Способ ведения мониторинга геологической среды на калийных рудниках

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при ведении мониторинга геологической среды. Мониторинг геологической среды осуществляют в комплексе с электрометрией и гравиметрией. Одновременно выявляют связь деформаций земной поверхности с объемами вынутой в подземных выработках горнорудной массы и напряженно-деформированным состоянием массива. Производят анализ геологического строения водозащитной толщи, зафиксированных газодинамических явлений и рассолопроявлений. После этого выделяют в водозащитной толще аномальные зоны, под которыми ограничивают ведение очистной выемки калийных руд. Технический результат - создание системы наблюдений за геологической средой комплексом взаимоувязанных методов.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при ведении мониторинга геологической среды, выявления современных геодинамических движений и прогноза техногенных катастроф на калийных рудниках.

Задачи рационального природопользования являются сегодня актуальными практически для всех стран мира. Особенно обострен комплекс проблем, связанных с влиянием жизнедеятельности человека на геологическую среду, заключающемся в нарушении под воздействием техногенных факторов достигнутых природных равновесий. При этом техногенные воздействия имеют наступательную, прогрессирующую тенденцию. Их влияние носит сложный комплексный характер, охватывая все компоненты природной среды (недра, подземные и поверхностные воды, почву, рельеф, атмосферу и др.). Использование этого влияния невозможно без наличия разномасштабных долговременных и целенаправленных наблюдений за объектами геологической среды, лишь на основе которых и могут быть установлены тенденции развития различных геологических процессов (как природных, так и антропогенных или техногенных), вскрыт механизм и разработаны способы управления ими) (1).

Верхнекамский регион характеризуется весьма высоким уровнем воздействия человека на недра: отрабатываются месторождения калийных и каменной солей, идет добыча нефти и подземных вод. Свою долю в нагрузку на геосистему вносят инженерные сооружения (водохранилища, отвалы пустых пород).

Опыт показывает, что интенсивная разработка крупных месторождений полезных ископаемых при достижении определенного критического объема приводит к резкой активизации техногенных процессов в недрах, которые не только усложняют эксплуатацию месторождений, но и вызывают различные негативные, а иногда и катастрофические последствия. Район Верхнекамского месторождения, по всей вероятности, также вошел в эту фазу.

В 1986 году произошла авария на Третьем Березниковском рудоуправлении ОАО "Уралкалий" (г. Березники), приведшая к затоплению крупнейшего в отрасли рудника. В последние 10-15 лет на территории Верхнекамского региона отмечается резкое усиление геодинамической активности недр. Одно из наиболее ярких ее проявлений - все возрастающая сейсмичность района. Интенсивность трех землетрясений 25.10.93, 05.01.95 и 09.10.97 достигала в эпицентре 4-5 баллов, при этом толчки от землетрясений ощущались жителями в разных частях региона. Очаг наиболее сильного землетрясения 05.01.95 располагался в пределах шахтного поля Второго Соликамского рудоуправления (г. Соликамск). Землетрясение сопровождалось интенсивными обрушениями в горных выработках и проседаниями земной поверхности.

Структура наблюдений за разработкой Верхнекамского месторождения калийных солей достаточно представительна. Однако мониторинг геологической среды на калийных рудниках как единая комплексная система разномасштабных и взаимоувязанных наблюдений отсутствует.

Запатентован способ ведения мониторинга геологической среды, включающий применение эманационной съемки для выявления современных геодинамических движений (2).

Недостатком известного способа является отсутствие единой комплексной системы наблюдений за геологической средой.

Наиболее близким по технической сущности является способ ведения мониторинга геологической среды на калийных рудниках, включающий ведение сейсмологического контроля за горным массивом, который принят за прототип (3).

Недостатком известного способа также является отсутствие единой комплексной системы наблюдений за геологической средой.

Целью изобретения является создание системы наблюдений за геологической средой комплексом взаимоувязанных методов.

Поставленная цель достигается тем, что мониторинг геологической среды осуществляют в комплексе с электрометрией и гравиметрией, одновременно выявляют связь деформаций земной поверхности с объемами вынутой в подземных выработках горнорудной массы и напряженно-деформированным состоянием массива, производят анализ геологического строения водозащитной толщи, зафиксированных газодинамических явлений и рассолопроявлений. После этого выделяют в водозащитной толще аномальные зоны, под которым ограничивают ведение очистной выемки калийных руд.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Производят режимные геофизические и геомеханические наблюдения водозащитной толщи. Одновременно осуществляют топогеодезические и маркшейдерские наблюдения за сдвижениями земной поверхности, а также зданиями и сооружениями на подрабатываемых площадях и выявляют связь деформаций земной поверхности с объемами вынутой в подземных выработках горнорудной массы и напряженно-деформированным состоянием массива.

Затем производят анализ геологического строения водозащитной толщи, зафиксированных газодинамических явлений и рассолопроявлений. После этого, учитывая все факторы, выделяют в водозащитной толще аномальные зоны, под которыми ограничивают ведение очистной выемки калийных руд.

Литература 1. Королев В.А. Мониторинг геологической среды. Под ред. В.Г.Трофимова - М.: Изд-во МГУ, 1995, с. 5.

2. Способ выявления современных геодинамических движений в тектонических структурах. Авторское свидетельство N 396659.

3. Мониторинг техногенной сейсмичности на рудниках Верхнекамского месторождения калийных солей. Маловичко А.А. и др. Материалы X Международного координационного совещания по проблемам геодинамической безопасности. - Екатеринбург, 1997. - с. 117-122.

Формула изобретения

Способ ведения мониторинга геологической среды на калийных рудниках, включающий ведение сейсмологического контроля за горным массивом, отличающийся тем, что мониторинг геологической среды осуществляют в комплексе с электрометрией и гравиметрией, одновременно выявляют связь деформаций земной поверхности с объемами вынутой в подземных выработках горнорудной массы и напряженно-деформированным состоянием массива, производят анализ геологического строения водозащитной толщи, зафиксированных газодинамических явлений и рассолопроявлений, выделяют в водозащитной толще аномальные зоны, под которыми ограничивают ведение очистной выемки калийных руд.