Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ МИНЕРАЛИЗАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД'

ВЛИЯНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ МИНЕРАЛИЗАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
65
9
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
минерализованные воды / гидрогеохимия / кондуктометр / пьезометр / гидростатическое давление / осмотическое давление / гидроосмотическая завеса / mineralized waters / hydrogeochemistry / conductometer / piezometer / hydrostatic pressure / osmotic pressure / hydroosmotic barrier

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Давлатшоев Саломат Каноатшоевич

Рассматривается исследование по выявлению физических явлений опреснения и отжатия поземных минерализованных вод под воздействием гидростатического и осмотического давлений, а также появление гидронапорно-осмотической завесы между менее и сильноминерализованными водами в результате достижения равновесного состояния между гидростатическим и осмотическим давлениями.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Давлатшоев Саломат Каноатшоевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE INFLUENCE OF HYDROSTATIC PRESSURE ON CHANGES IN THE GROUNDWATER MINERALIZATION LEVEL

The article discusses a study on the identification of physical phenomena of desalination and squeezing of underground mineralized waters under the influence of hydrostatic and osmotic pressure? As well as the appearance of a hydroosmotic barrier between less and highly mineralized waters as a result of reaching an equilibrium state between hydrostatic and osmotic pressure.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ МИНЕРАЛИЗАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД»

10. Method for monitoring the stress-strain state of a rock mass: pat. 2613229 of the Russian Federation; publ. 03/15/2017. Byul. No. 8.

11. Baryshnikov V.D., Baryshnikov D.V., Gakhova L.N. Evaluation of vertical displacements and deformations of a part-time array with a layered development system // Fundamental and applied issues of mining sciences. Novosibirsk: IGD SB RAS. 2016. pp.265 - 269.

12. Video monitoring system of the near-well space for monitoring the deformation processes of rocks and the laying array: pat. 2774458 RF No. 2774458; publ. 21.06.2022. Byul. No. 18.

13. Baryshnikov V.D., Gakhova L.N., Baryshnikov D.V. Results of control of shifts of the subcarrier ore ceiling when working off the underlying layers // Sb. nauch. tr. X international conf. "Combined geotechnology: transition to a new technological order". Magnitogorsk: MSTU. 2019. pp. 140 - 147.

14. Zyryanov I.V., Zoteev O.V., Baryshnikov V.D., Pul V.V. Selection and justification of the composition of observations and safety criteria for geomechanical monitoring at the "International" mine. Moscow: Mining Journal. 2019. No. 2. pp. 21-26.

УДК 53.043+53.087+626/627

ВЛИЯНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ МИНЕРАЛИЗАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

С.К. Давлатшоев

Рассматривается исследование по выявлению физических явлений опреснения и отжатия поземных минерализованных вод под воздействием гидростатического и осмотического давлений, а также появление гидронапорно-осмотической завесы между менее и сильноминерализованными водами в результате достижения равновесного состояния между гидростатическим и осмотическим давлениями.

Ключевые слова: минерализованные воды, гидрогеохимия, кондуктометр, пьезометр, гидростатическое давление, осмотическое давление, гидроосмотическая завеса.

Режимные наблюдения за уровнем подземных вод и их химизмом в изыскательских скважинах основания плотины Рогунской ГЭС, которые проводились с 1968 по 1977 годы [1].

Общая картина гидрогеохимической обстановки может быть представлена следующим образом.

На участке развития соли по Ионахшскому разлому отмечается вертикальная зональность минерализации подземных вод (см. разрезы через скв. 1071-1008-1016-1020-2016-1027, рис. 1). Во всех скважинах подземные воды до глубины 40-50 м обладают низкой минерализацией 2 до10 г/л, относясь по типу к сульфатным кальциевым, сульфатным натриевым и сульфатно - хлоридно - натриевым. Наиболее низкой величиной минерализации (2 - 3 г/л) обладает первый тип вод и соответственно более высокой

(3 - 30 г/л) - второй, третьей и четвертой - хлоридные натриевые воды, распространенные на участках, где развита каменная соль. Их минерализация изменяется в очень широких пределах от 2 до 326 г/л. Переходная зона между сульфатными натриевыми и хлоридно - натриевыми водами фиксируется на верхних отметках соли, т.е. около 960 м [2].

