Инженерно-геологические исследования на плотине № 2 гидроотвала ОАО "Разрез Талдинский" - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа

Главная

Геология, гидрология и геодезия
Инженерно-геологические исследования на плотине № 2 гидроотвала ОАО "Разрез Талдинский"

Обоснование видов, объемов и методики работ в рамках дополнительных инженерно-геологических исследований на плотине гидроотвала. Уточнение строения и свойств естественных и техногенных пород, залегающих в основании отвала. Отбор проб из буровых скважин.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Глава 1. Инженерно-геологические условия плотины №2
1.1 Общая характеристика гидроотвала
1.2 Инженерно-геологические условия плотины №2
1.3 Гидрогеологические условия плотины №2
Глава 2. Виды, объемы и методика дополнительных инженерно-геологических исследований
Объект исследования - плотина №2 гидроотвала на р.Еланный Нарык ОАО «Разрез Талдинский».
Гидроотвал на р.Еланный Нарык эксплуатируется с 1997 г, в него поступают вскрышные породы глинисто-суглинистого состава, разрабатываемые средствами гидромеханизации. Гидроотвал представляет собой намывное гидротехническое сооружение с двусторонним обвалованием. Первоначальная емкость гидроотвала образована путем отсыпки первичных плотин №1 (низовой) и №2 (верховой). Первичные плотины каменно-земляные III класса капитальности. Высота первичной плотины №1 составляет 20 м, высота первичной плотины №2 - 25 м, отметка гребня 279,0 м. В 1999 г согласно проекту «Гипроуголь» произведено увеличение высоты плотины №1 до отметки 283,0 м. Отсыпка дамбы наращивания №1 произведена в нижнем бьефе. В 2001 г. выполнен рабочий проект дамбы наращивания №2 плотины №1 в верхнем бьефе до отметки 296,0 м.
Необходимость выполнения дополнительных инженерно-геологических исследований на плотине №2 гидроотвала «Талдинский» обусловлена требованиями разработки проекта повышения высоты гидроотвала.
Целью дополнительных инженерно-геологических исследований на гидроотвале является уточнение инженерно-геологических условий плотины №2 для обоснования параметров и условий устойчивости дамбы наращивания в рамках проекта дальнейшей эксплуатации гидроотвала.
Методы исследований - комплексный подход, включающий полевые и лабораторные методы изучения инженерно-геологических и гидрогеологических условий техногенных и естественных массивов.
При составлении проекта дополнительных изысканий под проектирование дамбы наращивания №2 использованы материалы инженерно-геологических и гидрогеологических исследований на гидроотвале, выполненные организациями Гипроуголь и ОАО Стройизыскания.
По данным исследований института «Гипроуголь» и ОАО «Стройизыскания» [3,4] инженерно-геологические условия плотины №2 характеризуются распространением 8 слоев, которые по местоположению, гранулометрическому составу и физико-механическим свойствам подразделяются на инженерно-геологические элементы (ИГЭ).
Глава 1. Инженерно-геологические условия плотины №2
1.1 Общая характеристика гидроотвала
Гидроотвал ОАО “Разрез Талдинский” предназначен для складирования вскрышных пород разреза, разрабатываемых способом гидромеханизации и представленных суглинистым грунтом. Гидроотвал расположен в 2 км южнее Центрального участка разреза на площади Южного отвала.
Гидроотвал овражно-балочного типа, расположен в долине р. Еланный Нарык. Площадь гидроотвала составляет 500 тыс.м2.
Первоначальная емкость гидроотвала 9,88 млн.м3 образована путем отсыпки первичных плотин №1 и №2, была предусмотрена для складирования наносов в течение двух лет. Первичные плотины каменно-земляные III класса капитальности.
