Поиск по базе сайта:
Современное состояние наук о Земле 1-4 февраля 2011 г., Москва, Россия icon

Современное состояние наук о Земле 1-4 февраля 2011 г., Москва, Россия




Скачати 65.36 Kb.
НазваСовременное состояние наук о Земле 1-4 февраля 2011 г., Москва, Россия
Дата конвертації12.10.2014
Розмір65.36 Kb.
ТипДокументи

Современное состояние наук о Земле 1-4 февраля 2011 г., Москва, Россия


ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИБОРА ИГА-1 ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕОДИНАМИКИ ТРАСС МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ,

ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ПОДГОТОВКЕ ПЛОЩАДОК ПОД СТРОИТЕЛЬСТВО


А. В. Савельев, М. И. Давлетов, Ю. П. Кравченко,


Уфимский государственный авиационный технический университет, г. Уфа, gmkristo@rambler.ru

ООО « Коинот» г. Уфа, mara-d@yandex.ru

Медико-экологическая фирма Лайт-2 г. Уфа, astra.47@mail.ru



Исследования тектонических разломов земной коры, карстовых и геодинамических процессов, в том числе на трассах магистральных газопроводов, для диагностики и предсказания техногенных катастроф в настоящее время проводятся с большим объемом оборудования, требующего многочисленного персонала, подвижного носителя и сложной математической обработки.

Фото 1. Прибор ИГА-1 (индикатор геофизических аномалий).

Актуальность данной тематики заключается в том, что в настоящее время нет портативных и надежных приборов позволяющих определить расположение аномалий грунта, и отсутствуют какие-либо методики оценки степени влияния этих аномалий на возводимые строительные конструкции и их текущее состояние в будущем. В период 1990...2010 г. были разработаны и опробованы ряд модификаций приборов ИГА-1 (фото 1) для измерения сверхслабых электромагнитных полей естественного поля Земли и искажений этих полей вносимых от поглощения и переизлучения различными объектами. Приборы, представляют из себя селективные приемники электромагнитных полей в диапазоне 5...10 кгц, с вычислением интеграла фазового сдвига на измеряемой частоте ( http://www.iga1.ru ). Принцип действия прибора ИГА-1 похож на радиоволновые миноискатели, только нет излучателя, которым является естественный фон Земли и более низкий диапазон частот. ИГА-1 фиксирует искажение электромагнитного поля в местах неоднородностей грунта и при наличии в геологическом разрезе каких либо предметов, и предназначен для поиска геологических разломов, пустот, водяных жил, трубопроводов по изменению фазового сдвига на границе перехода сред. Глубина обнаружения трубопроводов, пустот - до 20 метров, человеческих тел и малоразмерных предметов до 3 метров, водяные жилы обнаруживаются на глубине до 60 метров, карстовые образования до 300 м

В качестве выходного параметра прибора используется интеграл фазового сдвига на частоте приема, величина которого изменяется на границе перехода сред (грунт-труба, грунт-пустота). Прибор выполнен в виде переносного измерительного датчика с визуальной индикацией. Питание прибора осуществляется от аккумулятора. Вес всей аппаратуры в чемодане не превышает 5 кг, вес измерительного датчика не более 1 кг.

Фирмой "Лайт-2" организовано производство приборов ИГА-1 на базе оборонного предприятия. C помощью прибора ИГА-1 можно определять трубопроводы, пустоты, подземные ходы, геофизические аномалии и дефекты подземного грунта естественного и антропогенного происхождения.

Недостатками известных способов для поиска нарушений и неоднородностей грунта [6] являются низкие функциональные возможности и ограниченная сфера применения, поскольку они имеют активный характер (наличие излучателя), что имеет низкую точность вследствие небольшой глубины проникновения зондирующих радиоволн сверхвысоких частот и высокую стоимость (например, американский георадар стоит около 100 тыс. долларов).

Разработанный способ основан [1-8] на способности геофизических либо антропогенных неоднородностей разрывного характера (трещины, пустоты, водяные жилы), независимо от времени их образования, искажать фазовые характеристики фонового электромагнитного поля, имеющего характер шума с распределенным непрерывным спектром в диапазоне сверхдлинных радиоволн на определенных фиксированных частотах. Эти искажения превышают, как правило, на несколько порядков искажения поля от непрерывных неоднородностей грунта, что позволяет достаточно легко дифференцировать их друг от друга по уровню вносимых ими фазовых искажений. Это обеспечивает высокую помехозащищенность способа, недостижимую любыми другими известными из литературных источников способами, основанными, как правило, на амплитудных, а не на фазовых измерениях. Что позволяет в свою очередь, в значительной мере увеличить общее усиление и повысить чувствительность до предела, при котором без труда обнаруживаются различия в характеристиках полевого фона вблизи аномалий. Высокой помехозащищенности способа способствует также тот факт, что прием шумовых сигналов осуществляют по их электрической, а не магнитной компоненте за счет предложенных операций способа. Это позволяет достаточно точно прогнозировать текущее состояние будущих конструкций, что не позволяет производить ни один из известных способов. Стабильное различение сигнала на фоновом уровне при этом отмечалось всякий раз при нахождении объектов поиска на глубине до 5 м и более. В результате этого появляется сигнал интеграла разности фаз, который продолжает изменяться вплоть до насыщения интегрирующего устройства, что легко фиксируют известными индикаторными устройствами. Повторяя операции поиска многократно, фиксируют контур аномалии при необходимости, при этом следующее новое перемещение антенны в сторону дефекта производят в направлении ортогональном к его контуру или близком к нему.

