Российская Академия Наук Уральское отделение Институт горного дела (ИГД УрО РАН)

Российская Академия НаукРоссийская Академия НаукУральское отделениеУральское отделение

Институт горного дела (ИГД УрО РАН)Институт горного дела (ИГД УрО РАН)

Деформационный Деформационный мониторинг породного мониторинг породного

массивамассива

Панжин Андрей АлексеевичПанжин Андрей Алексеевич

Мониторинг – для оценки состояния породного массива Мониторинг – для оценки состояния породного массива

1.1. Нарушение первоначального напряженно-Нарушение первоначального напряженно-деформированного состояния массива при добыче деформированного состояния массива при добыче твердых полезных ископаемых, откачке воды, нефти, твердых полезных ископаемых, откачке воды, нефти, газа и др.газа и др.

2.2. Породный массив как среда существования Породный массив как среда существования человека, основание для всех видов строительствачеловека, основание для всех видов строительства

3.3. Изучение геологических процессовИзучение геологических процессов

Деформационный мониторинг – преимущества и Деформационный мониторинг – преимущества и недостаткинедостатки

1.1. В результате деформационного мониторинга В результате деформационного мониторинга доступна информация о доступна информация о фактическихфактических величинах величинах деформаций, которые возможно сопоставить с деформаций, которые возможно сопоставить с допустимыми для конкретного объектадопустимыми для конкретного объекта

2.2. Для проведения деформационного мониторинга Для проведения деформационного мониторинга необходимо выполнить необходимо выполнить минимум две серииминимум две серии наблюдений: временной промежуток между сериями, наблюдений: временной промежуток между сериями, необходимость обеспечения сохранности реперовнеобходимость обеспечения сохранности реперов

3.3. Геофизические исследования – экспресс-метод для Геофизические исследования – экспресс-метод для оценки неоднородностей физических полейоценки неоднородностей физических полей

Деформационный мониторинг – сопоставление координатДеформационный мониторинг – сопоставление координат

Почему Почему GPSGPS::1.1. Одновременное Одновременное

выполнение выполнение линейных и высотных линейных и высотных измеренийизмерений

2.2. Не нужна прямая Не нужна прямая видимость между видимость между реперами реперами

3.3. Отсутствие Отсутствие ограничений по ограничений по пространственным и пространственным и временным базамвременным базам

4.4. Многоступенчатый Многоступенчатый контроль контроль фактическихфактических погрешностей погрешностей

Деформационный мониторинг – временные базыДеформационный мониторинг – временные базы

НепрерывныйНепрерывный(специальные (специальные

станции)станции)

ДискретныйДискретный(наблюдательные (наблюдательные станции - репера)станции - репера)

РазовыйРазовый(ГГС, топооснова)(ГГС, топооснова)

Одноразовые наблюдения, охват 15 – 60 летОдноразовые наблюдения, охват 15 – 60 лет

База от 2 до 8 лет, частота 1-2 раза в База от 2 до 8 лет, частота 1-2 раза в годгод

База от 3 часов до База от 3 часов до 5 лет, частота от 1 5 лет, частота от 1

HzHz

Разовый деформационный мониторинг – топоосноваРазовый деформационный мониторинг – топооснова

Разовый деформационный мониторинг – ГГСРазовый деформационный мониторинг – ГГС

Определение векторов Определение векторов смещений пунктов смещений пунктов

ГГС и вертикальных ГГС и вертикальных деформаций:деформаций:

До 350 мм в плане, До 350 мм в плане, до 100 мм по высоте, до 100 мм по высоте,

относительные 10относительные 10--

55..10..10-6-6

Дискретный деформационный мониторинг – ГГСДискретный деформационный мониторинг – ГГС

Определение векторов Определение векторов смещений реперов смещений реперов наблюдательной наблюдательной

станции и станции и вертикальных вертикальных деформаций:деформаций:



44..10..10-5-5

Дискретный деформационный мониторинг – НСДискретный деформационный мониторинг – НС

Определение векторов Определение векторов смещений реперов смещений реперов наблюдательной наблюдательной

станции и станции и вертикальных вертикальных деформаций:деформаций:



33..10..10-4-4

Дискретный деформационный мониторинг – ППДискретный деформационный мониторинг – ПП

Определение Определение векторов смещений векторов смещений пунктов городской пунктов городской полигонометрии:полигонометрии:

До 100 мм в плане До 100 мм в плане (СПШ), (СПШ),

относительные 10относительные 10-5-5

Станция EKTB Двухчастотный GPS приемникКруглосуточные наблюдения

Синхронная обработка данныхАнализ данных

Непрерывный деформационный мониторингНепрерывный деформационный мониторинг

Станции IGS Базы измерений

135 – 2000километров


Код станции Местоположение станции Расстояние до EKTB, км MOBN г. Менделеево, Московская область, Россия 1 502 NRIL г. Норильск, Красноярский край, Россия 1 937 NVSK г. Новосибирск, Россия 1 425 ZECK ст. Зеленчукская, Карачаево-Черкесия, Россия 1 966 SELE г. Алматы, Казахстан 1 904 ARTU г. Арти, Свердловская область, Россия 134

Характеристика станций мониторинга сети IGS, участвовавших в экспериментах




Измеренные компоненты: X, Y, Z, N, E, H, LПериод мониторинга – 1735 сутокДискретность измерений – 1 сутки


-6

-4

-2

0

2

4

6

2003 2004 2005 2006 2007 2008Время мониторинга, годы

Изме

нени

я дл

ины

баз

ы A

RTU

- EKT

B, мм

Среднесуточные смещения Среднее в окне 30 суток

© Андрей А. Панжин 2003-2008. E-mail: [email protected]

Исследуемая компонента

Тренд по станции ARTU

Тренд по станции EKTB

Разность трендов ARTU-EKTB

N (север-юг) 4.4 мм/год 5.3 мм/год 0.9 мм/год E (запад-восток) 25.1 мм/год 25.6 мм/год 0.5 мм/год

H (высота) -0.3 мм/год -1.3 мм/год -1.6 мм/год

Абсолютные и относительные смещения станций ARTU и EKTB

Исследуемая компонента

Тренд по интервалу EKTB-ARTU

(измерено)

Гармоники знакопеременных

смещений

Разность трендов ARTU-EKTB

N (север-юг) 0.5 мм/год 456 сут. = 1.25 года 0.9 мм/год

E (запад-восток) 0.2 мм/год 342 сут., 182.5 сут. = 0.5 года 0.5 мм/год

H (высота) -1.8 мм/год 342 сут., 182.5 сут. = 0.5 года -1.6 мм/год

L (расстояние) 0.02 мм/год 342 сут. -

Относительные смещения станций ARTU и EKTB и гармоники знакопеременных смещений


Измеренные компоненты: N, E, H, L

Период мониторинга – 30 сутокДискретность измерений – 1 час

Периоды 24 часа для горизонтальных компонент, 24 и 4 часа для вертикальной

компоненты


Деформационный мониторинг – выводыДеформационный мониторинг – выводы

НепрерывныйНепрерывный(специальные (специальные

станции)станции)

ДискретныйДискретный(наблюдательные (наблюдательные станции - репера)станции - репера)

РазовыйРазовый(ГГС, топооснова)(ГГС, топооснова)

Одноразовые наблюдения, охват 15 – 60 летОдноразовые наблюдения, охват 15 – 60 летБазы линейных измерений 1 Базы линейных измерений 1 –– 10 км, деформации 10 10 км, деформации 10-5-5 – 10 – 10-6-6

Временная база от 2 до 8 лет, Временная база от 2 до 8 лет, частота 1-2 раза в год частота 1-2 раза в год

Базы линейных измерений Базы линейных измерений 0.01 0.01 – 10 км, – 10 км, деформации 10деформации 10--22 – 10 – 10--55

Временная база Временная база от 3 часов до 5 от 3 часов до 5

лет, частота от 1 лет, частота от 1 HzHz

Базы линейных Базы линейных измерений от измерений от 0.1 0.1

до 2000 кмдо 2000 кмдеформации деформации от 10от 10-3-3 до 10 до 10-8-8

Российская Академия НаукРоссийская Академия НаукУральское отделениеУральское отделение

Институт горного дела (ИГД УрО РАН)Институт горного дела (ИГД УрО РАН)

Деформационный Деформационный мониторинг породного мониторинг породного

массивамассива

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Панжин Андрей АлексеевичПанжин Андрей Алексеевич

Documents

Российская Академия Наук Уральское отделение Институт горного дела (ИГД УрО РАН)