Разработка методологии изучения зон разуплотнения в водозащитной толще месторождений калийных солей наземной и наземно-подземной гравиметрией

Авторы

  • С.Г. Бычков Горный институт УрО РАН
  • А.В. Мичурин Горный институт УрО РАН
  • Г.В. Простолупов Горный институт УрО РАН
  • А.А. Симанов Горный институт УрО РАН
  • В.В. Хохлова Горный институт УрО РАН

DOI:

https://doi.org/10.7242/2658-705X/2019.3.1

Ключевые слова:

гравиметрия, соли, шахта, аномалия силы тяжести, трехмерная модель

Аннотация

При поддержке проекта регионального конкурса РФФИ в 2016-2018 гг. проводились исследования по применению гравиметрии для изучения и прогнозирования негативных инженерно-геологических явлений, вызванных процессом эксплуатации месторождений калийных солей. В процессе выполнения проекта разработаны методики высокоточной наземной, наземно-подземной гравиметрической съемок и мониторинговых наблюдений, выполнена адаптация способов обработки гравиметрических данных этих съемок, созданы компьютерные алгоритмы обработки наблюдений. Предложены способы интерпретации наземной, наземно-подземной и мониторинговой гравиметрической съемок на основе совместного применения качественных и количественных методов извлечения геологической информации из гравиметрических данных. Применение гравиметрического мониторинга на аварийных участках рудников Верхнекамского месторождения калийных солей показало его высокую эффективность. Установлено, что провалы земной поверхности и участки повышенных оседаний, обусловленные затоплением рудников, отчетливо фиксируются в гравитационном поле. По сочетанию отрицательных локальных аномалий силы тяжести, которые интерпретируются как природные ослабленные зоны с отрицательными динамическими аномалиями, связанными с продолжением процесса разуплотнения, можно успешно прогнозировать участки опасных геологических процессов.

Поддерживающие организации
Исследования в данном направлении проводятся при финансовой поддержке регионального конкурса РФФИ проекты № №17-45-590302 р_а «Разработка методики мониторинговых гравиметрических исследований для изучения карстовых процессов» и № 19-45-590011 р_а «Разработка критериев выявления техногенных разуплотненных зон в подработанном массиве по данным высокоточных гравиметрических наблюдений».

Биографии авторов

  • С.Г. Бычков, Горный институт УрО РАН
    доктор геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией геопотенциальных полей, Горный институт УрО РАН - филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (ГИ УрО РАН)
  • А.В. Мичурин, Горный институт УрО РАН
    кандидат технических наук, научный сотрудник, ГИ УрО РАН
  • Г.В. Простолупов, Горный институт УрО РАН
    кандидат технических наук, старший научный сотрудник, ГИ УрО РАН
  • А.А. Симанов, Горный институт УрО РАН
    кандидат технических наук, научный сотрудник, ГИ УрО РАН
  • В.В. Хохлова, Горный институт УрО РАН
    младший научный сотрудник, ГИ УрО РАН