Плотина №2 имеет параметры, превышающие проектные: высота 40 м, ширина по гребню 70 м, ширина по подошве 175 м, длина 452 м. Современная отметка гребня плотины +296. Фактически плотина представляет собой отвал вскрышных пород с перепадом отметок 267,0 - 296,0 м. Поверхность дамбы на гребне неровная, хаотично завалена кучами вскрышных пород с отдельными крупными глыбами. В западной части наблюдаются оползень и продольные трещины глубиной от 1,5 до 2,5 м с раскрытием по верху до 0,5 м. На низовом откосе имеются выходы (просачивание) воды из тела плотины.
В теле плотины №2 проложен водозаборный коллектор, через который осветленная вода из пруда-отстойника поступает на насосную станцию первого подъема и далее по водоводу на подрезную насосную станцию и гидромониторы.
Непосредственно у подножия низового откоса плотины №2 расположена емкость для приема воды из карьерного водоотлива. Вода из емкости в зависимости от необходимости используется либо для восполнения потерь воды в гидроотвале, либо в технологии гидромеханизации.
Территория гидроотвала является запретной зоной, поэтому все подъезды к гидроотвалу ограждаются запрещающими знаками “Опасная зона”. Размеры опасной зоны 100 м от границ гидроотвала. Охранная зона вокруг проектного контура гидроотвала, согласно СН 245-71, составляет 300 м.
В зоне затопления в случае гидродинамической аварии населенные пункты, промышленные и сельскохозяйственные объекты, места скопления людей отсутствуют.
1.2 Инженерно-геологические условия плотины №2
Плотина №2 отсыпана в днище и на склонах долины р. Еланный Нарык, имеющий асимметричный поперечный профиль с пологим (5-10°) правым и крутым (15-25°) левым склонами. На участке расположения гидроотвала долина реки выполнена четвертичными аллювиальными (местами заторфованными) суглинками и глинами, торфом, гравийным грунтом в пойменной части долины и делювиальными суглинками на склонах. Мощность насыпных пород плотины достигает 40 м, аллювиальных отложений - от 0,5 до 12 м, делювиальных суглинков от 1,2 до 23,5 м.
Коренные породы района представлены верхнепермскими осадочными породами песчано-глинистого состава: песчаниками, аргиллитами, с преобладанием последних. Верхнепермские породы до 50-60 м затронуты выветриванием, трещиноватые.
По данным исследований института «Гипроуголь» и ОАО «Стройизыскания» 3,4инженерно-геологические условия плотины №2 характеризуются распространением 8 слоев, которые по местоположению, гранулометрическому составу и физико-механическим свойствам подразделяются на инженерно-геологические элементы (ИГЭ):
ИГЭ 1а - крупнообломочный грунт, предоставленный щебнем, дресвой осадочных пород и песчано-глинистым заполнителем от 30 до 45%, местами с линзами и прослоями суглинка. Грунт является основной частью тела плотины и его мощность достигает 25 м.
ИГЭ 1б - суглинистый грунт, с включениями дресвы и щебня осадочных пород 10-25%, от твердой до тугопластичной консистенции, среднесжимаемый. Грунт встречен в виде прослоев и линз мощностью от 1,4 до 8,2 м.
ИГЭ 1в - суглинистый грунт, преимущественно текучепластичной консистенции, сильносжимаемый. Грунт встречен в толще крупнообломочного грунта в виде линз и прослоев мощностью 1,3 -9,0 м.
ИГЭ 1г - суглинистый грунт, с прослоями глин, элементов экрана (предполагаемого), коричневые, преимущественно тугопластичной консистенции, сильносжимаемый.
ИГЭ 1д - суглинистый грунт, с включением большого количества дресвы и щебня каменного угля, преимущественно твердой консистенции, среднесжимаемый. Мощность линз и прослоев в толще крупнообломочного и суглинистого грунтов составляет 3,8 -7,3 м.
Слой 2. Почвенно-растительный слой с корнями трав, кустарников.
Слой распространен на ненарушенных участках площадки и его мощность составляет 0,3 - 0,5 м.
ИГЭ 3 - торф темно-коричневый, сильноразложившийся, высокозольный, сильносжимаемый. Грунт встречен на заболоченных участках лога. Мощность слоя 0,7 -1,0 м.
