Содержание к диссертации
Введение
1. Проблема контроля состояния и прогноза устойчивости грунтовых массивов в основаниях горнотехнических сооружений 10
1.1. Нарушение устойчивости грунтовых массивов при строительстве и эксплуатации горнотехнических сооружений 10
1.2. Методы управления состоянием неустойчивых грунтов 13
1.3. Методы контроля состояния и свойств грунтовых массивов при их укреплении 21
1.3.1. Классификация методов геоконтроля 21
1.3.2. Геолого-маркшейдерские и геофизические методы 23
1.3.3. Электромагнитный мониторинг 30
1.3.4. Георадиолокация 33
1.4. Выводы, цель и задачи исследования 42
2. Обоснование частотного диапазона георадиолокации и разработка методики построения интегрированных радарограмм 45
2.1. Исследование электромагнитных свойств грунтовых массивов в радиоволновом диапазоне 45
2.2. Обоснование частотного диапазона георадиолокации 47
2.3. Разработка методики количественной интерпретации радарограмм 54
Выводы 57
3. Разработка методики комплексной интерпретации радарограмм при диагностировании ослабленных зон в основаниях горнотехнических сооружений 59
3.1. Разработка общего алгоритма комплексной интерпретации радарограмм 59
3.2. Обоснование методик комплексной интерпретации радарограмм с учетом данных геологических изысканий 61
3.3. Обоснование методик комплексной интерпретации радарограмм с учетом данных вертикальных электрических зондирований 74
3.4. Обоснование методик комплексной интерпретации радарограмм с учетом данных статических зондирований 80
Выводы 85
4. Обоснование критериев георадиолокационного контроля процессов укрепления неустойчивых зон грунтовых оснований методами электрохимического закрепления и высоконапорной инъекции 88
4.1. Обоснование критериев георадиолокационного контроля при укреплении методом электрохимического закрепления 88
4.2. Обоснование критериев георадиолокационного контроля при укреплении методом высоконапорной инъекции 102
4.3. Внедрение результатов исследований в практику горностроительных работ 121
Выводы 123
Заключение 125
Список литературы 127
Приложение 1. Акт внедрения в ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» 138
Приложение 2. Акт внедрения в ОАО «Евразруда» 139
Приложение 3. Титульный лист методического документа 140
Приложение 4. Диплом международной выставки-ярмарки «Экспо уголь» 141
- Методы управления состоянием неустойчивых грунтов
- Разработка методики количественной интерпретации радарограмм
- Обоснование методик комплексной интерпретации радарограмм с учетом данных статических зондирований
- Внедрение результатов исследований в практику горностроительных работ
Введение к работе
Актуальность работы
При строительстве и эксплуатации технических сооружений на предприятиях горнодобывающей и смежных отраслей в ряде случаев возникают опасные деформационные процессы в грунтовых основаниях, приводящие к аварийному состоянию объектов. Подобные ситуации имели место на разрезах "Кедровский", "Барзасский", "Моховский", "Краснобродский", шахте "Заречная". Для управления состоянием неустойчивых грунтов применяют комплекс методов, наибольшее распространение из которых нашел метод высоконапорной инъекции (ВНИ) цементно-песчанных растворов, технологически включающий стадии частичного гидроразрыва массива и последующее заполнение этой зоны укрепляющей смесью. Весьма перспективно и рядом организаций исследуются возможности применения в малопроницаемых грунтах метода электрохимического закрепления (ЭХЗ), основанного на электроосмотическом насыщении массива гелеобразующим и твердеющим химическим раствором.
Эффективное применение данных технологий требует мониторинга состояния и свойств массива горных пород на основных стадиях укрепления: определение расположения и размеров аномальных неустойчивых зон; контроль процессов обработки массива; оценка качества закрепления и степени соответствия свойств укрепленного массива проектным требованиям. Существующий комплекс геолого-маркшейдерских и геофизических методов в целом обеспечивает решение данных задач, однако эти методы остаются весьма трудоёмкими, недостаточно оперативными и информативными. Попытки решения данной проблемы привели к созданию теоретической, методической и аппаратурной базы георадиолокации.