Подземные воды с минерализацией свыше 30 г/л относятся, как правило, к хлоридно - натриевым. Переход к этому типу вод происходит на абсолютных отметках около 950 м, т.е. на верхних отметках соли.

В гидрохимическом профиле от Ионахшского разлома вниз по течению реки (правобережье и левобережье), в висячем крыле отмечается погружение хлоридно - натриевых вод по мере удаления от соли (рис. 1).

Здесь отмечаются как переходные от хлоридно - натриевых к суль-фатно-хлоридным натриевым и смешанным хлоридно-сульфатно-натриевым. Воды обладают довольно равномерной минерализацией в пределах 22...30 г/л, в то время как сульфатные натриевые воды обладают минерализацией 1...19 г/л. Схема распространения описанных типов вод, весьма грубо может быть представлена в таком виде: хлоридно-натриевые воды в породах, залегающих на соли согласно (юра, нижний мел) находятся ниже поверхности размыва соли в полосе шириной 150 - 200 м., протягивающиеся параллельно Ионахшскому разлому, далее они переходят в сульфатно-кальциевые воды [3]. Со стороны тектонического контакта хло-ридно-натриевая вода находится выше поверхности размыва соли (на скважине №1071, примерно на 25 м.)

с-с

Рис. 1. Распределение уровня минерализации подземных вод

(масштаб 1:5000)

Высокоминерализованные хлоридно - натриевые воды, приуроченные к меловым отложениям (верхний бьеф), судя по более высоким отметкам их верхней границы по скв. 1071, имеют направление движения из

глубины массива к пласту соли. Источником их образования, по-видимому, являются мощные соленосные отложения в районе правобережного притока р. Вахш - сая Пассмурахо.

В процессе обобщения материалов режимного наблюдения выявлено существование барражного эффекта сильноминерализованных подземных вод по обеим сторонам солевого пласта, который защищает пласт соли от растворения (рис. 1). А также установлено, что между менее минерализованными водами (относительно пресных вод) и сильноминерализованными водами существует чёткая граница [3].

Методы и приборы исследования. В 2008 году началась достройка Рогунской ГЭС, где задачи исследования по определению гидрогеохимической особенности основания плотины Рогунской ГЭС в основании передней упорной призмы, через которую проходит солевой пласт, приобрели актуальный характер. Задачи этих исследований заключаются в следующем:

- изучение степени минерализации подземных вод на левобережном участке Ионахшского разлома до перекрытия русла реки Вахш (в естественных условиях),

- анализ влияния гидростатического напора (колебаний уровня реки Вахш) на изменение степени минерализации подземных вод в пьезометрических скважинах.

Для решения задач определения химического состава подземных вод в зоне солевого пласта Рогунской ГЭС в реальном масштабе времени без отбора проб, был разработан кондуктометрический метод и изготовлен зонд-кондуктометр «КАЛЬМАР» [4, 5].

Кондуктометр «КАЛЬМАР» состоит из погружного зонда, регистратора и соединительного кабеля (рис. 2). К регистратору посредством соединительного кабеля подключается вспомогательное устройство, соединённое с ШВ-портом компьютера.

катушка дл« кабеля4

Рис. 2. Элементы кондуктометра «КАЛЬМАР»

Прибор состоит из трёх основных частей [6]:

1. Погружного зонда, опускаемого непосредственно в исследуемый раствор.

2. Регистратора, выполняющего математическую обработку, хранение и отображение данных посылаемых зондом (портативный компьютер с операционной системой Windows и специализированной программой для кондуктометра).