Библиографические ссылки

  1. Абрамов Д.В., Бычков С.Г. Возможная природа пульсаций гравитационного поля // Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей: материалы 45-й сессии Междунар. семинара им. Д.Г.Успенского. - Казань: Казанский ун-т, 2018. - С. 16-18.
  2. Бычков С.Г. Аномальные временные ряды записи гравиметров // Стратегия и процессы освоения георесурсов. Сб. науч. тр. Вып. 16. - Пермь: ГИУрОРАН, 2018. - С 140-142.
  3. Бычков С.Г. Гравиметрический мониторинг: возможности, задачи, перспективы // Стратегия и процессы освоения георесурсов. Сб. науч. тр. Вып. 15. - Пермь: ГИ УрО РАН, 2017, С. 146-149.
  4. Бычков С.Г., Долгаль А.С., Костицын В.И., Симанов А.А., Хохлова В.В. Редуцирование высокоточных гравиметрических наблюдений // Геодезия, картография, кадастр, ГИС - проблемы и перспективы развития: тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. (РБ, Новополоцк, 9-10.06.2016 г.) / Полоцкий гос. ун-т. - Новополоцк: ПГУ, 2016. - С. 26-30.
  5. Бычков С.Г., Долгаль А.С., Симанов А.А., Хохлова В.В. Опыт использования современных процедур обработки высокоточных гравиметрических съемок // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2017. XIII Междунар. науч. конгр. (17-21 апреля 2017 г.). Междунар. науч. конф. «Недропользование. Горное дело. Направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Экономика. Геоэкология». - Т. 3. - Новосибирск: СГУГиТ, 2017. - С. 99-104.
  6. Бычков С.Г., Мичурин А.В., Симанов А.А. Гравиметрический мониторинг аварийных участков рудников Верхнекамского месторождения калийных солей // Материалы 44-й сессии Междунар. науч. семинара им. Д.Г.Успенского «Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей» (г. Москва, 23-27.01.2017 г.) - М.: ИФЗ РАН, 2017. - С. 75-79.
  7. Бычков С.Г., Мичурин А.В., Симанов А.А. Гравиметрический мониторинг аварийных участков рудников Верхнекамского месторождения калийных солей // Геология и полезные ископаемые Западного Урала: сб. статей по материалам Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. - Пермь: ПГНИУ, 2017. - С. 132-137.
  8. Бычков С.Г., Мичурин А.В., Симанов А.А. Гравиметрический мониторинг карстовых процессов // Глубинное строение, геодинамика, тепловое поле Земли, интерпретация геофизических полей: Девятые научные чтения памяти Ю.П. Булашевича (18-22.09.2017). - Екатеринбург, ИГфУрО РАН, 2017 - С. 93-97.
  9. Бычков С.Г., Мичурин А.В., Симанов А.А. Гравиметрический мониторинг рудников Верхнекамского месторождения калийных солей // Геофизика, - 2017. - №5. - С. 10-16.
  10. Бычков С.Г., Мичурин А.В., Симанов А.А. Результаты гравиметрического мониторинга аварийных участков рудников Верхнекамского месторождения калийных солей // Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей: материалы 45-й сессии Междунар. семинара им. Д.Г.Успенского. - Казань: Казанский ун-т. - 2018. - С. 130-131.
  11. Бычков С.Г., Простолупов Г.В., Симанов А.А., Щербинина Г.П. Гравиметрические исследования аварийных участков рудников Верхнекамского месторождения калийных солей // Геология и полезные ископаемые Западного Урала: сб. ст. юбилейной конф., посвящ. 100-летию Перм. ун-та и 85-летию геол.ф-та. - Пермь: ПГНИУ, 2016. - С. 124-127.
  12. Бычков С.Г., Простолупов Г.В., Щербинина Г.П. Наземно-подземная гравиразведка на Верхнекамском месторождении калийных солей // Теория и практика разведочной и промысловой геофизики: материалы Междунар. Науч.-практ. конф. - Пермь, 2016. - С. 76-80.
  13. Бычков С.Г., Простолупов Г.В., Щербинина Г.П. Прикладные задачи гравиметрии при обеспечении безопасности отработки месторождения растворимых солей // Геофизика, 2018. - №5. - С. 4-12.
  14. Бычков С.Г., Простолупов Г.В., Щербинина Г.П. Применение наземно-подземной гравиразведки на Верхнекамском месторождении калийных солей // Геофизика, - 2016. - №5. - С. 37-41.
  15. Бычков С.Г., Симанов А.А. Возможная природа повышенной дисперсии отсчетов гравиметра // Геология и полезные ископаемые Западного Урала. - Вып. 1(38). - Пермь: ПГНИУ, - 2018. - С. 163-167.
  16. Мичурин А.В. Комплексная интерпретация геофизических данных при поисках медно-порфирового оруденения // Стратегия и процессы освоения георесурсов. - Вып. 16. - Пермь: ГИ УрО РАН, 2018. - С. 150-152.
  17. Мичурин А.В. Решение линейной обратной задачи гравиразведки по площадным измерениям методом минимизации эмпирического риска // Стратегия и процессы освоения георесурсов. Сб. научн. трудов, - Вып. 14. - Пермь: ГИ УрО РАН, 2016. - С. 147-149.
  18. Простолупов Г.В. Определение количественных параметров источников поля силы тяжести методом «Полюс» // Стратегия и процессы освоения георесурсов. Сб. научн. трудов, - Вып. 14. - Пермь: ГИ УрО РАН, 2016. - С. 150-156.
  19. Простолупов Г.В. Оптимальные параметры реализации метода Polus2d при решении обратной задачи гравиметрии // Стратегия и процессы освоения георесурсов. - Вып. 16. - Пермь: ГИ УрО РАН, 2018. - С. 156-160.
  20. Простолупов Г.В. Свойства локализации полюсов потенциала силы тяжести относительно источников поля и практическая реализация метода POLUS // Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей: материалы 45-й сессии Междунар. семинара им. Д.Г.Успенского. - Казань: Казанский ун-т, 2018. - С. 70-71.
  21. Симанов А.А. Гравиметрический мониторинг карстово-суффозионных процессов в районах интенсивного освоения недр // Стратегия и процессы освоения георесурсов. - Вып. 16. - Пермь: ГИ УрО РАН, 2018. - С. 161-163.
  22. Симанов А.А. Опытные геофизические работы на территории историко-природного комплекса «Ледяная гора и Кунгурская ледяная пещера» // Стратегия и процессы освоения георесурсов: сб. науч. тр. - Вып. 14. - Пермь: ГИ УрО РАН, 2016. - С. 160-162.
  23. Хохлова В.В. Вычисление гравитационных эффектов в сферической системе координат // Стратегия и процессы освоения георесурсов. Сб. науч. тр. - Вып. 14. - Пермь: ГИ УрО РАН, 2016. - С. 166-168.
  24. Щербинина Г.П., Простолупов Г.В. Геологическое строение области сочленения ВосточноЕвропейской Платформы и Соликамской депрессии Предуральского прогиба в южной части Верхнекамского месторождения калийных солей // Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей: материалы 45-й сессии Междунар. семинара им. Д.Г.Успенского. - Казань: Казанский ун-т. 2018. - С. 115.
  25. Щербинина Г.П., Простолупов Г.В. Тектоника области сочленения Восточноевропейской платформы и Соликамской депрессии Предуральского прогиба // Вестник Пермского университета. Геология. - 2018. - №3. - С. 200-207.
  26. Bychkov S. The tomographic transform of the gravity field and their geological interpretation // 8th Saint Petersburg International Conference & Exhibition «Saint Petersburg 2018. Innovations in Geosciences - Time for Breakthrough» - Saint Petersburg, Russia (9-12 April 2018). Submission ID: 44418. 6 р.
  27. Bychkov S., Michurin A., Simanov A. Interpretation of results gravity monitoring of karst processes // 8th Saint Petersburg International Conference & Exhibition «Saint Petersburg 2018. Innovations in Geosciences - Time for Breakthrough» - Saint Petersburg, Russia (9-12 April 2018). Submission ID: 44417. 6 р.
  28. Bychkov S.G., Michurin A.V., Simanov A.A. Gravimetric monitoring of technogenic impact on geological environment // Engineering and Mining Geophysics 2018 (23-27 April 2018), - Almaty, Kazakhstan. Submission ID: 46144. 6 р.

Загрузки

Опубликован

2019-10-14

Выпуск

№ 3 (2019)

Раздел

Исследования: теория и эксперимент

Как цитировать

Бычков, С., Мичурин, А., Простолупов, Г., Симанов, А., & Хохлова, В. (2019). Разработка методологии изучения зон разуплотнения в водозащитной толще месторождений калийных солей наземной и наземно-подземной гравиметрией. Вестник Пермского федерального исследовательского центра, 3, 8-19. https://doi.org/10.7242/2658-705X/2019.3.1