Электрометрическая диагностика массива горных пород, подверженого оползневым процессам при открытой разработке

Электрометрическая диагностика массива горных пород, подверженого оползневым процессам при открытой разработке

Взаимосвязь техногенной, нарушенной и естественной геологических сред оказывает влияние на движение поверхностных и подземных вод, что приводит к оползневым процессам. Изложена электрометрическая диагностика массива по установлению оползнеопасных участков на отвалах и карьерах....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2011
Hauptverfasser: Четверик, М.С., Медведева, О.А., Бабий, Е.В., Сарвас, Н.М.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2011
Schriftenreihe:Геотехническая механика
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/33606
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Электрометрическая диагностика массива горных пород, подверженого оползневым процессам при открытой разработке / М.С. Четверик, О.А. Медведева, Е.В. Бабий, Н.М. Сарвас // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2011. — Вип. 95. — Бібліогр.: 2 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-33606
record_format dspace
spelling irk-123456789-336062012-05-29T13:10:05Z Электрометрическая диагностика массива горных пород, подверженого оползневым процессам при открытой разработке Четверик, М.С. Медведева, О.А. Бабий, Е.В. Сарвас, Н.М. Взаимосвязь техногенной, нарушенной и естественной геологических сред оказывает влияние на движение поверхностных и подземных вод, что приводит к оползневым процессам. Изложена электрометрическая диагностика массива по установлению оползнеопасных участков на отвалах и карьерах. Intercommunication technogenic, broken and natural geological environments has influence on motion superficial and underground waters, that results in landslide processes. Elektrometricheskaya diagnostics of array is expounded on establishment of opolzneopasnykh areas on dumps and careers. 2011 Article Электрометрическая диагностика массива горных пород, подверженого оползневым процессам при открытой разработке / М.С. Четверик, О.А. Медведева, Е.В. Бабий, Н.М. Сарвас // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2011. — Вип. 95. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/33606 622.271:622.1:528.021.4/.7:624.131.543 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Взаимосвязь техногенной, нарушенной и естественной геологических сред оказывает влияние на движение поверхностных и подземных вод, что приводит к оползневым процессам. Изложена электрометрическая диагностика массива по установлению оползнеопасных участков на отвалах и карьерах.
format Article
author Четверик, М.С.
Медведева, О.А.
Бабий, Е.В.
Сарвас, Н.М.
spellingShingle Четверик, М.С.
Медведева, О.А.
Бабий, Е.В.
Сарвас, Н.М.
Электрометрическая диагностика массива горных пород, подверженого оползневым процессам при открытой разработке
Геотехническая механика
author_facet Четверик, М.С.
Медведева, О.А.
Бабий, Е.В.
Сарвас, Н.М.
author_sort Четверик, М.С.
title Электрометрическая диагностика массива горных пород, подверженого оползневым процессам при открытой разработке
title_short Электрометрическая диагностика массива горных пород, подверженого оползневым процессам при открытой разработке
title_full Электрометрическая диагностика массива горных пород, подверженого оползневым процессам при открытой разработке
title_fullStr Электрометрическая диагностика массива горных пород, подверженого оползневым процессам при открытой разработке
title_full_unstemmed Электрометрическая диагностика массива горных пород, подверженого оползневым процессам при открытой разработке
title_sort электрометрическая диагностика массива горных пород, подверженого оползневым процессам при открытой разработке
publisher Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate 2011
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/33606
citation_txt Электрометрическая диагностика массива горных пород, подверженого оползневым процессам при открытой разработке / М.С. Четверик, О.А. Медведева, Е.В. Бабий, Н.М. Сарвас // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2011. — Вип. 95. — Бібліогр.: 2 назв. — рос.
series Геотехническая механика
work_keys_str_mv AT četverikms élektrometričeskaâdiagnostikamassivagornyhporodpodverženogoopolznevymprocessampriotkrytojrazrabotke
AT medvedevaoa élektrometričeskaâdiagnostikamassivagornyhporodpodverženogoopolznevymprocessampriotkrytojrazrabotke
AT babijev élektrometričeskaâdiagnostikamassivagornyhporodpodverženogoopolznevymprocessampriotkrytojrazrabotke
AT sarvasnm élektrometričeskaâdiagnostikamassivagornyhporodpodverženogoopolznevymprocessampriotkrytojrazrabotke
first_indexed 2025-07-03T14:17:34Z
last_indexed 2025-07-03T14:17:34Z
_version_ 1836635657569566720
fulltext УДК 622.271:622.1:528.021.4/.7:624.131.543 М.С. Четверик, д. т. н., проф., О.А. Медведева, к. т. н., с.н.с., Е.В. Бабий, к. т. н., с.н.с., Н.М. Сарвас, инж. (ИГТМ) ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД, ПОДВЕРЖЕНОГО ОПОЛЗНЕВЫМ ПРОЦЕССАМ ПРИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКЕ Взаимосвязь техногенной, нарушенной и естественной геологических сред оказывает влияние на движение поверхностных и подземных вод, что приводит к оползневым про- цессам. Изложена электрометрическая диагностика массива по установлению оползнео- пасных участков на отвалах и карьерах. ELEKTROMETRICHESKAYA DIAGNOSTICS OF ARRAY OF MOUNTAIN BREEDS, SUBJECT TO THE LANDSLIDE PROCESSES AT AN OPENWORK Intercommunication technogenic, broken and natural geological environments has influence on motion superficial and underground waters, that results in landslide processes. Elektrometri- cheskaya diagnostics of array is expounded on establishment of opolzneopasnykh areas on dumps and careers. При открытой разработке месторождений взаимосвязь нарушенной и есте- ственной геологической среды во многих случаях приводит к оползневым процессам. Это происходит особенно в тех местах, где горные работы пересе- кают потоки подземных или поверхностных вод. При этом в расчетах устой- чивости бортов карьеров и уступов не всегда учитывают эти особенности. В этом случае важным является определение оползнеопасных мест. В техногенном массиве горных пород происходит движение подземных и поверхностных вод, близкое к существовавшему ранее. В нарушенном масси- ве эти процессы приводят к негативным явлениям: оползням, заболоченности, провалам. Используют различные методы расчета устойчивости, в которых учитывают свойства пород и параметры отвала или карьера. При этом реша- ют плоскую задачу для одного или нескольких разрезов геологической тол- щи. Однако, причины, которые приводят к изменению свойств пород и сни- жению устойчивости откосов отвалов и бортов карьеров не всегда учитыва- ют. Так если до нарушения геологической среды воды подземных водонос- ных горизонтов разгружались в балки и аллювиальные отложения рек, то в техногенно нарушенном массиве места их выхода на борт карьера или под отвал, как правило, сопровождаются оползнями. Поэтому знание об участках, в которых влажность пород повышена дает возможность принять меры безо- пасности, разработать технические решения по обеспечению повышения ус- тойчивости уступов карьера или ярусов отвала. Для определения участков с увлажненными породами массива можно использовать электрометрическую диагностику. Рассмотрим ее на примере Северо-Западного отвала Анновского карьера, а также бортов и уступов Первомайского карьера. В условиях Северо-Западного отвала главной задачей электрометрической диагностики породного массива, подверженного оползневым процессам яв- лялось определение уровня и распространения подземных вод. Ее проводили на площади между восточным нерабочим ярусом отвала и железнодорожны- ми путями станции «Северная», уложенными вдоль западного борта Аннов- ского карьера. Для электрометрической диагностики техногенно нарушенного массива использовали метод, методику и электрометрическую установку, разработан- ные в ИГТМ им. Н.С. Полякова НАН Украины [1]. Метод основан на том, что электрическое сопротивление минералов, из которых состоит грунт или по- рода, значительно выше, чем сопротивление насыщающих их вод, т.