3. Соединительного кабеля, осуществляющего связь регистратора с погружным зондом.

Длина кабеля может достигать до двухсот метров.

Благодаря малым габаритам зонда и большой длине соединительного кабеля кондуктометр может использоваться для исследования состава воды в узких и глубоких скважинах.

В табл. 1 приведена техническая характеристика кондуктометра «КАЛЬМАР».

Таблица 1

Техническая характеристика кондуктометра «КАЛЬМАР»

Диапазон измеряемых концентраций 0,2...300 г/л

Точность измерения концентрации №С1 ±3 г/л ( в диапазоне 8...25 °С)

Диапазон измерения электропроводности 0,2...600 мСм/см

Погрешность измерения УЭП ±0,1 мСм/см

Диапазон измерения температуры 0...45 °С

Погрешность измерений температуры ±0,05 °С (0...45 °С)

Интерфейс погружного зонда RS-232 до 200 м

Интерфейс регистратора USB

Период измерений 0,1 с

Потребляемая мощность 0,16 Вт

Средний срок службы погружного зонда 5 лет

Средний срок службы регистратора 10 лет

Длина информационного кабеля до 200 м

Масса погружного зонда 850 г

Габариты погружного зонда 230х33 мм

Габариты регистратора 270х170х30 мм

Отличительными особенностями кондуктометра являются [7]: - погружной зонд ПИП кондуктометра является цифровым автономным ПИП с универсальным интерфейсом, работающим с любыми удалёнными регистраторами или в составе сети. Регистратором и накопителем, в частности, может служить обычный персональный компьютер;

- высокоточные измерения температуры, УЭП, термокомпенсация и автоматическое переключение пределов измерения позволили расширить диапазон работы в области малых концентраций (0,1 мСм/см);

- для подсчета концентрации электролитов используется трёхмерная аналитическая 32-битная модель, которая в отличие от обычного табличного метода EEPROM позволяет увеличить точность в широком диапазоне измерений;

- предусмотрена возможность автоматизированной калибровки без применения сложного оборудования. Это позволяет исследователю самостоятельно сформировать новую математическую модель для расчёта концентрации произвольных электролитов;

- минимальное энергопотребление (<0,2 Вт/сенсор) позволяет эффективно разворачивать измерительную кондуктометрическую сеть в полевых условиях с альтернативным питанием.

Кондуктометр поставляется калиброванным на концентрацию водного раствора поваренной соли. Предусмотрена смена вещества путём замены рабочего файла программного обеспечения.

Автоматизированный процесс калибровки позволяет заказчику самостоятельно калибровать прибор на измерение концентрации других электролитов.

Исследования по определению степени минерализации подземных вод проводились кондуктометром КАЛЬМАР в пьезометрической сети основания плотины Рогунской ГЭС, план расположения которых приведен на рис. 3.

Рис. 3. План расположения пьезометрических скважин на участке левого берега солевого пласта р. Вахш

Результаты исследования. В ноябре-декабре 2011 года были проведены два цикла измерений. Измерения минерализации проведены в 16 пьезометрических скважинах, через каждый метр глубины. Исследования были продолжены с 2013 по 2015 годы [8 - 10].

По результатам анализа выполненных работ, выявлено, что сильные изменения минерализации подземных вод в скважинах за пластом соли и близкие к пласту не происходят (рис. 4).

Незаметное изменение минерализации подземных вод связано с фильтрационными свойствами пород за пластом соли и отсутствие водоупорного элемента, где гидростатическое давление не формируется за солевым платом.

Рис. 4. График изменения минерализации в пьезометре П-32

Сам солевой пласт является плотным водоупорным элементом с коэффициентом фильтрации равной нулю и это способствует формированию гидростатического давления до пласта соли.

Изменение минерализации подземных вод в зависимости от изменения пьезометрического уровня рассмотрим на примере пьезометрической скважины П-29а за 2013 и 2014 гг. (рис. 5, 6). Из приведённых графиков видно, что при положительном изменении гидравлического градиента происходит опреснение подземных минерализованных вод, а при отрицательном изменении гидравлического градиента происходит отжатие минерализованных вод.

При понижении гидростатического давления происходит гидратация молекулы воды в ионном составе раствора минерализованных вод (отжатия минерализованных вод), а при повышении гидростатического давления происходит дегидратация молекул воды из ионного состава раствора минерализованных вод (опреснение минерализованных вод).

Рис. 5. График отжатия минерализованных вод в пьезометрической

скважине П-29а

График опреснения минерализованных вод в пьезометрической

скважине П-29а

07.01.2014

07.08.2014

300

л

й 250

Я

(С т

с; го о.

01

200

150

100

50

/7

А V

/ V

/

' /

ЮгОСТ11Дгч1011Лгч1С01Л ^ Н ^ - -

<-Г го" ЧГ

со

го

V СП ГО

с О

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

гЧ Г«. тГ

оо м ¡л ел т из о гг г- гч оо гч т и-Г К" оо"" а? 1-Г гч гг ¡л" цэ со"" сгТ о г^"" го ^ из го сп т-Чт-Чт-Чт-ЧГ^Г^Г^Г^Г^Г^Г^ГОГО гого го

Глубина скважины, (м)

Рис. 6. График опреснения минерализованных вод в пьезометрической

скважине П-29а

Такое явление связано с осмотическим давлением подземных минерализованных вод. Осмотическое давление - это избыточное гидростатическое давление на раствор, отделённый от чистого растворителя полупроницаемой мембраной, при котором прекращается диффузия растворителя через мембрану (осмос). Это давление стремится уравнять концентрации обоих растворов, вследствие встречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя.

В нашем случае, между менее минерализованными и сильноминерализованными подземными водами появляется завеса, которая определяется равновесным соотношением между гидростатическим и осмотическим давлением. В зависимости от величины гидростатического давления завеса может изменить своё положение. Расположение завесы служит границей между менее минерализованными и сильноминерализованными подземными водами.

Суть выявленного физического явления заключается в том, что при понижении уровня воды в реке Вахш на величину -ДЬводы, гидростатическое давление Ргст становится меньше осмотического давления Росм подземных минерализованных вод (Ргст < Росм) и поток молекул воды направляется в сторону сильноминерализованных вод (прямой осмос - отжатие минерализованных вод), который приводит к снижению концентрации, смещения расположения завесы на величину +АЬзавесы и прекращения мас-сопереноса молекул воды.

В случае повышения уровня воды в реке Вахш на величину +АЬводы гидростатическое давление Ргст становится больше осмотического давления Росм подземных минерализованных вод (Ргст > Росм) и поток молекул воды направляется в сторону менее минерализованных вод (обратный осмос - опреснение минерализованных вод), который приводит к повышению концентрации, смещению расположения завесы на величину -АЬзавесы и прекращению массопереноса молекул воды.

Соотношение гидростатического и осмотического давлений и формирование завесы между ними можно описать в следующем виде:

Ргст < Росм - отжатие (снижение концентрации) подземных минерализованных вод;

Ргст = Росм - завеса между менее и сильноминерализованными водами (массоперенос молекул воды отсутствует);

Ргст > Росм - опреснение (повышение концентрации) подземных минерализованных вод.

Поскольку завеса появляется в результате равновесного соотношения между гидростатическим и осмотическим давлениями, то это можно назвать гидронапорно-осмотической завесой.

На рис. 1 показана чёткая граница между менее минерализованными и сильноминерализованными водами, имеющими горизонтальное положение и дальше, оно приобретает вертикальное расположение. Это

означает, что гидронапорно-осмотическая завеса между менее минерализованными и сильноминерализованными водами может существовать в горизонтальном, вертикальном и в наклонном положении.

По результатам исследований, проведённых в 2013 - 2015 годах, с целью выявления физической зависимости между опреснением подземных минерализованных вод и уровнем гидростатического давления (пьезометрического уровня) по характерным пьезометрам составлена табл. 2 и график изменения глубины опреснения подземных минерализованных вод от изменения уровня гидростатического давления (рис. 7).

Таблица 2

Изменение гидростатического уровня и глубина опреснения

минерализованных вод в пьезометрических скважинах_

№ пьезомет- Гидроста- Глубина № пьезо- Гидроста- Глубина

ра тический опресне- метра тический опресне-

уровень, ДИст, м ния, ДИопрес, м уровень, ДИст, м ния, ДИопрес, м

П-29а 5,73 4,2 П-33 4,84 2,18

(05.08.2013- (16.03.2015-

09.12.2013) 16.08.2015)

П-29а 6,01 5,56 П-27 0,28 3,12

(07.01.2014- (21.11.2011-

07.08.2014) 27.12.2011)

П-29а 1,91 4,37 П-29 0,26 1,98

(07.08.2014- (21.11.2011-

08.12.2014) 28.12.2011)

П-29а 2,15 4,04 П-29а 0,4 4,0

(14.01.2015- (19.11.2011-

15.04.2015) 28.12.2011)

П-31 4,3 1,78 П-31а 0,4 2,1

(07.06.2013- (19.11.2011-

05.08.2013) 28.12.2011)

На основании полученных результатов выведено следующее эмпирическое уравнение:

У = 0,1772Х + 2,8673.

В результате проведённых исследований на участке солевой завесы Рогунской ГЭС получены следующие представления о характере пространственного распределения и временных вариациях уровня минерализации подземных вод в зоне солевого пласта и выбранного метода исследования:

- временные колебания уровня минерализации имеют сезонный характер. Максимальные значения общей минерализации наблюдаются в

зимний период, а минимальные - в летний. Это связано с уменьшением уровня воды в реке Вахш в зимний период и повышением уровня воды в реке в летний период.

График изменения глубины опреснения минерализованных вод от гидростатического уровня

—♦- ♦ -

♦ - -- " "у = 0,1772х + 2,8673

0123456789

Гидростатический уровень, м

Рис. 7. График изменения глубины опреснения минерализованных вод

от гидростатического уровня

Выводы

1. Установлено неизвестное ранее физическое явление опреснения и отжатия подземных минерализованных вод под действием гидростатического давления заключающееся в том, что при повышении величины гидростатического давления над осмотическим давлением минерализованных вод происходит опреснение минерализованных вод, а при повышении осмотического давления над гидростатическим давлением, происходит отжа-тие минерализованных вод.

2. Установлено неизвестное ранее физическое явление возникновения гидронапорно-осмотической завесы между менее и сильноминерализованными водами заключающееся в том, что при достижении равновесного состояния между гидростатическим и осмотическим давлением, между ними появляется гидронапорно-осмотическая завеса и массоперенос молекул воды в обе стороны прекращается.

3. Выявлена закономерность изменения глубины опреснения или же отжатия подземных минерализованных вод от величины гидростатического давления.

4. Выведено эмпирическое уравнение изменения глубины опреснения подземных минерализованных вод от величины гидростатического давления.

Список литературы

1. Давлатшоев С.К., Сафаров М.М. Гидрогеохимический мониторинг в основании плотины Рогунской ГЭС. Душанбе: Ирфон, 2017. 236 с.

2. Давлатшоев С.К., Сафаров М.М., Леонидова Н.В. Гидрогеохимические особенности зоны солевого пласта в основании плотины Рогунской ГЭС // Вестник Таджикского технического университета. 2008. 3. С. 9-11.

3. Давлатшоев С.К. Техногенное влияние фильтрационных потоков водохранилища на гидрогеохимический режим основания плотины и безопасное функционирование Рогунской гидроэлектростанции: дис. ... канд. техн. наук. Душанбе: ИВПГиЭ, 2019. 179 с.