ИГЭ 3а - глина серая и темно-серая, слабозаторфованная, преимущественно мягкопластичной консистенции, сильносжимаемая, сильнопучинистая. Грунт залегает под торфом и верхней части аллювиальных отложений днища долины р.Еланный Нарык. Мощность слоя изменяется от 0,3 до 2,6 м.
Слой 4. Аллювиальные отложения - суглинки и глины, зеленовато-серые и серые, с примесью органических веществ. Слой слагает основную часть аллювиальных отложений долины реки, он залегает под насыпными грунтами плотины, почвенно-растительным слоем, торфом и глиной слабозаторфованной. Мощность слоя изменяется от 0,8 до 4,9 м, а на отдельных участках она превышает 8,0 м.
ИГЭ 4а - суглинок, с линзами глин, преимущественно полутвердой консистенции, среднесжимаемый, сильнопучинистый.
ИГЭ 4б - суглинок, с прослоями глин, мягкопластичной консистенции, сильносжимаемый, сильнопучинистый.
ИГЭ 4в - суглинок, с прослоями глин, текучепластичной и текучей консистенции, сильносжимаемый, сильнопучинистый.
ИГЭ 5 -- аллювиальный гравийный грунт, представленный слабо и хорошо окатанными гравием, мелкой галькой осадочных и метаморфических пород с песчано-глинистым заполнителем от 15 до 35%.
Слой 6. Делювиальные отложения - суглинок, с линзами глины, светло-коричневый, карбонатизированный, ожелезненный, ненабухающий. На площадке слой представлен рыхлыми четвертичными отложениями склонов долины речки. Мощность слоя изменяется в значительных пределах - от 0,5 до 23,1 м.
ИГЭ 6б - суглинок, преимущественно тугопластичной консистенции, среднесжимаемый, среднепучинистый.
ИГЭ 6в - суглинок мягкопластичной консистенции, сильносжимаемый, сильнопучинистый.
ИГЭ 6г - суглинок, преимущественно текучепластичной консистенции, сильносжимаемый, сильнопучинистый.
Слой 7. Уголь каменный, черного цвета, выветрелый до состояния сажи и дресвы. На полную мощность пласт не пройден.
Слой 8. Коренные породы, подстилающие (с учетом насыпных грунтов плотины) делювиальные отложения склонов долины на глубине 17,8 - 36,4 м и аллювиальные отложения днища долины речки на глубине 18,5 - 46,0 м.
ИГЭ 8б - элювий алевролита, выветрелого до состояния суглинка, преимущественно твердой консистенции, с включением большого количества дресвы и щебня. Грунт слабосжимаемй, практически не пучинистый.
Характеристика физико-механических свойств пород выделенных ИГЭ приводятся в таблице №1.
Нормативные характеристики физико-механических свойств пород тела и основания плотины №2 гидроотвала «Разреза Талдинский».
элементов экрана (предполагаемого) ИГЭ 1г
С включением большого количества дресвы и щебня каменного угля ИГЭ 1д
1.3 Гидрогеологические условия плотины №2
Гидрогеологические условия района расположения гидроотвала в долине реки Еланный Нарык определяются развитием двух естественных водоносных комплексов, приуроченных к верхнепермским осадочным породам и четвертичным отложениям, и техногенного водоносного горизонта, сформировавшегося в теле насыпной плотины.
Водоносные комплексы осадочных коренных пород представлены трещинными и порово-пластовыми водами. Их питание происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков, разгрузка осуществляется в местную речную сеть. Для вод пермских отложений паводковый период начинается в конце апреля - начале мая, а максимальный уровень наблюдается в июне-июле. Амплитуда колебаний составляет 0,5 - 2,6 м.
К четвертичным рыхлым отложениям приурочены маломощные горизонты и линзы верховодки. В донных частях логов, в силу заиленности и невыдержанности аллювиально-пролювиальных отложений, самостоятельные горизонты не выделяют, но отложения, в основном, водонасыщены. Погребенные аллювиальные образования в долине речки включают горизонты мощностью 3-8 м, приуроченные к супесчано-гравийно-галечниковым отложениям.
