/GSSIRADAN-7-Manual.pdf (дата обращения: 15.11.2021).
11. Официальный сайт ООО «ТИМ», 2019. Программное обеспечение GeoReader. URL: https://geotim.ru/produkty-i-uslugi/programmnyj-kompleksgeoreader (дата обращения: 15.11.2021).
12. Программное обеспечение RadExplorer, 2005. URL:
https://wwwguidelinegeoc.cdn.triggerfish.cloud/uploads/2016/07/RadExplorer14_user_manual_ENG.pdf (дата обращения: 15.11.2021).

ЦАРЕВ Р.И.*
АО «ВНИИ Галургии», г. Пермь, Россия, Roman.Tsarev@uralkali.com
Адрес: ул. Сибирская, д. 94, г. Пермь, 614002, Россия
ТАРАСОВ В.В.
АО «ВНИИ Галургии», г. Пермь, Россия, Vladislav.Tarasov@uralkali.com
ЖУКОВ А.А.
АО «ВНИИ Галургии», г. Пермь, Россия, Aleksandr.Zhukov@uralkali.com
ПРИГАРА А.М.
АО «ВНИИ Галургии», г. Пермь, Россия, Andrey.Prigara@uralkali.com

Geotechnics, Vol XIII, No. 4/2021

EXPERIENCE IN USING GPR WHEN SURVEYING THE AREA SURROUNDING THE MINE SHAFT OF POTASH MINES

Tsarev R.I., Tarasov V.V., Zhukov A.A., Prigara A.M.

Tsarev R.I., Tarasov V.V., Zhukov A.A., Prigara A.M., 2021. Experience in using GPR when surveying the area surrounding the mine shaft of potash mines. Geotechnics, Vol. XIII, No. 4, pp. 80–91, https://doi.org/10.25296/2221-5514-2021-13-4-80-91.

The most important element that affects the stability of mine working headframes and vertical shafts in general is their mouths. Mine operational headframe is a construction structure installed above mine shafts, designed for installation of guide (headframe) pulleys, guide guides, unloading curves for skips and tilting stands, as well as fixing of planting devices, stands and other equipment. In the world practice of mining industry it is not uncommon to see partial or complete destruction of the mouths of mine shafts, inclination and fall of headframes, which is an emergency situation requiring urgent elimination of consequences. In order to prevent emergency situations, continuous (as a rule, visual) monitoring of the condition of headframes, mouths of mine shafts and structures of the stockwork yard is carried out. The article describes the experience of using instrumental studies to detect various anomalies in the structure of the embedded space at the base of the headframe in the area of the shaft opening. A prerequisite for conducting instrumental studies is the loss of pressure of the air stream coming from the shaft and the formation of cavities under the concrete floor, which leads to a decrease in the carrying capacity of parts of the shaft footing due to the formation of voids. The cause of it is untightness of fastening in the area of above-mine structures of the head frame in the shaft mouth. In order to determine channels and voids through which air leakage may occur, GPR research was carried out. As part of the work a comparative analysis of the results obtained by recording with antennas with central frequencies of 200, 400, 900 and 1600 MHz was carried out. Signs indicating the presence of inhomogeneities in the base of the above-mine structure, which appear on radarograms by increasing the recording amplitude and the emergence of diffracted waves, were
revealed on radarograms. In places where cavities come to the surface, isolated anomalies were verified, which indicates the correctness of the interpretation and the selected features in general.

amplitude anomalies GPR Shaft header mine shaft head wellhead mine yard deflation heterogeneities cavities in concrete underground channels geophysics signal analysis diffracted waves