Работа георадара основана на приёме и компьютерной обработке электромагнитного сигнала, отраженного от границ сред в диапазоне частот /> 10 МГц. Функциональные возможности программного комплекса георадиолокации обеспечивают построение радарограммы, структура и цветовая палитра которой отражает строение и электромагнитные свойства исследуемого массива.
Опыт применения георадаров типа Лоза, Грот, ТР-ГЕО, ОКО для решения различных задач геотехнологии и геомеханики показал, что они обеспечивают в диапазоне частот/= 25-1700 МГц глубинность зондирования до 17-20 м, разрешающую способность до 3 см, при этом значительно превосходят традиционные электромагнитные методы по оперативности. Вместе с тем, не выявлены рациональные области применения георадиолокации в составе систем комплексного геомониторинга, методы интерпретации радаро-грамм в значительной степени субъективны, не обоснованы количественные критерии, обеспечивающие локацию аномальных зон в плоскости и в пространстве, контроль изменения свойств массива внутри этих зон.
Таким образом, актуальным представляется развитие методической базы георадиолокации в составе системы комплексного мониторинга для контроля геомеханических процессов в грунтовых основаниях горнотехнических сооружений, в том числе, укрепляемых с помощью физико-химических методов.
Цель работы - обоснование и разработка методического обеспечения георадиолокационного мониторинга укрепляемых оснований горнотехнических сооружений, обеспечивающего повышение информативности локации ослабленных зон и контроля процессов укрепления массива для снижения затрат на проведение горно-строительных работ.
Работа выполнялась при поддержке ФЦП "Научные и педагогические кадры инновационной России" на 2009-2013 годы по проектам №П234 и №14.337.21.0581.
Основная идея работы заключается в использовании закономерностей изменения электромагнитных свойств пористых влагонасыщенных грунтов в радиодиапазоне при разработке алгоритмов оптимизации параметров георадиолокации и интерпретации радарограмм, обосновании критериев локации ослабленных зон в основаниях сооружений и контроле процессов укрепления этих зон физико-химическими методами.
Основные задачи исследований:
обоснование частотного диапазона георадиолокации и разработка методики построения интегрированных радарограмм;
разработка методики комплексной интерпретации радарограмм при диагностировании ослабленных зон в основаниях горнотехнических сооружений;
- обоснование критериев георадиолокационного контроля процессов
укрепления неустойчивых зон грунтовых оснований методами ЭХЗ и ВНИ.
Методы исследований
Обзор и анализ литературных источников по проблеме контроля состояния и прогноза устойчивости грунтовых массивов в основаниях технических сооружений, аналитические методы электродинамики, лабораторные исследования физико-механических свойств горных пород, производственные геолого-маркшейдерские и геофизические исследования, включающие георадиолокационный мониторинг, камеральную обработку данных, статистический анализ баз данных.
Объект исследований - естественные и техногенные массивы глинистых горных пород, слагающие основания технических сооружений.
Предмет исследований - диагностируемые по радарограммам разуплотненные влагонасыщенные зоны и геомеханические процессы в этих зонах при физико-химическом укреплении.
Научные положения, защищаемые в диссертации:
повышение информативности до 30% обеспечивается подбором с помощью циклического алгоритма центральной частоты георадара, связанной степенной зависимостью с отношением удельного электросопротивления и диэлектрической проницаемости среды, в диапазоне 80-240 МГц;
преобразование стандартной радарограммы в интегрированную, аналогичную геоэлектрическому разрезу, обеспечивается разделением её поля на элементы с задаваемыми размерами в диапазоне 0,08-1,0 м и суммированием положительных значений амплитуд отраженных сигналов в пределах этих элементов;
диагностирование разуплотненных и влагонасыщенных зон в основаниях сооружений обеспечивается комплексной интерпретацией радарограмм, данных геологических изысканий, статического и электрического зондирова-
ний путем построения погоризонтных срезов на глубинах 1-8 м, вертикальных и горизонтальных геоэлектрических разрезов и объемных моделей;
количественная оценка интенсивности процессов физико-химического укрепления грунтов обеспечивается интегральным критерием, полученным суммированием средних значений амплитуд радарограммы в пределах зоны инъекции, который уменьшается до 13% на стадии обработки и увеличивается до 41% при наборе прочности закрепленным грунтом. Научная новизна работы заключается:
в обосновании частотного диапазона и разработке алгоритма подбора центральной частоты георадиолокации;
в разработке алгоритма построения интегрированных радарограмм;
в разработке алгоритма интерпретации радарограмм в комплексе с данными геологических изысканий, статических и электрических зондирований;
в обосновании критериальных параметров интегрированных радарограмм для контроля процессов обработки и набора прочности закрепленным грунтом.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:
- корректным применением апробированных зависимостей теории гео
радиолокации;
применением в лабораторных и производственных исследованиях стандартной измерительной аппаратуры, прошедшей метрологическую поверку и стандартных методик обработки экспериментальных данных;
положительными результатами эксплуатации 7 объектов, на которых были внедрены рекомендации автора по повышению устойчивости оснований сооружений.
Личный вклад автора заключается:
в аналитическом обосновании, разработке алгоритмов, программ для ЭВМ и методик комплексной интерпретации радарограмм;
в проведении комплекса геофизических и радиолокационных исследований, участии в геологических изысканиях на экспериментальных участках, обработке экспериментальных данных и анализе результатов.
Научное значение работы состоит в обосновании частотного диапазона георадиолокации, критериев и алгоритмов комплексной интерпретации радарограмм, разработке на этой основе методик локации ослабленных зон, контроля процессов физико-химической обработки и набора прочности закрепленным массивом в основаниях горнотехнических сооружений.
Отличие от ранее выполненных работ заключается: в новом принципе выбора рационального режима георадиолокации; в идее построения интегрированных радарограмм, в применении методов их комплексной интерпретации с учетом данных геологических изысканий, статического и электрического зондирования, в использовании интегральных параметров радарограмм для локации ослабленных зон и контроля процессов физико-химического упрочнения грунтовых массивов.
Практическая ценность работы состоит:
в разработке методик и программ для ЭВМ, обеспечивающих повышение информативности георадиолокации, комплексную интерпретацию ра-дарограмм, локацию ослабленных зон, контроль процессов обработки и набора прочности укрепленных грунтов;
в обосновании рекомендаций по ликвидации аварийного состояния 7 технических объектов на предприятиях Кузбасса горного профиля.
Реализация работы
Основные положения разработанных методик изложены в методическом документе:
- Методическое руководство по электромагнитному мониторингу фи
зических процессов в грунтовых массивах оснований горнотехнических со
оружений и бортов угольных разрезов / ГУ КузГТУ, ООО "НООЦЕНТР-Д",
ОАО "УК "Кузбассразрезуголь", НФ "КУЗБАСС-НИИОГР". - Кемерово,
2011.-68 с.
Методический документ принят к использованию на разрезах ОАО "УК "Кузбассразрезуголь" и филиалах ОАО "Евразруда".
Основные результаты исследований внедрены в производство в филиалах ОАО "УК "Кузбассразрезуголь" - "Краснобродский угольный разрез", "Таллинский угольный разрез", в филиалах ОАО "Евраз" - ОАО "ЗСМК", Казский и Таштагольский филиалы ОАО "Евразруда", а также на разрезе "Виноградовский" филиала ОАО "Кузбасская топливная компания".
