 |  | ||||||
 УДК 622.013 Комплекс объемной разведки горизонтов "СИРЕНА"
Зондирование объектов в грунте имеет свои особенности, цели и задачи. В статье рассматривается как помощью комплекса "СИРЕНА", повысить безопасность работ под землей, количество вынимаемой руды, качество кристаллосырья. Зондирование объектов в грунте имеет свои особенности, цели и задачи. Поэтому георадиолокация давно выделилась в отдельную быстро развивающуюся область радиотехники и радиофизики. Георадиолокация включает в себя такие области знания и технологии, как исследование распространения радиоволн в грунтах, разработка сверхширокополосных импульсных антенн, конструирование электронных блоков георадаров, обработка сигналов и изображений. Прогресс в области компьютерных технологий привёл в последнее время к бурному развитию георадиолокации. Новые быстродействующие компьютеры используются для обработки результатов зондирования всё более совершенными методами, а также и для наглядной визуализации полученных изображений. С помощью георадаров решается множество практически важных задач. Некоторые из основных приложений следующие: зондирование верхних геологических слоёв грунта, поиск и картографирование подземных коммуникаций, труб, кабелей, нахождение карстовых полостей, зон разуплотнения на строительных площадках, опережающий контроль состояния грунта впереди забоя строящихся тоннелей, контроль автодорожного и железнодорожного полотна, дефектоскопия строительных конструкций, гуманитарное разминирование, применение в археологии, криминалистике, гляциологии. Во многих практических задачах геологоразведочных работ непосредственное исследование грунтового массива путём скважинной разведки оказывается невозможным или очень дорогостоящим. Ряд направлений геологоразведочных работ и строительства, где использование георадаров является крайне необходимым, следующий: разведка и добыча кристаллосырья, опережающий контроль геомассива при проходке горных выработок, микротоннелирование, контроль автодорожного покрытия. Разведка и добыча кристаллосырья осложнены тем, что кристаллоносные полости и жилы встречаются в крепких вмещающих породах. Использование георадара для опережающего контроля геомассива при проходке горных выработок, тоннелей и коллекторов позволит резко уменьшить затраты геологоразведочных работ и повысить безопасность проходки. В тех случаях, когда в кровле подземных выработок для поддержания вышележащих водонасыщенных пород оставляется защитная потолочина, георадар эффективно используется для контроля ее мощности. Необходимость постоянного зондирования впереди проходческого щита также связана с опасностью разрушения подземных коммуникаций, не нанесённых на геологические разрезы. При разрушении газопроводных или водопроводных труб, высоковольтных кабелей могут произойти серьёзные аварии с человеческими жертвами. В ходе анализа метода георадарной обработки был разработан универсальный комплекс сочетающий в себе прибор ультразвукового зондирования и комплекс тепловизионного обследования впереди лежащего горизонта. Как видно из представленных выше данных, основной причиной несчастных случаев в забое, является внезапный выброс или разрушение газового кармана проходческим комбайном. Подобное разрушение приводит к компрессионному взрыву в ограниченном пространстве, который в свою очередь разрушает на своем пути все оборудование и принося не совместимые с жизнью травмы рабочим. Для предотвращения подобных случаев при проходке горных выработок, была предложена конструкция тепловизионно-ультразвуковой установки под рабочим названием "Сирена". В отличие от установок георадарного сканирования эта установка имеет ряд преимуществ. Которые будут рассмотрены ниже. Установка ультразвукового комплекса и тепловизора вместе дает возможность определения пустот заполненных газом, геологических нарушений [1]. Для доказательства этого сравним георадарный метод и ультразвуковой поиск. Укажем основные достоинства и недостатки обоих методов. 1) Сравним методы с точки зрения ослабления сигналов за счёт затухания в средах. Поглощение радиоволн сильно зависит от типа и влажности грунта. В случае высокопроводящей сильно увлажнённой почвы зондирование георадарами может проводиться на крайне малые расстояния - не более 1-2 м. Акустические методы зондирования, наоборот, характеризуются в случае влажной почвы слабым поглощением звукового сигнала. Таким образом, эти два основных метода зондирования дополняют друг друга. Применение же вместе с ультразвуковым комплексом тепловизора дает повышенный результат превышающий результаты георадара. 2) Следующий фактор - необходимость обеспечения плотного контакта излучателей и приёмников с грунтом. В случае акустических методов этот фактор является весьма существенным. Скорости распространения акустических волн и плотности воздуха и грунта очень сильно различаются. Для электромагнитных волн различие волнового сопротивления при распространении волн в воздухе и грунтах не так велико, и коэффициент прохождения больше. При использовании георадара также обычно требуется обеспечивать плотный контакт между антеннами и грунтом. При применении комплекса "Сирена" снижение неточностей из за неплотно прижатой антенны снижается на 30-32%. 3) При плотном контакте акустического излучателя с грунтом уровень излучения в воздух относительно невелик. При зондировании георадаром относительный уровень излучения в воздух обычно больше, чем при акустическом зондировании. Поэтому в георадарном методе зондирования для уменьшения радиоизлучения в обратном направлении используют специальные экранированные антенны при работе в тоннелях. Теперь рассмотрим тепловизорную аппаратуру. Тепловизор - устройство для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности. Распределение температуры отображается на дисплее (или в памяти) тепловизора как цветовое поле, где определённой температуре соответствует определённый цвет. Как правило, на дисплее отображается диапазон температуры видимой в объектив поверхности. В наиболее бюджетных моделях тепловизоров, информация записывается в память устройства и может быть считана через интерфейс подключения к компьютеру. Такие тепловизоры обычно применяют в паре с ноутбуком или персональным компьютером и программным обеспечением, позволяющим принимать данные с тепловизора в режиме реального времени. При соединении тепловизора и ультразвуковой трубки появляться возможность впереди лежащего грунта на глубины от 1 до 6 метров. Что позволяет производить исследование перед каждой сменой. При норме проходки в смену 3-4 метра по углю и 2-3 метра по породе. Данный метод позволяет с точностью 79-92,5% обнаружить камеры с газом и нарушения геологические, водоносные породы и принять соответствующие методы. Так же возможна модернизация комплекса путем присоединения тепловизорной камеры. При соединении тепловизора и ультразвуковой трубки появляться возможность впереди лежащего грунта на глубины от 1 до 6 метров. Что позволяет производить исследование перед каждой сменой. При норме проходки в смену 3-4 метра по углю и 2-3 метра по породе. Данный метод позволяет с точностью 79-92,5% обнаружить камеры с газом и нарушения геологические, водоносные породы и принять соответствующие методы. Библиографический список
| |||||||
 |  |