Результаты использования данного способа измерений, запатентованного в России [1-6] подтверждено следующими примерами:

Пример 1

Результат исследования трассы магистрального газопровода с помощью прибора ИГА-1 в районе Уральских гор, где показано совпадение карстового образования в районе газопровода и водного потока пересекающего газопровод в месте произошедшей аварии 20.01.2006 г.

Протокол исследований ООО «Диаконт» и фотографию разрыва магистрального газопровода можно посмотреть на сайте www.iga1.ru

Пример 2

Было проведено обследование с помощью модификации прибора ИГА-1 путем применения его предложенным способом площадки под строительство нового трамплина в черте г. Уфы. Обнаружена проходящая через проекцию площадки геологическая трещина с фиксацией её контуров. Однако эта информация не была принята во внимание, и план застройки изменён не был, а в 2003 г. в месте прохождения обнаруженной водяной жилы произошло обрушение готовой конструкции в процессе строительства. План местности участка обследования можно посмотреть на сайте www.iga1.ru

Исследования тектонических разломов земной коры, карстовых и геодинамических процессов, в том числе на трассах магистральных газопроводов, с помощью приборов ИГА-1 проводились в процессе инженерных и градостроительных изысканий в ОАО ПГП "Тула-недра" , «Уфа-Архпроект», ООО «Диаконт» (Баштрансгаз), кафедрой трубопроводов УГНТУ (г. Уфа), НПО ЭИТЕК (работают с Кавказтрансгазом), г. Москва , Западно-Сибирским филиалом НИИ Геологии нефти и газа СО РАН, г.Тюмень. Получены результаты полевых исследований, которые позволяют определить наиболее опасные участки, где могут иметь место просадка зданий и сооружений, а также может произойти механическое повреждение, повышенный износ и стресс-коррозия газопроводов. Приборы ИГА-1, выпускаемые с 1994 г. в варианте трассоискателя имели стрелочный индикатор, по нему фиксировали границу аномалии. По просьбе ряда организаций, проводящих исследования тектонических разломов земной коры, карстовых и геодинамических процессов, в том числе на трассах магистральных газопроводов, приборы ИГА-1 для геологов, кроме стрелочной индикации, фиксирующей границу аномалии, были доработаны под цифровую индикацией фона электромагнитного поля. Это позволяет проводить некоторую идентификацию исследуемых аномалий.

Пример 3

ООО ДИАКОНТ (Баштрансгаз). Результаты полевых исследований трассы магистрального газопровода в районе г. Белорецка с прибором ИГА-1 в режиме вывода информации естественного электромагнитного фона Земли на цифровую индикацию. Во время визуального осмотра трассы газопровода, проведено обследование индикатором геофизических аномалий ИГА-1 на предмет обнаружения геофизических аномалий связанных с нарушениями однородности структуры грунтов в районе прокладки участка газопровода и выявление наиболее опасных мест возможного изменения динамики грунтов, что может привести к нарушению целостности газопровода на данном участке. Прибор ИГА-1 был установлен на велосипед. Цифровая индикация фона выводилась параллельно на цифровой накопитель, запись через 4,5 метра (один оборот колеса). В результате обследования обнаружены участки газопровода, где предположительно могут находиться нарушения целостности структуры грунта.





Со всеми исследовательскими организациями поддерживается связь, участие в испытаниях, устранение замечаний и доводка аппаратуры, результаты в дальнейшем будут опубликованы.

Литература:

1. А.С. N 1809367, МКИ G 01 N 5/00, BO6 B 1/06, 1993.

2. А.С. (СССР) N 321662c - 1990 г. Способ исследования электростатических полей поверхностей Кравченко Ю.П. и др.

3. А.С. (СССР) N 1828268 от 13.02.1990 г. Способ исследования электростатических полей поверхностей, Кравченко Ю.П. и др.

4. Патент РФ N 2080605 от 27.05.1997 г. Способ исследования электромагнитных полей поверхностей, Кравченко Ю.П. и др.

5. Полезная модель N 2448 от 16.05.1997 г. Устройство для электромагнитной разведки, Кравченко Ю.П., Савельев А.В. и др.

6. Патент РФ N 2119680 от 27.09.1998 г. Способ геоэлектромагнитной разведки и устройство для его реализации. Кравченко Ю.П., Савельев А.В. и др.

7. Кравченко Ю.П. ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИБОРОВ ИГА-1 ДЛЯ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПОДЗЕМНОЙ РАЗВЕДКИ. Тезисы докладов Международного семинара "Геодинамика и сейсмичность Средиземноморско-Черноморско-Каспийского региона", Евро-Азиатское Геофизическое общество, Краснодарское краевое отделение ЕАГО, г.Геленджик,2006г.
8. Кравченко Ю.П. Савельев А.В.  Использование приборов ИГА-1 для геоэкологии, предотвращения ЧС и антитеррора. Материалы международной научно-технической конференции НАУКА, ОБРАЗОВАНИЕ, ПРОИЗВОДСТВО В РЕШЕНИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ, г.Уфа, УГАТУ, ЭКОЛОГИЯ-2006
Поисковый прибор ИГА-1 www.iga1.ru




Схожі:




База даних захищена авторським правом ©lib.exdat.com
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації