В Кольском научном центре вышла книга о георадарных исследованиях

Просмотров: 292

rift rio grande
Фото: КНЦ РАН

20 июля 2021 г.

Кольский научный центр выпустил книгу под названием «Методические основы георадарных исследований горнотехнических объектов». Эта работа стала долгосрочных исследований, входящих в основные задачи ГоИ, таких как развитие научных основ геомеханической безопасности природно-технических систем горнодобывающей отрасли и разработка цифровых технологий в горнообогатительном производстве.

Авторы книги – научный сотрудник лаборатории геофлюидмеханики Горного института Андрей Дьяков и заведующий этой лабораторией, кандидат технических наук Анатолий Калашник. 

Труд рассказывает о том, насколько важно, объединив несколько методов для получения максимально достоверного результата, изучать строение массива скальных пород и наблюдать за состоянием горнотехнических сооружений. А интерпретировать эти знания поможет компьютерное моделирование на основе георадарного зондирования. При этом ученые подчеркивают, что георадарные исследования — это неразрушающий метод изучения горных массивов при разведке и горнорудных месторождений — при эксплуатации.

Книга состоит из четырех глав. Первая посвящена георадарным исследованиям для решения горнотехнических задач, вторая расскажет о моделировании электромагнитного поля, индуцированного георадарным зондированием в скальных породах. Третья посвящена изменчивости электрофизических свойств нарушенных и ненарушенных скальных пород, а в заключении можно прочесть о георадарных исследованиях насыпных горнотехнических сооружений. В монографии подробно и наглядно, благодаря большому количеству разъяснительных фотографий, схем, диаграмм и формул, даны сведения о применяемом для георадарных исследований оборудовании и о разнообразных методических подходах, а также описаны состояния горнотехнических объектов западной части российской арктической территории. 

Напомним: горнодобывающая промышленность в регионе представлена рядом крупных предприятий и более чем тремя сотнями горнотехнических объектов (это рудники, карьеры, гидротехнические сооружения хвостохранилищ и водорегулирующих систем). Безопасность предприятий напрямую зависит от состояния горных пород и грунтов этих объектов и от актуальной информации, полученной на основе оперативной оценки и мониторинга их состояния. Исследовать его можно по-разному: визуально, с помощью геодезических измерений, теле-и видеосъемки и другими способами. Однако зачастую исследования пород и грунтов с помощью скважин могут быть невозможными или очень дорогостоящими. Тогда на помощь приходит способ оперативного и качественного получения информации - метод георадиолокации. 

Множество промышленных объектов, в том числе и гидротехнические сооружения, отнесены к категории опасных и технически сложных. Таковы хвостохранилища с системами ограждающих насыпных сооружений, нештатная ситуация на которых способна привести к серьезной аварии. Нормативные документы предписывают проведение регулярного осмотра сооружения. Очень важно правильно оценивать устойчивость уступов, склонов и других элементов ограждающих дамб. И здесь георадиолокационное исследование поможет оперативно выявить аномальные зоны в их внутренней структуре.

И все же описанные в книге методы касаются в первую очередь работы горнопромышленных предприятий. Авторы подробно рассказывают о том, насколько важно провести доскональную разноплановую оценку состояния горной массы перед ее выемкой взрывным способом. Здесь использование лазерного сканирования обеспечивает высокую точность и детальность получаемых данных и позволяет строить трехмерные цифровые модели, а применение георадиолокации помогает определять степень нарушенности массива до проведения взрывных работ и степень дезинтеграции среды после них.

Исследователи приводят примеры применения георадарных исследований при решении вопросов перемещения отвалов пород для расширения карьера на примере рудника «Центральный» АО «Апатит», а также рассказывают о том, как синхронное электромагнитное и сейсмическое зондирование ограждающей дамбы хвостохранилища Ковдорского ГОКа позволило детально и надежно уточнить внутреннюю структуру и степень водонасыщенности ее грунтов. 

За десять лет исследований, проведенных учеными Горного института, георадарные определения были выполнены на всех крупных горнопромышленных предприятиях западной части российского сектора Арктики, включая АО «Арктикуголь» на архипелаге Шпицберген. При этом авторы подчеркивают: хотя зачастую георадиолокация преподносится как новый метод, она применяется для решения различных задач уже более 15 лет. Но и сегодня наблюдается острая нехватка данных прямых измерений. В монографии изложен и систематизирован большой фактический материал по исследованиям различных горнотехнических объектов, обработке, анализу и интерпретации полученных за десятилетие результатов. 

Интересно, что одними из недостатков метода названы сложность камеральной обработки данных и неоднозначность интерпретации, на качество которой влияет опыт интерпретатора. А значит, необходимо развивать научно-методические основы получения надежных исходных данных. Именно для этого авторы рассмотрели способы проведения натурных измерений и интерпретации данных и привели примеры применения для решения задач безопасного функционирования самых разнообразных горных объектов в Арктике.

Книга «Методические основы георадарных исследований горнотехнических объектов» будет интересна специалистам и инженерам горнопромышленных предприятий, а также аспирантам и студентам горно-геофизических и гидрогеологических специальностей.

Источник:  пресс-служба Кольского научного центра РАН

Печать

Joomla SEF URLs by Artio