Применение георадаров для определения мощности вскрышных пород и угля

Автор: Шерин Евгений Александрович, Эквист Борис Владимирович

Журнал: Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii

Статья в выпуске: 7, 2011 года.

Бесплатный доступ

В статье приведены сведения об отечественных георадарах и возможности их применения в условиях горных предприятий для точного определения границ залегания вскрышных пород и полезного ископаемого.

Георадар, электромагнитные волны, свойства горных пород, геологические разрезы месторождений

Короткий адрес: https://sciup.org/140215354

IDR: 140215354

Текст научной статьи Применение георадаров для определения мощности вскрышных пород и угля

Данная тема актуальна при неглубоком залегании угля, с большой площадью простирания и его добычи открытым способом с удалением вскрышных пород БВР, и точного определения границ вскрышных пород и угля.

Георадар – геофизический прибор для проведения быстрого профилирования грунта. Это наиболее совершенная техника получения разрезов грунта, не требующая бурения или раскопок. Принцип работы георадара основан на излучении электромагнитной энергии в горную породу и определении соотношения излученной, отраженной и поглощенной энергий на разных глубинах распространения электромагнитной волны. Горные породы в большинстве случаев входят в группу полупроводников, характеризующуюся свойствами как диэлектриков, так и проводников (породам присущи некоторые значения удельной электропроводности и диэлектрической проницаемости) их свойства представлены в табл. 1

При прохождении через породу электромагнитной волны в ней происходит смещение внутренних связанных зарядов – сдвижение центров положительных и отрицательных зарядов в кристаллах таким образом, что на границе раздела пород с разными свойствами формируется отраженная волна различной интенсивности. Электромагнитные волны излучаются в импульсном режиме. Отраженная волна принимается антенным блоком между излученными импульсами. В зависимости от глубины зондирования точность в определении границ раздела изменяется. Технические параметры антенных блоков георадаров представлены в табл. 2.

Электрические свойства горных пород и угля.

Горная порода	s g « S * Й о ~ о О	t* cd - У Й О н о о У О S § к cd К СТ	Горная порода	й - 5 5 о О	о о у О к cd СТ 2 S Е^ с
Аргиллит	10-10²	6-8	Роговик Пироксеновый	10³-10⁴	11,0
Базальт	10³-10⁶	12	Роговик Пироксеновый	10³-10⁴	11,0
Глина	10-10⁶	7-12	Уголь каменный	10³-10 2	3-15
Гнейс	10²-10⁷	8-15	Известняк Тонкозернистый	10⁵	7-11
Гранит	10²-10⁷	4,9-9	Известняк Тонкозернистый	10⁵	7-11
Габбро	10²-10⁵	17,5	Кварцит	10-10⁵	7,0
Диорит	10²-10⁸	8-9	Мрамор	10²-10⁵	8,3
Диабаз	10²-10⁶	14,4-28,5	Порфир кварцевый	10²	14-17
Известняк	10²-10³	8-15	Перидотит	10²-10³	8,6
Песчаник	10¹-10⁸	11-9	Сланец Серицитовый	10⁴	11-12
Руда мартитовая	10⁴-10⁵	-	Сланец Серицитовый	10⁴	11-12
Руда пиритовая	101 102	-	Скарн нерудный	10⁸-10⁹	4-8
Руда магнетитовая	10-105	-	Серпентинит	10³-10⁴	11,2
Руда хромитовая	103	-	Сиенит	10²-10⁵	7-4

Технические параметры антенных блоков георадаров.

АНТЕННЫЕ БЛОКИ	ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕОРАДАРА
АНТЕННЫЕ БЛОКИ	ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЧАСТОТА, МГц	ГЛУБИНА ЗОНДИРОВАНИЯ, м	РАЗРЕШЕНИЕ, м
АБД	25-100	30	0,5-2,0
АБД-150	150	12	0,35
АБД-250	250	8	0,25
АБ-400	400	5	0,15
АБ-500	500	4	0,12
АБ-700	700	3	0,1
АБ-900	900	2	0,07
АБ-1200	1200	1,5	0,05
АБ-1700	1700	1	0,03

Выбор георадара производился для конкретного разреза ООО «АЗОТ-Черниговец» г. Березовский Кемеровской области. На разрезе добывается коксующийся уголь для промышленной металлургии. Стратиграфическая колонка представлена на рис.1. Из нее видно, что мощность вскрышных пород от 2 до 8 метром. Мощность пластов полезного ископаемого от 1.5 до 2 метров.

Таким образом, если применять георадар с антенным блоком АБД-250 с глубиной зондирования до 8 метром, то мы можем определить толщину залегания вскрышных пород по простиранию полезного ископаемого и рационально спланировать работы по удалению вскрышных пород и добыче.

Песчаник	Мелоблочный	3
	Без оыхления
Алевролит	Мелкоблочные	3	” — ^

Алевролит	Мелкоблочные	3	^ ^—

Песчаник	Среднеблочные
Уголь	Без рыхления	2
Песчаник глинистый	Крупноблочные	6-8	___XI
Уголь	Без рыхления	2
Алевролит	Мелкоблочные	3	■ ^ н
Уголь	Без рыхлений	2

Рис. 1. Стратиграфическая колонка расположения пластов породы с указанием мощности пластов (м).

In the article the information about the domestic georadar and the possibilities of their application in the conditions of the mountain enterprises to determine the exact boundaries of overburden rocks and mineral resources.

Список литературы Применение георадаров для определения мощности вскрышных пород и угля

Кутузов Б.Н., Совмен В.К., Эквист Б.В., Вартанов В.Г. Безопасность сейсмического и воздушного воздействия массовых взрывов. -М.: Изд-во МГГУ, 2004. -181 с.
Кутузов Б.Н. Методы ведения взрывных работ. Ч. 2 Взрывные работы в горном деле и промышленности: Учебник для вузов. -М.: Изд. МГГУ, 2008. -512 с.
Семейкин Н.П. Помозов В.В. Эквист Б.В. Монахов В.В. Геофизические приборы нового поколения.//Горный информационно-аналитический бюллетень, 2008. -№12. -С.203-210.

Статья научная