Грунтовые воды аллювиальных отложений р. Еланный Нарык залегают на глубинах 0 -1,4 м от поверхности природного рельефа. Подземные воды делювиальных отложений склонов долины залегают на глубинах 10,6 - 11,9 м.
Питание четвертичных отложений осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков, а в долине речки - дополнительно за счет вод подстилающих коренных пород. Для грунтовых вод наиболее низкими уровнями характеризуются декабрь-март месяцы. С началом интенсивного таяния снега (апрель) наблюдается резкий подъем уровня, который продолжается до июня, а затем происходит медленный спад до декабря месяца, с небольшим осенним подъемом. Летние кратковременные дожди не оказывают существенного влияния на положение уровня. Амплитуда колебания уровня грунтовых вод составляет 1,3 -3,4 м.
В теле плотины №2 техногенный водоносный горизонт распространен повсеместно. Положение депрессионной поверхности в откосе плотины определяется отметками уреза воды в верхнем и нижнем бьефах плотины, которые составляют, соответственно 284,76 и 261,2 м.
На отдельных участках грунтовые воды выходят на поверхность низового откоса дамбы. В трех точках замерены расходы высачивания воды из тела плотины, они измеряют в пределах 1,08 - 3,60 /час. На поверхности плотины в пониженных местах происходит накопление атмосферных осадков.
Результаты замеров уровней грунтовых вод в скважинах на плотине №2
Абс.отм. уровня грунтовых вод в теле плотины, м
Таким образом, условия устойчивости плотины №2 определяются распространением двух водоносных горизонтов, гидравлически связанных между собой, но характеризующихся самостоятельными режимами фильтрации грунтовых вод. Уровенный режим техногенного водоносного горизонта, приуроченного к насыпным породам тела плотины, существенным образом зависит от условий намыва гидроотвала и инфильтрационного питания (атмосферных осадков). Поэтому его влияние на устойчивость откосов плотины наибольшее в весенне-летнее время, совпадающее с началом сезона гидромеханизации и максимального выпадения атмосферных осадков. Возрастание уровней воды в теле плотины в этот период может приводить к образованию оползней на локальных участках плотины, характеризующихся повышенным уровнем стояния техногенных вод. Гидродинамический режим фильтрации напорных грунтовых вод в основании плотины, по всей видимости, в меньшей степени зависит от инфильтрационного питания. При рассмотрении условий устойчивости откоса плотины следует учитывать, что при снижении уровней воды в насыпных породах возможно возрастание избыточного порового давления в суглинистых породах основания плотины.
Глава 2. Виды, объемы и методика дополнительных инженерно-геологических исследований
При изучении инженерно-геологических условий территорий на каждой стадии изысканий и решении при этом различных задач, связанных с проектированием сооружений и инженерных работ, применяют различные методы и виды геологических работ в определенной последовательности.
Инженерно-геологические исследования являются всегда комплексными, при их выполнении изучают комплекс природных геологических условий и применяют комплекс разнообразных и сложных видов геологических работ. Эти работы и методика их выполнения обычно составляют определенную систему инженерных изысканий. Рациональная система таких изысканий должна обеспечивать полное решение задач по изучению инженерно-геологических условий на каждой их стадии при выполнении наименьшего объема работ в сжатые сроки. Выбор рациональной системы инженерных изысканий определяется в зависимости как от природных условий рассматриваемого района, строительной площадки, так и от типов, размеров и особенностей проектируемых сооружений или инженерных работ 7.
Необходимость выполнения дополнительных инженерно-геологических исследований на плотине № 2 гидроотвала «Разреза Талдинский» продиктована требованиями разработки проекта повышения высоты плотины. В настоящее время отметки гребня плотины № 2 достигают 296,0 м, что обеспечивает работу гидромеханизации на один сезон намыва. В дальнейшем планируется строительство на плотине № 2 дамбы наращивания для защиты разреза от подтопления гидроотвалом.