1. Vladov M.L., Starovoitov A.V., 2004. Introduction to GPR. Publishing house of the Moscow State University, Moscow. (in Russian)
2. Goldin S.V., 2010. Emergencies in the area of the location of the mouths of vertical shafts. Transactions of the Ukrainian Research Institute, National Academy of Sciences of Ukraine, No. 6, pp. 313–322. (in Russian)
3. Zhukov A.A., 2017. Adaptation of georadar and ultrasonic tomography methods for solving mining and geological problems in the conditions of potash deposits (on the example of the Verkhnekamsk salt deposit). PhD Thesis, Bulashevich Geophysics Institute, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Yekaterinburg. (in Russian)
4. Zhukov A.A., Prigara A.M., Tarasov V.V., Tsarev R.I., 2014. Comprehensive diagnostics of the state of concrete lining of mine shafts of potash mines. Gornyy Zhurnal, No. 4, pp. 81–87. (in Russian)
5. Kalmykov E.P., 1960. Construction of mouths of mine shafts. Gosgortekhizdat, Moscow. (in Russian)
6. Starovoitov A.V., 2008. Interpretation of GPR data. Publishing house of the Moscow State University, Moscow. (in Russian)
7. Tarasov V.V., Pestrikova V.S., Rusakov M.I., 2021. Life cycles of the complex of structures of mine shafts of the Verkhnekamskoye deposit. Nauka, Novosibirsk. (in Russian)
8. Baghbadorani A.A., Hole J.A., Baggett J., Ripepi N., 2021. Radar imaging of fractures and voids behind the walls of an underground mine. Geophysics, Vol. 86, No. 4, pp. Н27-Н41, https://doi.org/10.1190/geo2020-0763.1.
9. The official site of the GSSI, USA, 2019. Георадар SIR-4000. URL: https://www.geophysical.com/wp-content/uploads/2020/09/MN72574H-SIR4000-Manual.pdf (accessed: 15 November 2021). (in Russian)
10. The official site of the GSSI, USA, 2017. Software Radan 7. URL: https://www.geophysical.com/wp-content/uploads/2017/10/GSSI-RADAN-7-Manual.pdf (accessed: 15 November 2021). (in Russian)
11. The official site of the TIM LLC, 2019. Software GeoReader. URL: https://geotim.ru/produkty-i-uslugi/programmnyj-kompleks-georeader (accessed:
15 November 2021). (in Russian)
12. Software RadExplorer, 2005. URL: https://wwwguidelinegeoc.cdn.triggerfish.cloud/uploads/2016/07/RadExplorer14_user_manual_ENG.pdf (accessed: 15 November 2021). (in Russian)

ROMAN I. TSAREV*
VNII Galurgii JSC; Perm, Russia; Roman.Tsarev@uralkali.com
Address: Bld. 94, Sibirskaya St., Perm, 614002, Russia
VLADISLAV V. TARASOV
VNII Galurgii JSC; Perm, Russia; Vladislav.Tarasov@uralkali.com
ALEXANDER A. ZHUKOV
VNII Galurgii JSC; Perm, Russia; Aleksandr.Zhukov@uralkali.com
ANDREY M. PRIGARA
VNII Galurgii JSC; Perm, Russia; Andrey.Prigara@uralkali.com

Статьи из журнала

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ СДВИГА В ГРУНТАХ МЕТОДОМ ВРАЩАТЕЛЬНОГО СРЕЗА

“Геотехника”, Том XIII, № 4/2021

Авторы: Ачилов И.Ш., Болдырев Г.Г.

В публикации рассматриваются результаты испытаний грунтов устройством вращательного среза, выполненные с целью определения модуля сдвига. Приведены результаты подобных исследований, начиная с 1930-х гг., и кратко описана история возникновения полевого метода ...

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОДЗЕМНЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ, ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ТОННЕЛИРОВАНИЕМ

“Геотехника”, Том XIII, № 4/2021

Авторы: Исаев О.Н., Шарафутдинов Р.Ф., Закатов Д.С., Кузнецова Д.П.

В последнее время для оценки влияния проходки подземных тоннелей на существующую застройку (в т.ч. различные трубопроводы) активно используются геотехнические программные комплексы PLAXIS, MIDAS/GTS, FLAC и др. До настоящего времени методика ...

ПРОБЛЕМЫ ОПОЛЗНЕВОЙ ОПАСНОСТИ ВОРОБЬЕВЫХ ГОР И ПОДХОДЫ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ

“Геотехника”, Том XIII, № 4/2021

Авторы: Харичкин А.И., Иоспа А.В., Соловьев Д.Ю., Чернятин Д.В., Бабич Д.Д.

Оползневой склон долины р. Москвы на участке Воробьевых гор на настоящий момент является одним из наиболее изученных подобных объектов в России. История интенсивного освоения этой территории насчитывает более 100 лет, ...

АНАЛИЗ КОЛЕБАНИЙ ФУНДАМЕНТНЫХ ПЛИТ ДЛЯ ОЦЕНКИ КОНТАКТА С ГРУНТАМИ

“Геотехника”, Том XIII, № 4/2021

Авторы: Володин Г.В., Капустин В.В.

Задачи оценки состояния контакта строительных конструкций с вмещающей средой могут решаться с помощью методов сейсмоакустики. Такой подход основывается на сравнении математической модели колебательной системы и характеристик наблюдаемого процесса колебания и ...