RU2817529C1 - Способ выявления участков растяжения и сжатия в горном массиве с использованием радонометрии - Google Patents
Способ выявления участков растяжения и сжатия в горном массиве с использованием радонометрии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2817529C1 RU2817529C1 RU2023126386A RU2023126386A RU2817529C1 RU 2817529 C1 RU2817529 C1 RU 2817529C1 RU 2023126386 A RU2023126386 A RU 2023126386A RU 2023126386 A RU2023126386 A RU 2023126386A RU 2817529 C1 RU2817529 C1 RU 2817529C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compression
- thoron
- radon
- rock mass
- volumetric activity
- Prior art date
Links
- 230000006835 compression Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 238000007906 compression Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000011435 rock Substances 0.000 title abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 18
- XQVKLMRIZCRVPO-UHFFFAOYSA-N 4-[(2-arsonophenyl)diazenyl]-3-hydroxynaphthalene-2,7-disulfonic acid Chemical compound C12=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C2C=C(S(O)(=O)=O)C(O)=C1N=NC1=CC=CC=C1[As](O)(O)=O XQVKLMRIZCRVPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 241000679125 Thoron Species 0.000 claims abstract description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229910052704 radon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N radon atom Chemical compound [Rn] SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к инженерной геологии, а именно к способам выявления участков растяжения и сжатия в горном массиве. Заявлен способ выявления участков растяжения и сжатия в горном массиве, включающий измерения суммарной объемной активности радона и торона в почвенном воздухе устройством для измерения альфа-активных газов. После чего зоны сжатия определяются по формуле АСЖАТ = QTn/QRn222 , а зоны растяжения АРАСТЯЖ = QRn222/QTn , где QRn222 и QTn - объемная активность радона и торона в отобранной пробе почвенного воздуха соответственно. Технический результат - выявление зон растяжения и сжатия в горном массиве исследуемого участка для определения зон деформации без периодических измерений. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к инженерной геологии, а именно к способам, выявления участков растяжения и сжатия в горном массиве.
Широко известен способ геодезического мониторинга выявления зон деформаций растяжения и сжатия в массиве горных пород [1-2]. Данный способ заключается в длительном инструментальном наблюдении за числовыми параметрами горизонтальных деформаций (растяжения, сжатия) земной поверхности, которые определяются на основании инструментальных геодезических измерений расстояний между реперами профильной линии. Измерения выполняются с помощью электронного тахеометра, среднеквадратическая погрешность измерения углов которого не превышает ±2''. Измерение расстояний между реперами профильных линий тахеометром проводится в прямом и обратном направлениях. Расхождение дважды измеренной длины интервала не должно превышать ±3 мм. Горизонтальные деформации интервала между реперами ε за период между двумя наблюдениями определяется по формуле:
,
где d, d n , d n-1 - горизонтальные проложения интервалов соответственно из начального, предыдущего и последующего наблюдений.
Положительные значения деформаций соответствуют увеличению интервала - растяжению, отрицательные значения - сжатию. По результатам измерений строятся графики.
Основными недостатками способа являются:
- необходимость неоднократных измерений и их обработки;
- продолжительность выполнения.
Целью предлагаемого изобретения является выявления зон растяжения и сжатия в горном массиве исследуемого участка для определения зон деформации.
Этапы выполнения предлагаемого способа выявления зон растяжения и сжатия в горном массиве с использованием радонометрии:
1. По профильным линиям в точках измерениях выполняется бурение шпуров, глубиной 0,5 - 1,0 м.
2. Из шпура с помощью устройства для измерения альфа-активнных газов (например РГА-500; РГА-01) производится отбор пробы почвенного воздуха и измерение в ней суммарной объемной активности радона (Rn) и торона (Tn) Q Rn+Tn (Бк/м3) (Также торон обозначается Rn).
3. После измерения Проба остается в измерительной камере (краны на приборе остаются закрытыми) не менее 180 с. За это время Tn в пробе распадается (период полураспада Tn 55,6 с) и остается только Rn.
4. Выполняется измерение объемной активности радона, Q Rn (Бк/м3) (период полураспада Rn составляет 3,8 сут).
6. В камеральных условиях вычисляется объемная активность торона в пробе:
Q Tn = (Q Rn+Tn)-Q Rn (Бк/м3)
7. Исходя из современных научных представлений о механизме формирования геодинамической составляющей поля радоновых эманаций (являются смесью Rn и Tn) в массиве горных пород, в почвенном воздухе над зоной деформаций растяжения по сравнению с соседними участками, доля радона увеличивается. Над зоной деформаций сжатия в почвенном воздухе, по сравнению с соседними участками, увеличивается доля торона.
7.1 Для выявления зон деформаций растяжения горного массива исследуемой территории для каждой определяется показатель АРАСТЯЖ. = Q Rn/Q Tn.
7.1.1 По значениям АРАСТЯЖ строится карта растяжений (фиг. 1).
7.2 Для выявления зон деформаций сжатия в горном массиве исследуемой территории определяется показатель АСЖАТ = Q Tn/Q Rn.
7.2.1 По значениям АСЖАТ, строится карта сжатий (фиг. 2).
Краткое описание чертежей:
1. Карта растягивающих деформаций исследуемого горного массива по распределению значений в пробе почвенного воздуха, где Q Rn - объемная активность Rn в пробе почвенного воздуха (Бк/м3); Q Tn - объемная активность Tn в пробе почвенного воздуха (Бк/м3). Свердловская область, г. Краснотурьинск, участок промплощадки ш. Северопесчанская, 2023 г.
2. Карта сжимающих деформаций исследуемого горного массива по данным радонометрии Карта сжимающих деформаций исследуемого горного массива по распределению значений . Свердловская область, г. Краснотурьинск, участок промплощадки ш. Северопесчанская, 2023 г. (фиг. 2).
3. График горизонтальных деформаций по профильной геодезической линии 12. Свердловская область, г. Краснотурьинск, участок промплощадки ш. Северопесчанская, 2023 г. (фиг. 3).
Пример
Участок применения способа расположен на промплощаке шахты «Северопесчанская» в зоне техногенного воздействия подземных горных работ в г. Краснотурьинск Свердловской области.
С целью выявления зон растяжения и сжатия в горном массиве исследуемого участка использованы радонометрические исследования. Для выявления зон растяжения и сжатия в горном массиве использовалось распределение соотношения радона (Rn) и торона (Tn) в пробах почвенного воздуха исследуемого участка. Полученные данные по выявлению зон растяжения и сжатия подтверждаются результатами маркшейдерско-геодезических измерений. Использование распределения соотношения объемной активности радона и торона в почвенном воздухе повышает информативность и достоверность исследований современной геодинамической активности горного массива, позволяет вполнять исследования оперативнее.
Размер исследуемого участка 350×110 м. Горный массив участка находится в зоне техногенного влияния подземных горных работ в ш. Северопесчанская. Радонометрические измерения выполнены в 45 точках. По результатам радонометрических измерений построены:
1. Карта растягивающих деформаций исследуемого горного массива по данным радонометрии (фиг. 1).
2. Карта сжимающих деформаций исследуемого горного массива по данным радонометрии (фиг. 2).
3. Результаты достоверности выявления зон растяжения и сжатия радонометрическим методом подтверждаются данными маркшейдерско-геодезического мониторинга за 8 месяцев (фиг. 3).
Вывод
Радонометрический метод позволяет без периодических измерений в отличие от геодезического мониторинга выявлять зоны деформаций растяжения и сжатия в массиве горных пород.
Список литературы:
1. Инженерно-геодезические изыскания для строительства. Общие правила производства работ. СП 317.1325800.2017: издание официальное: принят и введен в действие с 23 июня 2018 г. впервые / Минстрой России, «АИИС», ООО «ИГИИС» [и др.]. - Москва: Минстрой России, 2017. - 79 с. - (Свод правил).
2. Инженерно-геодезические изыскания для строительства. СП 11-104-97: издание официальное: принят и введен в действие с 1 января 1998 г впервые / ПНИИИС, ГО «Росстройизыскания», ЦНИИГАиК [и др.]. - Москва, 2005. - 76 с. - (Система нормативных документов в строительстве).
Claims (9)
1. Способ выявления участков растяжения и сжатия в горном массиве, отличающийся тем, что в шпурах, пробуренных по профильной линии в точках измерения, устройством для измерения альфа-активнных газов производят отбор проб почвенного воздуха, в которых измеряют суммарный объем активности радона и торона QRn+Tn , (Бк/м3), далее, после распада торона, измеряют объемную активность радона QRn , (Бк/м3), а объемную активность торона вычисляют по формуле:
QTn = QRn+Tn - QRn , (Бк/м3),
где
QRn+Tn - суммарная объемная активность радона и торона в отобранной пробе, Бк/м3;
QTn - объемная активность торона в отобранной пробе, Бк/м3;
QRn - объемная активность радона в отобранной пробе, Бк/м3;
после чего для каждой точки измерения определяют показатель сжатия АСЖАТ = QTn/QRn и показатель растяжения АРАСТЯЖ = QRn/QTn , причем по значениям АРАСТЯЖ строят карту растяжений, а по значениям АСЖАТ строят карту сжатий, по которым выявляют участки растяжения и сжатия в горном массиве.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отсутствует необходимость оборудовать стационарную наблюдательную геодезическую станцию.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отсутствует необходимость в мониторинговых наблюдениях.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2817529C1 true RU2817529C1 (ru) | 2024-04-16 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU396659A1 (ru) * | 1972-06-12 | 1973-08-29 | Способ выявления современных геодинамических движений в тектонических структурах | |
| RU2068186C1 (ru) * | 1992-10-16 | 1996-10-20 | Евгений Борисович Чинский | Способ выявления современного геодинамического состояния горного массива |
| RU2516593C1 (ru) * | 2012-10-11 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт земной коры Сибирского отделения Российской академии наук ИЗК СО РАН | Способ оценки ширины зоны динамического влияния активного разлома земной коры |
| RU2793085C1 (ru) * | 2022-05-25 | 2023-03-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН) | Способ геодинамического районирования горного массива с использованием радонометрии |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU396659A1 (ru) * | 1972-06-12 | 1973-08-29 | Способ выявления современных геодинамических движений в тектонических структурах | |
| RU2068186C1 (ru) * | 1992-10-16 | 1996-10-20 | Евгений Борисович Чинский | Способ выявления современного геодинамического состояния горного массива |
| RU2516593C1 (ru) * | 2012-10-11 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт земной коры Сибирского отделения Российской академии наук ИЗК СО РАН | Способ оценки ширины зоны динамического влияния активного разлома земной коры |
| RU2793085C1 (ru) * | 2022-05-25 | 2023-03-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН) | Способ геодинамического районирования горного массива с использованием радонометрии |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Далатказин Т. Ш. Взаимосвязь уровня радоновой эмиссии с современной геодинамикой и тектоническими зонами, Горный информационно-аналитический бюллетень, номер 2, 2007, С. 212-215. * |
| Далатказин Т. Ш. Использование радонометрии при изучении геодинамической ситуации горного массива Естюнинского месторождения, Известия тульского государственного университета. Науки о земле, номер 3, 2020, С.141-149. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yang et al. | Estimation of rock mass properties in excavation damage zones of rock slopes based on the Hoek-Brown criterion and acoustic testing | |
| CN106405675B (zh) | 用于露天矿坑尾矿库边坡滑坡预警的动态监测方法 | |
| Hawkins | Aspects of rock strength | |
| CN111708079B (zh) | 基于tsp的隧道有害气体综合超前预报方法 | |
| Hoek | Rock mechanics—an introduction for the practical engineer | |
| Hudson et al. | P-wave velocity measurements in a machine-bored, chalk tunnel | |
| RU2817529C1 (ru) | Способ выявления участков растяжения и сжатия в горном массиве с использованием радонометрии | |
| CN112946778B (zh) | 一种基于地下水浑浊度监测预警岩溶塌陷的方法 | |
| CN112611805B (zh) | 一种基于衰减系数的评价围岩松动圈范围的方法 | |
| CN107103165A (zh) | 一种计算油田储层陡倾角剪切裂缝线密度的方法 | |
| Deng et al. | Characterization of the disturbed zone in a large rock excavation for the Three Gorges Project | |
| Davlatshoev et al. | Research methods for seismoacoustic monitoring of large underground facilities | |
| Deák et al. | In-situ Primary Stress Detection Based on Seismic Tomography Measurements and Numerical Back-analysis for an Underground Radwaste Repository | |
| Price et al. | The engineering geology of Edinburgh Castle rock | |
| Lukk et al. | Some estimates of the stress–strain state of the Earth’s crust of the Russian Platform | |
| Kumar et al. | P and S wave velocity of rocks in Jharia coalfield region for assessment of its geotechnical properties in dry, semi-saturated and saturated conditions | |
| Zou et al. | Investigation of blast-induced fracture in rock mass using reversed vertical seismic profiling | |
| Polemis Júnior | Empirical methods to estimate mechanical properties of jointed rock masses and a proposal for a geophysical method to assist geological discontinuity characterization | |
| Aoyagi et al. | Quantitative assessment of an Excavation Damaged Zone from variations in seismic velocity and fracture distribution around a gallery in the Horonobe Underground Research Laboratory | |
| RU2734453C1 (ru) | Способ сейсмоакустической оценки деформационно-прочностных характеристик грунта | |
| RU2106663C1 (ru) | Способ прогноза землетрясений | |
| ISLAM | EFFECTS OF STRESS-RATIO ON CRACK INTENSITY IN TUNNEL LINING | |
| Deák et al. | Comparison of Different Rock Mass Classifications at Bátaapáti Radioactive Waste Repository | |
| Ifelola et al. | Evaluation of slope stability in open pit mine and its effects | |
| Lo et al. | A field method for the determination of rock-mass modulus |