В связи с этим целью дополнительных инженерно-геологических исследований на плотине является: уточнение строения и свойств естественных и техногенных пород, залегающих в основании отвала, и уточнение инженерно-геологических условий плотины №2. При этом необходимо установить характер изменения свойств пород как непосредственно под отвалами (в зоне сжатия), так и в зоне влияния отвалов для обоснования параметров и условий дамбы наращивания в рамках проекта дальнейшей эксплуатации гидроотвала.
Задачами дополнительных изысканий являются:
Определение строения плотины гидроотвала, схематизация сооружения с выделением инженерно-геологических элементов.
Изучение физико-механических свойств насыпных пород плотины и естественного основания.
Обоснование расчетных параметров физико-механических свойств насыпных пород плотины с целью разработки рекомендаций по снижению уровня техногенных вод в теле плотины.
Состав и объемы инженерно-геологических исследований при проектировании дамб наращивания на гидроотвалах устанавливаются СП 11-105-97 «Инженерно-геологические исследования для строительства. Часть I. Общие правила производства работ», а для объектов угольной отрасли - также и ведомственным документом «Указания по методам гидрогеомеханического обоснования оптимальных параметров гидроотвалов и отвалов на слабых основаниях. Часть I. Изучение гидрогеомеханических условий строительства, эксплуатации и рекультивации отвальных сооружений».
Согласно СП 11-105-97, на участках отражающих и водорегуляционных плотин (дамб) водотоков и накопителей промышленных отходов и стоков (хвосто- и шламохранилищ, гидрозолотоотвалов и т.д.) высотой до 25 м горных выработок необходимо размещать по осям плотин (дамб) через 50 - 150 м в зависимости от сложности инженерно-геологических условий и с учетом требований производственно- отраслевых (ведомственных) и (или) территориальных нормативных документов.
В сложных инженерно-геологических условиях, при высоте плотин (дамб) более 12 м следует намечать дополнительно через 100 - 300 поперечники не менее чем из трех выработок 1.
Согласно «Указаниям по методам гидрогеомеханического обоснования оптимальных параметров гидроотвалов и отвалов на слабых основаниях», виды и объемы работ выбирают в зависимости от категории сложности гидрогеомеханических условий. Гидроотвал «Разреза Талдинский» по основным признакам (местоположение сооружения относительно ответственных объектов, гидрогеологические условия отвала или основания, преимущественный состав пород отвала или основания, строение отвала или основания) относится к категории 3 «особо сложные условия». Поэтому при проведении дополнительных исследований руководствуемся следующими рекомендациями: в пределах призмы возможного оползания буровые работы ведут на поперечниках, перпендикулярных бровке откоса отвала и расположенных друг относительно друга на расстоянии, зависящем от степени сложности гидрогеомеханических условий. Для условий третьей категории сложности расстояние между линиями поперечников составляет 50 - 100 м 2. На каждом из поперечников следует проходить не менее трех буровых скважин. Число буровых скважин и точек опробования на стадии детальных исследований необходимо определять с учетом пройденных на ранних стадиях 2.
Частота отбора проб из буровых скважин для лабораторных исследований определяется необходимостью получения более достоверных показателей физико-механических свойств. Образцы отбираются из каждого визуально выделенного однородного слоя, при мощности его более 3 м из каждого его более 3 м из каждого трехметрового интервала. В зоне тонкого переслаивания частота отбора должна составлять 20 - 25 см на 1 м погонной длины скважины 2.
Согласно требованиям обоих нормативных документов выработки на плотине №2 следует располагать по 5 профилям (один продольный и 4 поперечных), в которых бурятся 20 технических скважин (по 5 скважин в каждом из 4-х поперечных профилей). Расстояние между профилями 100 м, расстояние между скважинами в профиле 50 - 100 м. Отбор образцов в насыпных породах следует производить через каждые 5 м, а в основании плотины - через каждые 2 м.
