МАРКШЕЙДЕРСКИЙ МОНИТОРИНГ В КУНГУРСКОЙ ЛЕДЯНОЙ ПЕЩЕРЕ

Аннотация

Безопасность посещения пещеры является главным условием и требованием экс- плуатации естественных подземных сооружений. Значительная часть этого условия достигается с помощью маркшейдерского контроля. В соответствии со статьей 24 Федерального закона Российской Федерации от 21 февраля 1992 года № 2395-1 «О недрах» маркшейдерский контроль является одним их основных при обеспечении безопасности недропользования [2]. На сегодняшний день государство предъявляет недропользователям опреде- лённые требования к производству маркшейдерских работ. Отвечающие современ- ным требованиям маркшейдерские работы в Кунгурской Ледяной пещере (далее КЛП) начали производить с 2008 года. До этого в 1964 году Дорофеевым был со- ставлен единственный инструментальный достоверный и полный план пещеры с анализом пройденных теодолитных ходов и, начиная с 2003 года, Кунгурская ла- боратория-стационар осуществляла ежегодное тригонометрическое нивелирование экскурсионной тропы и гидропостов. Маркшейдерское обеспечение эксплуатации естественных подземных сооруже- ний, не связанных с добычей полезных ископаемых, включает создание маркшейдер- ской опорной сети, съёмку горных выработок, систематические наблюдения за сдви- жениями земной поверхности и толщи горных пород, ведение горно-графической маркшейдерской и геологической документации. В 2009 г. на объекте «Кунгурская Ледяная пещера и Ледяная гора» составлен и согласован с Западно-Уральским управлением Ростехнадзора проект маркшейдерских работ; в 2013 г. создана опорная маркшейдерская сеть (далее ОМС) на поверхности, соответствующая точности полигонометрии 1 разряда, создана подземная ОМС (поли- гонометрия 2 разряда). В 2017 г. Кунгурской лабораторией-стационаром «ГИ УрО РАН» был выполнен значительный комплекс маркшейдерских работ на данном объекте, в частности: разра- ботан и согласован с Западно-Уральским управлением Ростехнадзора проект наблюда- тельной станции; выполнена съёмка земной поверхности Ледяной горы в пределах гор- ного отвода и составлен план поверхности в М 1:1000; составлен совмещённый план поверхности и пещеры; создана наблюдательная станция в пещере в виде сети дефор- мационных марок; составлены план ОМС и карточки закладки пунктов ОМС; система- тизирована документация за предыдущие годы (научно-исследовательские работы, графический материал, отчёты и др.). Начиная с 2017 г. на объекте ведётся полный комплекс маркшейдерской доку- ментации, согласно инструкции по производству маркшейдерских работ, а именно - это: журналы нивелирования гидропостов, измерений, съёмок и состояния пунктов ОМС и др. [2]. В 2017 г. были начаты работы по уточнению контура пещеры, осыпей, озёр, экскурсионной тропы, несущих и ограждающих конструкций ( стен, ко- лонн, анкеров, бытовых сооружений). В данный момент составляется новый уточнённый план пещеры и уже выявлены расхождения с планом, составлен- ным Дорофеевым [1]. В конце 2017 г. был выполнен нулевой цикл измерений по мониторинговым де- формационным маркам в пещере. Наблюдения за сдвижениями массива в пещере 46 ----------------------- Page 47----------------------- включают систематические измерения с помощью тахеометра, обработку полученных данных и визуализацию результатов в виде графиков, профилей, чертежей, трёхмерных моделей. В 2015-2016 гг. в кровле пещеры было заложено 266 деформационных марок из специальной прочной конструкционной стали. Деформационные марки установлены в кровле свода над экскурсионной тропой и в потенциально опасных участках. Все ус- тановленные марки имеют сертификаты качества и соответствия стандарту. Марка представляет собой металлический штырь длиной 200 мм, диаметр крепежа - 20 мм, диаметр шарообразного знака - 30 мм. Методика проведения наблюдений заключается в определении координат Х, Y, Z центра марок с точностью до миллиметров. Съёмка марок осуществля- ется с пунктов маркшейдерской опорной и съёмочных сетей 2 раза в год в осен- ний и весенний период. По результатам измерений составляются ведомости вы- числений координат марок. Затем по формуле тригонометрии (1) вычисляется вектор сдвижения точки. При его значении больше 10 мм делаются выводы об опасности участка, характере протекания деформационного процесса и мерах обеспечении безопасности. (1) где - координата Х точки текущей серии наблюдений, м; - координата Х точки начальной серии наблюдений, м; - координата Y точки текущей серии наблюдений, м; - координата Y точки начальной серии наблюдений, м; - координата Z точки текущей серии наблюдений, м; - координата Z точки начальной серии наблюдений, м. Если длина вектора превышает 10 мм, то в данном месте прогнозируется об- вал и необходимо принятие срочных мер по укреплению свода. В данный момент выполняется вторая серия наблюдений по деформационным маркам. По результатам которой можно будет провести анализ деформированного со- стояния массива. Исследования в натурных условиях позволяют выявить количественные показа- тели, характеризующие деформации в конкретных горно-геологических условиях. Таким образом, пещера как опасный производственный объект 3 класса опасности, на сегодняшний день, нуждается в постоянном наблюдении за де- формациями массива. Прогнозирование обвалов и анализ напряженно- деформированного состояния массива являются главной целью маркшейдерско- го мониторинга на данном объекте.