Апробация работы. Материалы диссертационной работы рассмотрены на научно-практической конференции "Управление механическими процессами дезинтеграции, инъекционного уплотнения и переработки горных пород" (г. Кемерово, 2009 г.); на XI Международной научно-практической конференции "Безопасность жизнедеятельности предприятий в промышленно развитых регионах" (г. Кемерово, 2011 г.); на IX Международной научно-практической конференции "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири" (г. Кемерово, 2012 г.); на XIV Международной научно-практической конференции "Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности" (г. Кемерово, 2012 г.); на всероссийской научной конференции для студентов, аспирантов и молодых ученых "Горняцкая смена - 2013" (г. Новосибирск, 2013 г.); на научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых КузГТУ, (г. Кемерово, 2007-2013 г.).
Экспонат «Система комплексного мониторинга техногенных грунтовых массивов гидроотвалов угольных разрезов», подготовленный с участием автора, награжден дипломом Международной выставки-ярмарки "Экспо-уголь-2011".
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, в том числе 10 статей в ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК, получено 2 свидетельства на регистрацию программ для ЭВМ.
Объем работы. Диссертация содержит введение, 4 главы, заключение, изложена на 141 странице машинописного текста, содержит 71 рисунок, 18 таблиц, список литературных источников из 133 наименований, 4 приложения.
Методы управления состоянием неустойчивых грунтов
Управление состоянием горного массива - совокупность мероприятий по целенаправленному переводу массива в заведомо устойчивое, близкое к предельному или неустойчивое состояние, оно осуществляется путём изменения в процессе разработки формы, параметров и продолжительности обнажения горных пород, а также изменения физико-механических свойств пород, обеспечивающих экономичное и безопасное ведение горных работ [4].
Управление состоянием неустойчивых грунтов осуществляется путем укрепления массива физическими и физико-химическими методами. Физические методы предполагают изменение физических свойств пород при помощи механического, термического и инъекционного воздействия на массив, также практикуется понижение уровня подземных вод с целью консолидации грунтов расположенных в зоне увлажнения. Физико-химические методы основаны на изменении физических свойств массива путем химического воздействия (рис. 1.2).
Силикатизация как способ физико-химического закрепления достаточно глубоко изучен в НИИОСП им. Н.М. Герсеванова под руководством Б.А. Ржаницына [5]. В своей работе автор рассматривает параметры технологии инъецирования растворами на основе силиката натрия, такие как радиус закрепления, расположение инъекторов, параметры движения закрепляющего раствора и пр. В работе [6] отмечено, что силикатизация нашла широкое применение при укреплении лёссовых, просадочных, высокопористых грунтов. Однако, наряду с преимуществами данного способа закрепления, такими как мгновенный процесс закрепления и быстрое нарастание прочности во времени, существует ряд недостатков: недолговечность, низкая прочность укрепленного грунта (0,1-0,5 МПа), хрупкое разрушение при динамических нагрузках, загрязнение окружающей среды.
М.И. Баженов в своей работе предлагает альтернативу способу силикатизации, где рассматривается методика закрепления грунтов на основе тонкодисперсных вяжущих [7]. Данный способ закрепления заключается в пропитке закрепляемого массива наномодифицированными суспензиями на основе тонкодисперсных вяжущих с размером зерен от 0,2 до 6 мкм, что позволяет достигать прочности массива 25-30 МПа.
Другим технологически схожим способом закрепления грунтов является смолизация. Особый вклад в развитие данного способа упрочнения грунтов внесли И.И. Вахрамеев, В.В. Давыдов, В.И. Кругов и др [8-10]. Сущность метода заключатся во введении в грунт высокомолекулярных карбомидных, фенолформальдегидных соединений и других синтетических смол в смеси с отвердителями - кислотами, кислыми солями. Данный способ обеспечивает прочное закрепление, придает грунтам водонепроницаемость, позволяет закреплять карбонатные грунты. При повышенном содержании карбонатов (до 3%) проводится предварительная обработка грунта раствором кислоты в объеме, равном объему гелеобразующего раствора. Существует ряд модификаций данного способа закрепления. Так в БГТУ им. В.Г. Шухова разработана конструкция сваи-инъектора, позволяющая повысить несущую способность сваи при уменьшении ее длины за счет увеличения площади опирання сваи на закрепленный смолизацией массив [11].