плотина гидроотвал скважина геологический
В рамках дополнительных инженерно-геологических исследований выполняют полевые работы и лабораторные виды работ. В состав полевых работ входят:
1. Измерение сопротивления горных пород сдвигу с применением крыльчатки.
В состав лабораторных работ входят следующие виды.
Для насыпных пород - определение гранулометрического состава ситовым методом, определение плотности и прочности пород методом одноплоскостного среза;
Для пород основания плотины - определение гранулометрического состава пипеточным методом, определение плотности, влажности, пределов пластичности, прочности одноплоскостным срезом и в приборе трехосного сжатия.
Гранулометрический состав ситовым методом
Гранулометрический состав пипеточным методом
Плотность режущим кольцом большого диаметра
Одноплоскостной срез по схеме консолидированного-недренированного сдвига в приборе с большой площадью среза
Одноплоскостной срез по схеме консолидированного-недренированного сдвига по прямой ветви (по3 кольца на каждый образец)
Одноплоскостной срез по схеме консолидированного-недренированного сдвига по обратной ветви (по 5 колец на каждый образец)
Сопротивление горных пород вращательному срезу
В соответствии с задачами проектирования предусматривается проведение следующих работ:
Бурение скважин является самым распространенным видом разведочных работ при инженерно-геологических изысканиях. Бурение скважин необходимо для отбора монолитов с последующим их лабораторным изучением.
Бурение колонково-вращательное с промывкой тяжелого глинистого раствора, так как стенки скважин не устойчивы. Насыпные породы после проходки обсаживаются обсадной трубой диаметром 108 мм. Породы основания не обсаживаются, производят задавливание колонковой трубой. Общий объем работ составляет 487,4 м. Диаметр скважин определяется необходимостью получения образцов, диаметром позволяющим производить прочностные и компрессионные испытания пород ненарушенного сложения в стандартных приборах, а именно диаметр 90 мм, следовательно, конечный диаметр должен быть 93 мм, а начальный 112 мм. В соответствии с целевым назначением и основными задачами буровых работ произведен выбор оптимальной конструкции скважин.
Опробованию подлежат насыпные грунты плотины и породы естественного основания, следовательно, глубина скважин определяется высотой техногенных горных пород плотины, а также мощностью горных пород естественного основания, что составляет для данного сооружения максимум с гребня плотины 50 м. На откосах плотины мощность насыпных горных пород меньше, поэтому глубина скважин составляет максимум 25 м. Отбор образцов проводится для уточнения в лабораторных условиях физико-механических свойств грунтов.
Плотины представляет собой узкопрофильное сооружение, поэтому изучение их строение обычно выполняется по профилям перпендикулярных простиранию откосов.
Для каждого отобранного образца выполняется полный комплекс исследований по определению их физических характеристик по стандартной методике: плотности, влажности, определение предела текучести и предела пластичности глинистых пород, определение гранулометрического состава и т.д.
Бурение скважин осуществляется буровой установкой УРБ-2А2 с подвижным вращателем и гидроприводом промывкой глинистым раствором. Техническая характеристика буровой установки представлена в таблице 5.
Сварная, с опорными гидродомкратами
Генератор авто шасси (напряжение 12 в)
Управление основными рабочими механизмами
Габаритные размеры основного блока, м
Буровые работы включают отбор образцов пород для предварительной оценке их состава и свойств. Буровые работы ведут по продольному разрезу вдоль плотины и по четырем профилям.
Полевые опытные работы выполняются с целью получения более достоверных и надежных данных, характеризующих физико-механические свойства горных пород и водные свойства водоносных горизонтов. Полевые работы позволяют исследовать горные породы в условиях естественного залегания 7. В данном случае полевые испытания проводятся только для пород естественного основания плотины, измеряют сопротивление горных пород сдвигу с применением крыльчатки. Испытание крыльчаткой заключается в сдвиге по цилиндрической поверхности некоторого объема породы, заключенного между лопастями крыльчатки, задавленной в исследуемые отложения, при ее повороте. При вращении среза определяют общую величину сопротивления сдвигу породы и установившуюся прочность породы после разрушения структурных связей в результате трех или четырехкратного полного поворота крыльчатки вокруг оси. При испытании пород с помощью вращательного среза для каждого выделенного в разрезе литологического типа проводятся три опыта.
