Способ комплексной диагностики состояния бетонной крепи и закрепного пространства шахтных стволов

Способ позволяет выявить полости в закрепном пространстве шахтных стволов, а также участки уменьшения мощности бетонной крепи комплексированием методов неразрушающего контроля без проведения буровых работ. Способ комплексной диагностики состояния бетонной крепи и закрепного пространства шахтных стволов включает в себя визуальные исследования стенок крепи, зачистку крепи от соляного нароста, георадиолокацию, ультразвуковые исследования, бурение разведочных шпуров и погашение полостей в закрепном пространстве, причем первоначально выполняют георадиолокационное обследование крепи с привязкой данных по результатам одиночных ультразвуковых зондирований. Ультразвуковое зондирование выполняют на частоте 25 кГц. Затем определяют участки для проведения детализационных работ, которые проводят по сгущенной сети георадарных профилей с применением площадной ультразвуковой томографии с частотой 60 кГц.

 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям и может быть использовано для диагностики состояния бетонной крепи и закрепного пространства шахтных стволов.

Известен способ выполнения акустических исследований для оценки состояния и свойств околоствольного пространства шахтного ствола калийного рудника (Геофизический мониторинг затюбингового пространства / А.И. Бабкин, И.А. Санфиров // ГИАБ.-№1.-2011).

Недостатком данного способа является крайне низкая скорость выполнения полевых работ, связанная с необходимостью крепления датчиков в крепь. Кроме этого, способ характеризуется недостаточно высокой разрешающей способностью.

Известен способ выполнения георадиолокационного обнаружения полостей в заобделочном пространстве тоннелей метрополитенов, при котором натурные результаты получены с помощью георадара с антенными блоками 1200 и 1700 МГц (Георадиолокационное обнаружение полостей в заобделочном пространстве тоннелей метрополитенов / В.В. Набатов, А.С. Вознесенский // Горный журнал. - №2. - 2015).

Недостатком данного способа является выбор антенных блоков для георадиолокационного обследования бетонной крепи с частотами, которые не подходят для геофизических исследований в условиях стволов калийных рудников.

Общими недостатками вышеупомянутых способов является то, что каждый метод неразрушающего контроля применяется отдельно, а для глубинной привязки результатов требуется проведение буровых работ, когда комплексирование геофизических методов, основанных на различных физических принципах, позволяет повысить общую достоверность результатов и неоднозначность интерпретационных выводов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ комплексной диагностики состояния бетонной крепи шахтных стволов, при котором применяют сразу несколько методов неразрушающего контроля для определения состояния крепи и закрепного пространства: георадарный, тепловизионный и акустический (Комплексная диагностика состояния бетонной крепи шахтных стволов калийных рудников / А.А. Жуков, В.В. Тарасов, A.M. Пригара, Р.И. Царев // Горный журнал. - №4. - 2014).

Недостатки данного способа: отсутствие этапа рекогносцировочных работ, что значительно увеличивает объемы основных исследований; применение двух антенных блоков для георадиолокации, что также приводит к увеличению объемов работ, при этом антенный блок с частотой 1200 МГц не позволяет в полной мере получать информацию о границе «бетон-соль»; не определены частоты для выполнения ультразвукового зондирования, что может привести к неверным результатам геофизических исследований, т.е. появлению ложных аномалий, а также установлению неправильных размеров неоднородностей.

Технический результат данного изобретения заключается в снижении неоднозначности результатов геофизических исследований крепи и закрепного пространства, уменьшении объемов полевых работ, а также снижении объемов шпурового бурения за счет повышения интерпретационной надежности результатов, достигаемой посредством комплексирования геофизических методов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе комплексной диагностики состояния бетонной крепи и закрепного пространства шахтных стволов, включающем в себя визуальные исследования стенок крепи ствола, зачистку крепи от соляных наростов, георадиолокацию, ультразвуковые исследования, бурение разведочных шпуров и погашение полостей в закрепном пространстве, первоначально выполняют георадиолокационное обследование крепи с привязкой данных по результатам одиночных ультразвуковых зондирований. Ультразвуковое зондирование выполняют на частоте 25 кГц. А затем определяют участки для проведения детализационных работ, которые проводят по сгущенной сети георадарных профилей с применением площадной ультразвуковой томографии с частотой 60 кГц.

Предлагаемый способ диагностики бетонной крепи и закрепного пространства осуществляется следующим образом.

На основании визуального осмотра стенок бетонной крепи определяют потенциально опасные участки, которые затем исследуют геофизическими методами для оценки внутреннего состояния крепи и возможного выявления полостей в закрепном пространстве.

Далее осуществляют механическую очистку этих участков бетонной крепи от соляных наростов, например, при помощи металлической лопатки, перфоратора или отбойного молотка. На исследуемые участки крепи наносят разметку, например, мелом.

Геофизические исследования участков крепи ствола выполняют с крыш подъемных сосудов.

На первом этапе выполняется георадиолокация с применением экранированного антенного блока с центральной частотой 400 МГц. Следует отметить, что указанная частота определена на основании физического моделирования и опытных работ, проведенных в шахтных стволах. Повышение данной частоты зондирующего импульса приводит к значительному уменьшению глубины исследований. В свою очередь уменьшение частоты и, как следствие, уменьшение разрешающей способности и увеличение глубины исследований не имеет смысла, так как основной целью работ является исследование бетонной крепи и выявление полостей непосредственно за крепью ствола.

Затем в двух произвольных точках каждого георадарного профиля выполняют съемку ультразвуковым томографом с частотой 25 кГц. При такой частоте зондирующего импульса на записи практически не фиксируются отражения от мелких неоднородностей, что позволяет однозначно определить границу бетона с породным массивом.

Далее, выполняется предварительная обработка радарограмм с привязкой результатов по глубине, по данным ультразвукового зондирования.

В случае выявления аномальных участков в пределах исследуемого профиля, для более детального их изучения, выполняется сгущение сети профилей с применением площадных ультразвуковых исследований частотой 60 кГц. На основании физического моделирования и опытных работ в стволе установлено, что данная частота позволяет достичь оптимального соотношения «сигнал-помеха». При этом применение более высоких частот приводит к влиянию на результаты более мелких объектов (скопления заполнителя) и, как следствие, появлению ложных аномалий. А более низкие частоты снижают разрешающую способность метода и не позволяют точно определить размеры неоднородностей за крепью ствола.

В случае подтверждения детализационной съемкой аномалий, выявленных при георадарном исследовании, выполняется бурение разведочных шпуров на заданную величину с последующим тампонажем выявленных полостей.

Использование данного способа позволяет существенно снизить объемы полевых работ и объемы шпурового бурения, а также значительно повысить надежность результатов геофизических исследований крепи и закрепного пространства.

Способ комплексной диагностики состояния бетонной крепи и закрепного пространства шахтных стволов, включающий в себя визуальные исследования стенок крепи ствола, зачистку крепи от соляных наростов, георадиолокацию, ультразвуковые исследования, бурение разведочных шпуров и погашение полостей в закрепном пространстве, отличающийся тем, что первоначально выполняют георадиолокационное обследование крепи с привязкой данных по результатам одиночных ультразвуковых зондирований, при этом ультразвуковое зондирование выполняют на частоте 25 кГц, а затем определяют участки для проведения детализационных работ, которые проводят по сгущенной сети георадарных профилей с применением площадной ультразвуковой томографии с частотой 60 кГц.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для обеспечения безопасности нахождения на льду людей и материальных ценностей. Заявлен способ мониторинга состояния дрейфующего ледяного поля или припая и прогноза его разлома при сжатии льдов и воздействии волн зыби.

Изобретение относится к области предупреждения пожаров при возгораниях на больших площадях и может быть использовано для раннего обнаружения и определения типа лесного пожара (низовой, верховой).

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения в натурных условиях деформационных и прочностных характеристик ровного ледяного покрова при изгибе.

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин акустическим методом на отраженных волнах. Сущность изобретения заключается в том, что электронный блок устройства дополнительно оснащен Flash-картой памяти, каналом телеметрии, каналом гамма-каротажа и непрерывным инклинометром, а зондовая часть устройства разделена на «сухой» и маслонаполненный отсеки и дополнительно оснащена датчиком скорости ультразвука в жидкости, закрепленным с внешней стороны корпуса.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для обнаружения сейсмического процесса. Сущность: выполняют синхронную покадровую съемку подстилающей поверхности по двум независимым каналам в ультрафиолетовом и ближнем инфракрасном участках спектра.

Изобретение относится к области космических исследований и может быть использовано для определения места готовящегося землетрясения. Сущность: регистрируют низкочастотное электромагнитное излучение.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для краткосрочного прогнозирования землетрясений. Сущность: определяют пространственное положение сейсмомагнитных меридианов.

Предлагаемое техническое решение представляет собой разработку структуры и принципов эксплуатации системы дальней (просветной) акустической томографии характеристик гидрофизических и геофизических полей среды и морского дна, а также контроль их пространственно-временной динамики.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для прогнозирования времени возникновения землетрясения. Сущность: ежесуточно забирают воду в глубинной воде Байкала и в двух самоизливающихся скважинах.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для прогнозирования возможности сейсмического события на материковых зонах субдукции и островах.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для выделения и технического контроля структуры разломной трещиноватости литосферы. Сущность: на основе экспериментальных материалов разнесенных на поверхности сейсмических станций строят карту эпицентров землетрясений исследуемой территории. Выбирают сравнительно однородные участки поля эпицентров землетрясений. Создают векторную диаграмму азимутов последовательности землетрясений. Векторную диаграмму преобразуют в матрицу азимутальных параметров. Выполняют разделение матрицы по частоте реализации используемого параметра в выбранном угле-секторе каждого азимута. Строят розу-диаграмму и азимутально-временную диаграмму используемого параметра. На диаграммах выделяют устойчивую во времени зону азимутальной анизотропии как временную структуру разломной трещиноватости литосферы. По азимутально-временной диаграмме определяют вариации структуры разломной трещиноватости во времени. По розе-диаграмме определяют форму, длину, ширину и ориентацию структуры разломной трещиноватости. Технический результат: повышение достоверности определения формы, размеров, ориентации и времени активизации структуры разломной трещиноватости литосферы в связи с использованием нескольких параметров. 10 ил.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для определения показателя самоподобия поля эпицентров землетрясений. Сущность: на основе полученных экспериментальных материалов пространственное поле эпицентров землетрясений разделяют на сравнительно однородные участки. Разбивают каждый участок на площадки (скейлинг). Строят в двойных логарифмических координатах функцию зависимости количества площадок с землетрясениями от линейного размера площадок. Аппроксимируют функцию прямой линией. Определяют коэффициент корреляции линейной аппроксимации функций. Выбирают диапазон размеров площадок, на котором линейная аппроксимация функции имеет максимальное значение коэффициента корреляции. Показатель самоподобия поля эпицентров землетрясений находят по наклону линейной аппроксимации функции в указанном диапазоне размеров площадок. Технический результат: повышение точности определения показателя самоподобия поля эпицентров землетрясений при ограниченных выборках данных. 8 ил.
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при поиске и разведке месторождений нефти и газа. Способ вибрационной сейсморазведки основан на возбуждении и регистрации вибрационных сейсмических колебаний и включает в себя коррекцию возбуждаемых сигналов путем увеличения относительной интенсивности компонент спектра для колебаний, представляющих разведочный интерес. Цель предлагаемого изобретения - улучшение выделения отражений от слабоконтрастных коллекторов углеводородов путем более обоснованной коррекции спектра возбуждаемых колебаний. Для этого предлагается предварительно определять максимумы спектров импульсов волн, отраженных от слабоконтрастных коллекторов углеводородов, и при возбуждении колебаний снижать скорость изменения частоты возбуждаемого сигнала в диапазонах частот, содержащих максимумы спектров импульсов целевых отражений. Спектры импульсов целевых волн предлагается определять непосредственно внутри среды методом вертикального сейсмического профилирования или по модели среды, полученной путем обработки промыслово-геофизических данных (акустического каротажа и других методов). Для внедрения способа в производство предлагается использовать существующие технические средства, предназначенные для адаптивной вибрационной сейсморазведки. Технический результат - повышение качества данных вибрационной сейсморазведки. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для поиска высокопродуктивных нефтяных пластов в сложнопостроенных залежах нефти. Сущность: по сейсморазведке по методу "3D" осуществляют непрерывное определение сопоставлений толщин между кровлей и подошвой визейского яруса к изменяющимся глубинам подошвы визейского яруса. Для склоновых условий определяют параметры по изменению толщин песчаников, по которым в отложениях визейского яруса выделяют песчаные тела независимо от глубины и сложности их залегания. Определяют предельные коэффициенты по сопоставлению толщин между кровлей и подошвой визейского яруса к изменяющимся глубинам подошвы визейского яруса и между поверхностью кристаллического фундамента и кровлей визейского яруса. По результатам соотношения указанных предельных коэффициентов для склоновых условий определяют параметры изменения толщин песчаников, по которым среди песчаных тел визейского яруса определяют высокопродуктивные нефтяные пласты. По разности между произведением предельного коэффициента и толщиной между кровлей и подошвой визейского яруса определяют для сводовых условий значения параметра изменения толщин песчаников в визейском ярусе. По наибольшим значениям параметра изменения толщин песчаников в пределах развития высокопродуктивных нефтяных пластов определяют местоположение для бурения первоочередной разведочной скважины. Технический результат: повышение эффективности прямого поиска высокопродуктивных нефтяных пластов в сложнопостроенных залежах нефти. 3 ил.

Настоящее изобретение относится к геофизическому оборудованию, особенно в области сейсморазведки и сбора сейсмических данных. Более конкретно, изобретение относится к системам сбора сейсмических данных, содержащим кабельную сеть, подсоединенную к центральному устройству обработки информации, находящемуся, например, на транспортном средстве. Заявленная группа изобретений включает устройство снятия нагрузок для установки на геофизическом оборудовании или узле сети, узел снятия нагрузок и линию сбора сейсмических данных. При этом устройство снятия нагрузок для установки на геофизическом оборудовании или узле сети, к которому подсоединены по меньшей мере два кабеля, содержит: корпус, сконфигурированный с возможностью охвата геофизического оборудования или узла сети и снабженный первым и вторым проемами для кабелей для обеспечения возможности соединения между соответствующим кабелем из указанных по меньшей мере двух кабелей и геофизическим оборудованием или узлом сети и кожух для размещения в нем части каждого из двух кабелей, причем кожух сконфигурирован с возможностью предотвращения перемещения частей двух кабелей, причем кожух имеет противолежащие первую и вторую боковые стороны и формирует первый путь для кабеля, проходящий через первую боковую сторону, через внутреннее пространство кожуха, через вторую боковую сторону и затем обратно петлей через первый проем для кабеля для осуществления соединения с геофизическим оборудованием или узлом сети, а также второй путь для кабеля, проходящий через вторую боковую сторону, через внутреннее пространство кожуха, через первую боковую сторону и затем обратно петлей через второй проем для кабеля для осуществления соединения с геофизическим оборудованием или узлом сети. Технический результат заключается в создании внешнего устройства снятия нагрузок, которое обеспечивает надежную защиту геофизического оборудования или узла сети от изгибающих нагрузок, особенно в случае проведения работ в переходных зонах, и имеющее небольшие размеры петель кабелей по сравнению с известными техническими решениями, что снижает опасность ударов по петлям в процессе выполнения работ, а также улучшает водонепроницаемость оборудования и его защиту от механических воздействий, предотвращает повреждения кабелей, связанные с тесным охватом в точке крепления к кабелю, имеет малые размеры и небольшой вес. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для определения повышенной сейсмической активности. Сущность: регистрируют тепловые аномалии земной поверхности и атмосферы пассивным СВЧ-радиометром, установленным на борту космического аппарата. Проводят наземную обработку полученных данных, включающую предварительную обработку и тематическую обработку. Предварительная обработка данных включает калибровку и географическую привязку данных, содержащих радиояркостные температуры. Тематическая обработка данных включает следующие операции: определение в момент измерения температуры поверхности скорости и направления приповерхностного ветра, вертикальных профилей влажности и температуры атмосферы, а также интегральной влажности; определение температур поверхности и атмосферы с учётом гидрометеорологических параметров; вынесение заключения о повышении сейсмической активности в исследуемом районе по превышению разности полученных и среднеклиматических температур поверхности и атмосферы порогового значения. Причем пороговое значение температур выявляют на основе многолетнего анализа вариаций, проведенного с учетом сезонных особенностей для каждого отдельно взятого сейсмоактивного района. Технический результат: повышение точности выявления зоны повышенной сейсмической активности. 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способу формирования трещины или разрывов. Способ формирования трещин или разрывов включает определение направлений региональных максимальных напряжений продуктивных пород, направлений движения основных объемов закачиваемой воды и фильтрационных потоков, определение участков с высокой остаточной нефтенасыщенностью, проведение двухстадийного гидроразрыва пласта с изменением направления трещин разрыва на скважинах, находящихся в зонах с высокой остаточной нефтенасыщенностью или непосредственной близости. Технический результат заключается в повышении эффективности способа формирования трещин и разрывов. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для контроля упругих деформаций в очагах землетрясений. Сущность: на основе экспериментальных материалов, полученных от разнесенных на поверхности сейсмических станций, строят карту эпицентров землетрясений исследуемой территории. Определяют кинематические и динамические характеристики толчков по амплитудам и периодам сейсмических колебаний. По сейсмическому моменту землетрясения, площади разрыва и скорости объемных поперечных волн вычисляют смещение в очаге землетрясения и длину очага. Определяют упругую деформацию в очаге землетрясения как отношение смещения в очаге к длине очага. Выполняют статистическую обработку полученных результатов и получают формулы корреляционной связи между логарифмом упругих деформаций и энергетическим классом землетрясений исследуемой территории. Технический результат: определение упругих деформаций в очагах землетрясений. 4 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для идентификации областей высокой тепловой энергии под поверхностью Земли. Раскрыт способ определения температуры в подземной области. В варианте осуществления обеспечивают время пробега сейсмической волны после испускания из источника вглубь земли, а время пробега используют для оценки температуры. В одном примере для оценки температуры может использоваться модель, основанная на времени пробега и дополнительной компоненте, которая может, например, быть основана на тепловом потоке и коэффициенте пропорциональности между скоростью распространения сейсмических волн и теплопроводностью. Технический результат - повышение информативности и достоверности получаемых данных. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области морской сейсморазведки районов, в том числе покрытых льдом, и может быть использовано при поиске полезных ископаемых, для уточнения строения месторождений углеводородов на морском шельфе, в том числе арктическом шельфе, и повышения эффективности процесса его освоения. Заявлено автоматическое устройство для развертывания и свертывания донной антенны под водой и под ледовым покровом, в котором предложена форма корпуса подводного устройства в виде вертикального диска, обеспечивающего размещение катушки с сейсмокосой большой протяженности и вертикальную стабилизацию подводного устройства. В устройстве совмещены функции кабеля электропитания подводного устройства и сейсмокосы, которая намотана на катушку, являющуюся элементом корпуса подводного устройства. Также использованы системы двигателей, движителей, клапанов, датчиков, кабелеукладчика и блока электроники, обеспечивающих автоматическое или управляемое движение подводного устройства с огибанием профиля дна на заданном от него расстоянии и развертывание-свертывание сейсмокосы на морское дно в подводном положении. При наличии ледового покрова подводное устройство с саморазвертывающейся сейсмокосой можно опустить в воду с борта несущего ледокола в образованную им полынью, после чего происходит автоматическое или управляемое развертывание сейсмокосы на морское дно с последующей регистрацией и записью сейсмоакустических сигналов. После завершения регистрации и записи происходит автоматическое свертывание сейсмокосы и подъем устройства на борт. Технический результат - возможность автоматического развертывания и свертывания протяженной донной антенны (сейсмокосы) для сейсморазведки и сейсмоакустического мониторинга шельфовых месторождений углеводородов вне зависимости от климатических условий и ледовой обстановки, а также оперативного получения данных сейсморазведки и сейсмоакустического мониторинга в реальном масштабе времени. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ позволяет выявить полости в закрепном пространстве шахтных стволов, а также участки уменьшения мощности бетонной крепи комплексированием методов неразрушающего контроля без проведения буровых работ. Способ комплексной диагностики состояния бетонной крепи и закрепного пространства шахтных стволов включает в себя визуальные исследования стенок крепи, зачистку крепи от соляного нароста, георадиолокацию, ультразвуковые исследования, бурение разведочных шпуров и погашение полостей в закрепном пространстве, причем первоначально выполняют георадиолокационное обследование крепи с привязкой данных по результатам одиночных ультразвуковых зондирований. Ультразвуковое зондирование выполняют на частоте 25 кГц. Затем определяют участки для проведения детализационных работ, которые проводят по сгущенной сети георадарных профилей с применением площадной ультразвуковой томографии с частотой 60 кГц.

Наверх