е. чем менее влажны породы – тем выше сопротивление. Проведена электрометрическая диагностика породного массива, опреде- лена глубина залегания грунтовых вод и выявлены причины развития дефор- мационных процессов. Северо-западный отвал и северный борт Анновского карьера расположе- ны перпендикулярно трем балкам: северной, центральной и южной (рис. 1). С 1 2 3 Рис. 1 - Совмещенный план земной поверхности в горизонталях с положением отвала и карьера Как следует из совмещенного плана оползни нижнего яруса северо- западного отвала (1 и 2) и оползень по западному борту карьера 3 произошли вдоль центральной и южной балок. Восточный нерабочий борт отвала удален от западного борта карьера на расстояние 400 м, образуя так называемый «карман» (см. рис. 1). Отметки площадки «кармана» на севере составляют 144,6 м, а на юге – 137,5 м, со- ставляя уклон поверхности і = 0,004. Для изучения гидрогеологической характеристики основания отвала рас- смотрено направление движения поверхностных вод и уровень подземных. При анализе влияния поверхностных вод на снижение устойчивости отко- сов отвала и борта карьера, рассмотрены направление движения атмосфер- ных осадков и расположение водоемов. Согласно плана площадки нижнего яруса отвала уклоны поверхности направлены к центральной части. В то же направление происходит движение талых и атмосферных вод, т. е. по откосу к тальвегу центральной балки. Это приводит к размыву нижнего яруса отвала и оползневым процессам. Высотные отметки рабочей площадки верхнего яруса уменьшаются с юга на север с 172,8 до 168,6 м, что способствует стоку поверхностных вод в том же направлении. В тальвеге центральной балки расположен не пересыхаю- щий болотистый участок. На оползневые процессы влияет слой лессовидных суглинков. [2] В них хорошо развита вертикальная пористость. Водоупором являются красно- бурые глины. Не глубокое их звлегание способствует быстрому подъему уровня грунтовых вод. На отдельных участках красно-бурые глины отсутст- вуют, в результате чего воды водоносных горизонтов трещиноватой зоны кристаллических пород, неогеновых и четвертичных отложений смешивают- ся. Уровень подземных вод в лессовидных суглинках колеблется в широких пределах и зависит как от климатических, так и техногенных факторов. Средняя абсолютная отметка поверхности вод в лессовидных суглинках со- ставляет 129,0 м. В результате проведения электрометрических наблюдений был выполнен комплекс работ для определения направления движения и уровня грунтовых вод, залегающих непосредственно в основании отвала (рис. 2). После обработки данных электрометрических наблюдений была опреде- лена прогнозная глубина залегания грунтовых вод исходя из электропрово- димости массива, построены профильные разрезы вдоль станций наблюде- ния и результаты их обработки свидетельствуют о следующем. Грунтовые воды находятся близко к поверхности, и отражают движение поверхностных вод (рис. 3, 4, 5, 6). Они направлены с севера на юг и в соответствии с укло- ном горных пород – с востока на запад. Óñëî âí û å î áî çí à÷åí èÿ 4 0,06 4,29 - ñëåâà-í î ì åð òî ÷êè; ñï ðàâà-äðî áü ÷èñëèòåëü-âåëè÷èí à ñî ï ðî òèâëåí èÿ,Î ì , ãëóáèí à ãðóí òî âû õ âî ä,ì Условные обозначения: 4*0,06/4,29 - слева – номер точки наблюдений; справа – дробь: числитель – величина электрического сопротивления, Ом; знаменатель – глубина залегания грунтовых вод, м Рис. 2 – План расположения наблюдательных станций при электрометрической диаг- ностике массива, данные об электрическом сопротивлении пород массива и глубине зале- гания грунтовых вод уровень грунтовых вод величина сопротивления массива Рис. 3 – Профильный разрез І-І (вдоль ж/д пути) уровень грунтовых водвеличина сопротивления массива Рис. 4– Профильный разрез ІІ-ІІ уровень грунтовых вод величина сопротивления массива Рис. 5 – Профильный разрез ІІІ-ІІІ уровень грунтовых вод величина сопротивления массива Рис. 6 – Профильный разрез IV-IV Таким образом, можно сделать выводы, что электрометрическая диагно- стика техногенно нарушенного массива позволила установить глубину зале- гания грунтовых вод и направление их движения. На юго-западном борту Первомайского карьера согласно проекту ООО «Южгипроруда» создается насыпь под конвейер циклично-поточной технологии для транспортирования скальных пород вскрыши. Часть конвей- ерного подъемника располагают по борту карьера, который подвержен оползневым процессам. Наиболее опасные участки: насыпь из красно-бурых глин, расположенных на породах естественной геологической среды, и уча- сток борта карьера над узлом перегрузки и станции приводов конвейера. Четвертичные отложения в данном районе представлены небольшой мощ- ностью. Они состоят из лессовидных суглинков различной степени пористо- сти, пластичности, наличия включений, а также плотных красно-бурых глин. Особо отличаются суглинки слоя 2е - суглинок лессовидный, макропористый, серовато-бурый, пластичный. В указанных суглинках до создания карьера существовал водоносный го- ризонт. В нем накапливается осенне-зимняя влага, а также текущие атмо- сферные осадки, разгрузка которых происходит в карьер и близлежащую реч- ку. Если эта разгрузка не происходит, то подземные воды накапливаются у основания уступов. Это приводит к оползневым процессам. Гидрогеологическими изысканиями установлено, что водоносный гори- зонт в лессовидных суглинках слоя 2е отсутствует. Однако подземные воды обнаружены единственной скважиной 7058, которая расположена на расстоя- нии 100м от центра основания насыпи под галерею ленточных конвейеров (рис. 2). Горными работами лессовидные суглинки слоя 2е в месте расположения насыпи под конвейерный подъемник, в основном, отработаны. Однако, верх- няя часть насыпи под конвейер в районе разреза I-I расположена на естест- венных отложениях, где вскрыты лессовидные суглинки (рис. 2б). Из них и происходила фильтрация подземных вод в водоем 1 (см. рис.2а) до строи- тельства насыпи. В нижней части насыпи, в районе разреза II-II, лессовидные суглинки слоя 2е вскрыты выемкой 4 (см.рис.2а и рис.2в). В результате фильтрации подзем- ных вод образовались водоемы 5 и 6. Как уже отмечалось, основной причиной оползневых процессов в районе строительства является фильтрация подземных вод из макропористых высоко пластичных лессовидных суглинков слоя 2е. Эта фильтрация может происхо- дить как из локализованных участков подземных вод, так и в результате пе- риодических обильных атмосферных осадков. Таким образом, подземные воды, выявленные скважиной 7058, фильтро- вали к основанию уступа, над которым создавалась насыпь, а также ниже, к пересечению трасы насыпи и вскрышного уступа с выходом лессовидных суглинков. В процессе строительства был обнажен слой суглинков 2е, а затем при нагрузке на него пород - произошел оползень. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 70 80 90 100 Z,ì 70 80 90 100 Z,ì 12345678910111213 Ï ðî ô èëü 1 Ï ðî ô èëü 2 ñòàí öèè èçì åðåí èé 90 100 110 120 Z,ì 1 2 3 4 5 6 7 Ï ðî ô èëü 1 Ï ðî ô èëü 2 I I II 2å 3à Ðàçðåç I-I 90 100 110 120 Z,ì 80 70 60 2å 3à 2à,2á,2â,2ã 4 Ðàçðåç II-IIä) á) â) ã) а) план участка – водоем под оползнем; 2, 3 – направление движения подземных вод; 4 – выемка горных пород с вскрытием лессовидных суглинков; 5, 6 – водоемы; 7 – трещины отрыва. б), в) уровень увлажненности пород соответственно по профилям 1 и 2; г) разрез вдоль насыпи под конвейер I-I; д) разрез по скважинам 7055-7054, II-II Рис. 2 - Электрометрическая диагностика массива горных пород, подверженных оползневым процессам в районе строительства ЦПТ на Первомайском карьере СевГОКа Проведенная электрометрическая диагностика массива горных пород по- зволила решить две задачи: 1. Определить оползне-опасные участки и построить по ним геологиче- ские профили для расчета устойчивости сооружения. 2. На оползне-опасных участках принять приближенно влажность пород, которая приводит к ослаблению устойчивости сооружения. Проведение электрометрической диагностики позволяет устанавливать направление движения подземных вод, изменение влажности пород, и на этой основе разрабатывать мероприятия по обеспечению устойчивости уступов карьеров, ярусов отвалов и других сооружений. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Методическое пособие по конкретной геофизической диагностике породного массива и подземных геотехнических систем. – Днепропетровск, ИГТМ им. Н.С. Полякова НАНУ, 2004. – 75с. 2. Отчет ГП «Укрчерметгеология» Изучение изменения гидрогеологических условий в районе Криво- рожского бассейна. Отчет Криворожской геолого-гидрогеологической партии // г. Кривой Рог, 2008.

Ähnliche Einträge