По отношению величины максимальной прочности к ее минимальному значению судят о чувствительности породы. Принято разделять глинистые породы по степени чувствительности на 3 группы8:
Г.К. Бондарик предлагает пользоваться обратной величиной: отношение прочности породы в нарушенном состоянии к сопротивлению сдвигу породы с ненарушенными структурными связями. Эта величина называется показателем структурной прочности. Согласно классификации Г.К. Бондарика, глинистые породы могут быть подразделены на 4 группы8: Прочность структурных связей
В процессе испытания породы с помощью крыльчатки замеряют крутящий момент. И по следующей формуле определяют сопротивление сдвигу:
где -- максимальный крутящий момент, кгссм; d и h - диаметр и высота крыльчатки, см
Испытания пород вращательным срезом в скважинах производят поинтервально: скважину проходят до необходимой глубины, на забой опускают крыльчатку, задавливают на 0,3 - 0,5 м и приворачивают со скоростью 0,2 - 0,3 угловых градуса в секунду на 3 - 4 оборота; после чего крыльчатку поднимают и операцию повторяют для нового интервала опробования. В процессе каждого опыта фиксируют угол поворота и вращающий момент, а затем выделяют максимальное и минимальное значения последнего 2.
Геофизической разведкой называется один из видов геологических работ, выполняемых с помощью геофизических приборов для изучения геологических условий территорий, некоторых геологических процессов и явлений и свойств горных пород. Геофизические методы разведки позволяют успешно решать задачи, когда наблюдается определенная неоднородность геологической среды, когда в ее пределах горные породы существенно различаются по физическому состоянию (влажности, трещиноватости и др.) и свойствам (плотности, скорости распространения упругих колебаний и др.) 7.
Геофизические исследования проводят с целью решения следующих задач:
- расчленение литологического разреза на литологические разности
- выделение водоносности, определение степени водонасыщенности пород
Для решения поставленных задач возможно использование следующих методов:
Эти методы относятся к ядерным методам разведки. Сущность методов, основанных на искусственном облучении горных пород нейтронами и гамма-излучением, состоит в следующем. При облучении горных пород радиоактивными источниками нейтроны с высокими скоростями и энергией (так называемые быстрые нейтроны) при столкновении с ядрами тяжелых элементов рассеиваются, а при столкновении с ядрами легких элементов (например, водорода) движение их замедляется, а энергия понижается. После ряда столкновений энергия быстрых нейтронов понижается и они превращаются в тепловые нейтроны, которые захватываются ядрами элементов. Это явление сопровождается вторичным гамма-излучением. По количеству обнаруженных тепловых нейтронов и интенсивности вторичного гамма-излучения судят о наличии элементов, обладающих способностью замедлять движение нейтронов. Так как замедлять движение нейтронов способен водород воды влажной горной породы, установлено, что число «медленных» нейтронов пропорционально содержанию в породе воды. На этом и основано определение влажности горных пород нейтрон-нейтронным методом. Существует также связь между интенсивностью вторичного гамма-излучения и объемом воды, содержащей подавляющее количество водорода в горных породах. При полном водонасыщении горных пород эта зависимость позволяет определять их пористость 7.
В зависимости от решаемых задач измерения интенсивности тех или иных излучений при ядерных исследованиях производят специальными приборами и установками на поверхности земли, в естественных обнажениях горных пород, в стенках горных выработок путем погружения в горные породы специальных зондов или в буровых скважинах методом каротажа, т.е. непрерывным погружением измерительного зонда в скважину 7.