4. Давлатшоев С.К., Сафаров М.М. Кондуктометрический способ и аппаратура измерения уровня минерализации в пьезометрических сетях // Вестник технологического университета, 2017. №18, Т. 20. С. 45-52.

5. Давлатшоев С.К., Сафаров М.М. Измерения степени минерализации жидкостей кондуктометрическим способом // Вестник Бохтарского государственного университета имени Носира Хусрава. Сер. «Естественные науки». 2019. № 2-3 (66). С. 53-57.

6. Давлатшоев С.К., Кобулиев З.В., Сафаров М.М. Кондуктометриче-ский способ и устройства для мониторинга гидрогеохимичсекого режима в основании плотины на легкорастворимых породах // Сб. науч. тр. V Меж-дунар. науч.-технич. конф. «Современные методы и средства исследований теплофизических свойств веществ». Санкт-Петербург: ИТМО, 2019. С. 270-282.

7. Давлатшоев С.К., Сафаров М.М., Кобулиев З.В. Способ и устройства для гидрогеохимического мониторинга основании плотины на водорастворимых породах // Сб. науч. тр. IV Междунар. конф., посвященной памяти докторов химических наук, профессоров Хамида Мухсиновича Якубова и Зухуриддина Нуриддиновича Юсуфова. Душанбе: ТНУ, 2019. С. 348-353.

8. Гарелина С.А., Давлатшоев С.К., Сафаров М.М. Система защиты солевого пласта плотины Рогунской ГЭС // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. 2018. Т. 1. № 9. - С. 135-138.

9. Гарелина С.А., Давлатшоев С.К., Сафаров М.М. Система мониторинга защиты солевого пласта основания плотины Рогунской ГЭС // Сб. науч. тр. XIII Междунар. науч.-практич. конф., посвященной Году культуры безопасности. 2018. С. 25-27.

10. Давлатшоев С.К., Кобулиев З.В., Сафаров М.М. Измерения диапазон изменения степени минерализации подземных вод в основании плотины Рогунской ГЭС // Сб. науч. тр. V Междунар. науч.-технич. конф. «Современные методы и средства исследований теплофизических свойств веществ». Санкт-Петербург: ИТМО, 2019. С. 302-309.

Давлатшоев Саломат Каноатшоевич, канд. техн. наук, зав. Лабораторией, sa-lomatda@,list.ru, Республика Таджикистан, Душанбе, Институт водных проблем, гидроэнергетики и экологии НАНТ

THE INFL UENCE OF HYDROSTA TIC PRESSURE ON CHANGES IN THE GROUNDWATER MINERALIZATION LEVEL

S.K. Davlatshoev

The article discusses a study on the identification of physical phenomena of desalination and squeezing of underground mineralized waters under the influence of hydrostatic and osmotic pressure? As well as the appearance of a hydroosmotic barrier between less and highly mineralized waters as a result of reaching an equilibrium state between hydrostatic and osmotic pressure.

Key words: mineralized waters, hydrogeochemistry, conductometer, piezometer, hydrostatic pressure, osmotic pressure, hydroosmotic barrier.

Davlatshoev Salomat Kanoatshoevich, candidate of technical sciences, head. of laboratory, salomatda@Jist.ru, Republic of Tajikistan, Dushanbe, Institute of Water Problems, Hydropower and Ecology of NAST

Reference

1. Davlatshoev S.K., Safarov M.M. Hydrogeochemical monitoring at the base of the Rogun hydroelectric dam. Dushanbe: Irfon, 2017. 236 p.

2. Davlatshoev S.K., Safarov M.M., Leonidova N.V. Hydrogeochemical features of the salt formation zone at the base of the Rogun hydroelectric dam // Bulletin of the Tajik Technical University. 2008. 3. pp. 9-11.

3. Davlatshoev S.K. Technogenic influence of reservoir filtration flows on the hydrogeochemical regime of the dam foundation and the safe operation of the Rogun hydroelectric power plant: diss. ... candidate of Technical Sciences. Dushanbe: IVPGE, 2019. 179 p.

4. Davlatshoev S.K., Safarov M.M. Conductometric method and equipment for measuring the level of mineralization in piezometric networks // Bulletin of the Technological University, 2017. No.18, Vol. 20. pp. 45-52.

5. Davlatshoev S.K., Safarov M.M. Measurements of the degree of mineralization of liquids by the conductometric method // Bulletin of Nosir Khusrav Bokhtar State University. Ser. Natural sciences. 2019. No. 2-3 (66). pp. 53-57.

6. Davlatshoev S.K., Kobuliev Z.V., Safarov M.M. Conductometric method and devices for monitoring the hydrogeochemical regime at the base of a dam on easily soluble rocks // Sb. nauch. tr. V international scientific and Technical conference: Modern methods and means of research of thermophysical properties of substances. St. Petersburg: ITMO, 2019. Pp. 270-282.

7. Davlatshoev S.K., Safarov M.M., Kobuliev Z.V. Method and devices for hydrogeochemical monitoring of the dam base on water-soluble rocks // Collection of scientific tr. IV international conference dedicated to the memory of Doctors of Chemical sciences, professors Hamid Mukhsinovich Yakubov and Zukhuriddin Nuriddinovich Yusufov. Dushanbe: TNU, 2019. pp. 348-353.

8. Garelina S.A., Davlatshoev S.K., Safarov M.M. Salt reservoir protection system of the Rogun HPP dam // Fire safety: problems and prospects. 2018. Vol. 1. No. 9. - pp. 135138.

9. Garelina S.A., Davlatshoev S.K., Safarov M.M. The system of monitoring the protection of the salt layer of the base of the Rogun HPP dam // Sb. nauch. tr. XIII International scientific and Practical conference dedicated to the Year of the Culture of Safety. 2018. pp. 25-27.

10. Davlatshoev S.K., Kobuliev Z.V., Safarov M.M. Measurements of the range of changes in the degree of mineralization of groundwater at the base of the Rogun HPP dam // Collection of scientific tr. V International scientific and Technical conf.: Modern methods and means of research of thermophysical properties of substances. Saint Petersburg: ITMO, 2019. pp. 302-309.

УДК 528.837

АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ГЕОМЕХАНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СДВИЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ УГОЛЬНОГО РАЗРЕЗА

Р.А. Друзь, А.С. Корытов, А.В. Протасова, А.П. Жгилев

Приведена краткая геологическая характеристика объекта исследования. Изучено состояние уступа угольного разреза и построена геомеханическая модель аварийного участка по физико-механическим свойствам горных пород, которые взяты из справочного материала. Рассмотрен метод конечных элементов, который является основой геомеханического моделирования. Проведен анализ состояния массива на основе модели геомеханического состояния борта. Сделан вывод о том, что результаты моделирования соответствуют данным, полученным с помощью измерений.

Ключевые слова: метод конечных элементов, геомеханическая модель, физико-механические свойства, Plaxis 2D, угольный разрез.

В гонке за производительность угольного разреза и уменьшению количества вскрыши, параметры разреза, в частности углы откосов борта приводят в предельные значения, а иногда и переступают эту черту, поэтому часто случаются аварийные ситуации и работающий персонал подвергается опасности. Разработка угольных месторождений открытым способом требует уделять особое внимание к безопасному ведению горных работ. Важными направлениями при решении этой проблемы является своевременная оценка геомеханического состояния откосов бортов и уступов разрезов.

Маркшейдерские инструментальные наблюдения являются необходимой составной частью комплексных мер по изучению устойчивости бортов карьеров. Инструментальные маркшейдерские наблюдения за деформациями бортов должны проводиться одновременно с началом развития

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.