Аммонизация заключается в нагнетании в грунт под небольшим давлением газообразного аммиака. Способ применяют для придания лёссовым грунтам свойства непросадочности. В результате взаимодействия массива с аммиаком образуется высокодисперсный гель Са(ОН)2, который в свою очередь, реагируя с кремнеземом и коллоидной кремневой кислотой в грунте, образует известковокремнеземистое вяжущее, стабилизирующее грунт [12].
Управление состоянием массива, сложенного глинистыми отложениями, также возможно способами термообработки и замораживания. Термообработку применяют к просадочным грунтам, путем воздействия на массив газообразными продуктами горения, имеющими температуру 700-1000 С [13]. Основная задача, решаемая при замораживании - стабилизация и закрепление неустойчивых водоносных грунтов. Существует два следующих основных способа замораживания грунтов: воздействие на массив хладагентом (хлористым кальцием), путем его охлаждения на специальной замораживающей станции с последующей подачей охлажденного раствора по специальным трубам; замораживание с использованием жидкого азота, при этом скорость замораживания значительно выше. Основы технологии замораживания массивов при проходке горных выработок разработаны в работах Н.Г. Трупака [14]. Достоинства применения жидкого азота (относительно низкая стоимость, нетоксичность, взрыво- и пожаробезопасность) перекрываются рядом недостатков свойственных искусственному замораживанию: пучение обводненных грунтов, сложность подготовительных работ, длительный период процесса замораживания, а также временное действие, невозможность применять облегченные крепи в обводненных грунтах.
К механическим способам относят возведение забивных металлической и деревянной крепей (шпунтовых ограждений). При возведении такой крепи не допускается наличие напорных вод, что ограничивает её область применения. Для забивной крепи не свойственны высокие скорости проходки (для стволов 1-5 м/мес). Ненадежность, трудоемкость данного метода ведут к снижению объемов его использования.
Уплотнение грунтов получило распространение в гидротехническом, автодорожном и железнодорожном строительстве, при выполнении земляных работ, связанных с вертикальной планировкой застраиваемых территорий, при засыпке котлованов и траншей после устройства фундаментов, прокладке подземных коммуникаций. Весьма эффективно уплотнение грунтов при подготовке оснований под здания и сооружения, возводимые на неоднородных по сжимаемости насыпных, просадочных и водонасыщенных грунтах. Обычно его производят слоями до 0,5 м, используя катки, вибротрамбовки, виброплиты. В Файбергской Горной Академии совместно с учеными Технического университета в Дрездене и университета в Карлсруэ разработаны и опробованы различные методики уплотнения взрывом, с помощью которых создаются "скрытые дамбы" в приоткосной зоне отвала [15]. На застроенных и используемых территориях применение данного метода часто затруднительно. Для повышения устойчивости откосных сооружений, возводимых из слабо укрепленных, рыхлых грунтов, а также трещиноватых пород, используют подпорные бетонные стенки, габионы, контрфорсы и др. Известны случаи применения комбинированного укрепления грунтов в условиях проходки тоннелей различного назначения [16-19].
Инъекционное закрепление грунтов осуществляется путем нагнетания вглубь неоднородного нарушенного массива различных закрепляющих растворов. Основные задачи, решаемые инъекционным закреплением - укрепление массива и создание гидроизоляционных завес. В качестве гидроизоляционных материалов широкое применение нашли цементация, битумизация и глинизация.
Глинизация - искусственное заполнение глиной пустот и крупных трещин в массиве горных пород (карстовых известняков, доломитов и т.п.), оно осуществляется при больших объёмах пустот с целью сокращения расхода более дорогостоящих тампонажных материалов [20].
Глинизация в СССР впервые предложена и осуществлена инженером А.И. Гертнером в 1928 г при проходке ствола одной из угольных шахт Кизе-ловского бассейна в карстовых известняках. Позже применялась при проходке стволов в Соликамске и других районах. Сущность способа заключается в нагнетании раствора глины насосами под давлением 0,6-8 МПа через специальные скважины или инъекторы. По мере распространения раствора по трещинам вода из него отфильтровывается в окружающие горные породы, а твёрдый остаток заполняет пустоты. Для ускорения этого процесса к раствору добавляют коагулянты (растворы хлористого кальция, извести, хлористого натрия и др.).
Разработка методики количественной интерпретации радарограмм
При проведении георадиолокационного зондирования грунтов на экране ЭВМ по ходу перемещения георадара отображается радарограмма, на которой фиксируются линии синфазности в виде черно-белых или цветных полос, а также возникающие при записи шумы и помехи. На радарограмме, как правило, указывается расстояние проходимое георадаром, глубина зондирования, время прохождения сигнала и специальные метки (рис. 2.8).
Обработку полевых радарограмм выполняют в основном визуально в интерактивном режиме, основываясь на личном опыте оператора (интерпретатора). При этом следует учитывать, что в результате обработки неизбежно теряется часть информации, в том числе и полезной. Проведению фильтрации должен предшествовать визуальный анализ регистрируемой волновой картины с целью обнаружения на радарограммах участков с преобладанием полезных волн и помех. При выявлении помех в различном программном обеспечении теряются и полезные участки радарограмм [107]. Например, на рис. 2.8, а - радарограмма показывает наличие электропроводящего кабеля, а на рис. 2.8, б - зоны осадки грунта. Указанные аномальные зоны определяются оператором интуитивно, а не по количественным критериям.
Для количественной интерпретации при обработке радарограмм разработан алгоритм построения интегрированной радарограммы (рис. 2.9). Основные элементы алгоритма следующие:
- разделение поля радарограммы на элементы и пиксели;
- задание начальных и граничных условий;
- задание цветовой палитры, которая позволяет определить значение амплитуды А отраженного сигнала;
- вычисление усредненного интегрированного значения Е амплитуды А для элементов радарограммы;
- вывод интегрированной радарограммы в цифровом или графическом виде.
Интегрированная радарограмма имеет вид, близкий к классическим геоэлектрическим разрезам, что значительно повышает ее информативность.
На основании разработанных алгоритмов, которые приведены в данной главе, разработаны программы для ЭВМ, обеспечивающие более высокий уровень обработки и интерпретации радарограмм, а также позволяющие подбирать рациональный частотный диапазон зондирования в условиях Кузбасса. Программы защищены свидетельствами № 2012660880 и № 2012660877 [121, 122].
Материалы исследований автора, изложенных в данной главе, опубликованы в печатных работах [123-125].
Обоснование методик комплексной интерпретации радарограмм с учетом данных статических зондирований
Особенности комплексной интерпретации радарограмм с учетом данных статических зондирований исследованы на аварийном участке тоннеля глубокого заложения (территория ОАО "ЗСМК", г. Новокузнецк), с целью изучения распространения зон водонасыщенных грунтов. Схема тоннеля представлена на рис. 3.21.
Площадка расположения тоннеля интенсивно загружена подземными и наземными коммуникациями, в том числе и водонесущими. Поверхность площадки ровная, спланирована, отсыпана щебенисто-галечниковым материалом. На расстоянии 15,0 м от колодца № 3 имеется провал поверхности глубиной до 1,2 м округлой формы диаметром 6 м. Тоннель для сбора технической воды круглого сечения диаметром 3,9 м с отметкой кровли на глубине 14,5-15,4 м введен в эксплуатацию в 1972 году. В процессе эксплуатации произошло нарушение целостности бетонной оболочки, тоннель был затоплен и завален суглинистым материалом. На момент проведения эксперимента производилась очистка тоннеля со стороны колодца № 4.
Геологический разрез площадки по данным бурения и статического зондирования состоит из инженерно-геологических элементов, представленных в табл. 3.3. Инженерно-геологический разрез по линии 1-І представлен на рис. 3.22. Буровой скважиной 2К, пробуренной по краю провала на глубине 4,0 м до глубины 7,2 м, вскрыт горизонт грунтовых вод типа "верховодка", с распространением его по направлению к колодцу № 3 и увеличением мощности водонасыщенной зоны. По точке статического зондирования СЗ-1 текучие грунты выявлены в интервале 4,0-11,5 м. От провала по направлению к колодцу № 4 водонасыщенных грунтов не выявлено.
Для более детального изучения строения грунтов на площадке изысканий были проведены электромагнитные исследования методом георадиолокационного зондирования в режиме непрерывного сканирования. Изыскания были проведены с дневной поверхности на площадке между колодцами №3 и №4. Привязка измерений осуществлялась на основе планов по началу и концу каждого профиля, с использованием колесного датчика пути. Измерения проводились по схеме продольных и поперечных профилей (см. рис. 3.21). Подповерхностные георадиолокационные зондирования производились аппаратурой "ОКО-2" на частоте /= 150 МГц с экранированным антенным блоком АБ-150. Линейная горизонтальная развертка георадиолокационных данных производилась по датчику пути при заданной плотности съемки 10 пк/м. Рабочий временной диапазон 100 не. Результатами проведенных геофизических исследований являются комплексы радарограмм. Одной из характерных является радарограмма, выделенная вдоль продольного профиля 29, представленная на рис. 3.23. Используя разработанный алгоритм интерпретации результатов (п. 3.1.)» была получена карта распространения во-донасыщенных грунтов на глубине 2, 4 и 8 м в виде погоризонтных срезов, которая представлена на рис. 3.24.
С использованием графической программы 3dMax для обработки банка данных получена трехмерная модель зоны распространения водонасыщенных грунтов в плане и по глубине (рис. 3.25), которая позволила подтвердить предположение о том, что локальная обводненность площадки изысканий связана с утечками технической воды, поскольку распространение границ водонасыщенных грунтов совпадает с расположением систем подземных коммуникаций.
По результатам проведенного геолого-электромагнитного мониторинга разработан проект на проведение укрепительных работ в зоне ослабленных грунтов с применением метода высоконапорной инъекции.
Таким образом, комплексная интерпретация радарограмм с учетом данных статических зондирований позволяет перейти к формированию объемной модели ослабленных грунтов.
Материалы исследований автора, изложенных в данной главе, опубликованы в печатных работах [123, 126-128].
Внедрение результатов исследований в практику горностроительных работ
Реализация разработанных методик георадиолокационного мониторинга ослабленных грунтов в основании горнотехнических сооружений на объектах Кузбасса отражена в табл. 4.8.
На основании изложенных в диссертации научных и практических результатов совместно с научно-производственными организациями разработан отраслевой методический документ:
- Методическое руководство по электромагнитному мониторингу физических процессов в грунтовых массивах оснований горнотехнических сооружений и бортов угольных разрезов / ГУ КузГТУ, ООО "НООЦЕНТР-Д", ОАО "УК "Кузбассразрезуголь", НФ "КУЗБАСС-НИИОГР".
- Кемерово, 2011.-68с.
Методический документ принят к использованию на разрезах ОАО "УК "Кузбассразрезуголь" и филиалах ОАО "Евразруда".
Внедрение разработок позволяет снизить объем буровых работ, повысить оперативность изыскательских работ, а также увеличить информативность о состоянии и свойствах грунтов, залегающих в основании горнотехнических сооружений. За счет более точного определения параметров технологии ЭХЗ и ВНИ обеспечивается снижение материальных затрат при сохранении требуемого качества укрепления грунтов.
Материалы исследований автора, приведенные в данной главе, опубликованы в печатных изданиях [129-133].