Гамма каротаж относится к пассивным видам радиоактивного каротажа. В его основе лежит изучение литологического расчленения разреза скважин; корреляция разрезов скважин. В основе этого метода лежит изучение скважин по интенсивности гамма-излучений, создаваемых породами, окружающими ствол скважины в радиусе 30-40 см. Процессы взаимодействия гамма-квантов с породой являются фотоэлектрическое поглощение, комптоновское рассеяние и образование электронно-позитронных пар. В методе гамма-излучения имеет место фотоэлектрическое поглощение и комптоновское рассеяние гамма-квантов породой. В зависимости от энергии гамма-квантов и вещественного состава горной породы преобладает тот или иной процесс их взаимодействия.
Максимальной радиоактивностью обладают глины. Радиоактивность других осадочных пород находится в прямой зависимости от содержания в них глинистого материала.
Естественная радиоактивность горных пород в скважине измеряется скважинным радиометром, основной частью которого является детектор гамма-излучения. В качестве детектора применяются газонаполненные или сцинтилляционные счетчики. Более высокой чувствительностью (эффективностью) и разрешающей способностью обладают сцинтилляционные счетчики.
Сквжинными радиометрами измеряется скорость счета, т.е. количество гамма-квантов, зарегестрированных детектором за одну минуту. Переход от измеренной скорости счета в горных породах, вскрытых скважиной, к их естественной радиоактивности (вМ/ч) осуществляется по результатам эталонирования радиометра с использованием эталонных источников гамма-излучения. В результате взаимодействия гамма-кванта с рабочим телом (сцинтиллятором или газом) счетчика на его выходе появляется импульс тока, амплитуда которого определяется энергией гамма-кванта. Этот импульс усиливается, дискриминируется и стандартизируется по амплитуде и длительности. Стандартные импульсы поступают на интегрирующий каскад, где последовательность импульсов, пропорциональная скорость счета, преобразуется в постоянный ток, который фиксируется регистрирующим прибором. В наземной панели радиометра имеется калибратор, с помощью которого устанавливается масштаб записи кривой ГК в импульсах в минуту на см шкалы регистратора. В качестве калибратора используется генератор импульс с заданной скоростью счета.
ННК применяют для дифференсации геологического разреза по содержанию в породах водорода. Они позволяют выделить водоносность и оценивать их емкостные характеристики.
При ННК регистрируют поток нейтронов той или иной энергии поступающих в скважину при
Инженерно-геологические исследования на плотине № 2 гидроотвала ОАО "Разрез Талдинский" курсовая работа. Геология, гидрология и геодезия.
Реферат по теме Маркетинг взаимодействия как концепция отношений с покупателем
Реферат На Тему Архивное Дело В России Xviii Века
Почему Война Сочинение
Курсовая работа по теме Организация работ шиномонтажного цеха
Дипломная работа: Депрессивность и стрессоустойчивость подростков с двигательными тиками, способы их определения и коррекции
Почему Люди Боятся Перемен Примеры Сочинение
Дипломная работа по теме Формирование новых принципов исторического образования в современной России и их реализация в высшей школе Дона, Кубани, Ставрополья
Эссе По Английскому Скачать
Реферат по теме Влияние свойств поверхностей на точность измерений лазерными сканерами
Итоговая Контрольная Работа По Математике Мцко
Эссе Мое Отношение К Богу
Контрольная Работа На Тему Политические Взгляды Столыпина
Пособие по теме Выбор метода стерилизации медицинских товаров. Подбор и организация оптимальных условий хранения и эксплуатации
Дипломная работа по теме Психологічні особливості креативності працівників банку
Реферат по теме Религии отсталых и окраинных народов Америки
Школа Моей Мечты Сочинение
Темы Рефератов Инженерная Графика
Контрольная Работа Треугольники Вариант 1
Перспективные Модели Организаций Реферат
Курсовая Работа На Тему Мозаика
Расчеты с поставщиками и подрядчиками (на примере ООО "СВ-строй") - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Бухгалтерский учет на предприятии и его автоматизация - Бухгалтерский учет и аудит отчет по практике
Аудит расчетов с бюджетом и внебюджетными фондами - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа