Strona główna | Oferta | Górnictwo i geologia
GÓRNICTWO I GEOLOGIA
GEOFIZYKA W GÓRNICTWIE I NA TERENACH GÓRNICZYCH
Badania geofizyczne od wielu lat są w powszechnym użyciu dla rozwiązywania zagadnień związanych w poszukiwaniem i eksploatacją złóż kopalin, zarówno na powierzchni (kopalnie odkrywkowe) jak i pod powierzchnią terenu (kopalnie podziemne).
Inżynierskie badania sejsmiczne w celu określenia miąższości warstwy zwietrzałej w kamieniołomie piaskowców (po lewej) oraz pomiar mikrograwimetryczny dla lokalizacji „wędrujących” pustek będących efektem płytkiej eksploatacji górniczej (po prawej)
Pomiary sejsmiczne dla oceny oddziaływania krawędzi nadbudowy na pokłady zagrożone tąpaniami (po lewej) oraz pomiar metodą profilowania georadarowego dla rozpoznania płaszczyzn ścinania w podłożu na terenie byłej kopalni węgla kamiennego (po prawej)
Najczęściej stosowane metody geofizyczne w górnictwie to: metoda sejsmiczna, metoda mikrograwimetryczna, metoda elektrooporowa i georadarowa (GPR).
Badania powyższymi metodami geofizycznymi wykorzystywane są do rozpoznania i określenia:
- zmian w miąższości warstw nadkładu oraz wyznaczeniu podłoża dla potrzeb eksploatacji złóż przypowierzchniowych,
- ciągłości i zaburzeń struktury w pokładach występowania spękań, systemów szczelin,
- stref kontaktowych pomiędzy np. utworami solnymi a anhydrytem,
- przestrzennej budowy geologicznej nadkładu i złoża – okonturowanie złoża,
- stref perspektywicznych dla optymalnej eksploatacji surowców,
- zagrożenia tąpaniami,
- podziemnych „wędrujących” pustek pogórniczych,
- nieudokumentowanych i niezlikwidowanych wyrobisk górniczych,
- rozluźnień i stref osłabienia podłoża.
BADANIA SEJSMICZNE
Badania geofizyczne metodą sejsmiczną bazują na zmienności gęstości i właściwości sprężystych badanego ośrodka. W górnictwie i geologii metoda ta doskonale sprawdza się w problematyce lokalizacji pustek i stref spękań podłoża oraz skuteczności podsadzania dla płytkiej eksploatacji górniczej. Ma powszechne zastosowanie w określaniu głębokości i przebiegu niezwietrzałego podłoża skalnego, szacowaniu anizotropii spękań, urabialności skał dla celów eksploatacji w kopalniach odkrywkowych, a także dynamicznych modułów sprężystości oraz wstępnej oceny klas geomechanicznych np. dla potrzeb budownictwa tunelowego.
Wyniki badań sejsmicznych MASW 2D wykonanych w celu wykrycia i okonturowania pustek, stref rozluźnień, spękań i osiadań w podłożu jezdni drogi wojewódzkiej
Pole prędkości fali P jako wynik badań sejsmicznych metodą tomografii refrakcyjnej dla określenia stref rozluźnień i spękań. Wyznaczono zasięgi niekorzystnych zjawisk osuwiskowych, naniesiono granice georadarowe oraz wskazano prawdopodobną strefę uskokową potwierdzoną w badaniach geotechnicznych
BADANIA GRAWIMETRYCZNE
Badania geofizyczne metodą grawimetryczną bazują na zmienności pola grawitacyjnego (przyciągania) Ziemi. Zastosowanie metody w wersji inżynierskiej zwanej mikrograwimetrią daje pozytywne rezultaty w lokalizacji np. szybów, szybików, sztolni, chodników, „pustek” występujących w górotworze wraz z prognozowaniem ich ekspansji ku powierzchni terenu. Obiekty tego typu stanowią zagrożenie dla powierzchni poprzez powstawanie deformacji nieciągłych w postaci lejów, zapadlisk i progów. W rejonach występowania takich obiektów generowane są ujemne anomalie grawimetryczne. Obserwacje mikrograwimetryczne na punktach pomiarowych realizowane są z wykorzystaniem grawimetrów Autograv CG-5. Wynikiem badań mikrograwimetrycznych są mapy rozkładu anomalii siły ciężkości w redukcji Bouguera oraz mapy anomalii resztkowych.
Mapa anomalii siły ciężkości w redukcji Bouguera na podstawie badań mikrograwimetrycznych
Badania grawimetryczne wykonywane są również w ujęciu regionalnym w celu lokalizacji i określenia zasięgu powierzchniowego złóż surowców energetycznych oraz mineralnych. Dzięki tym badaniom określane są potencjalne pułapki złóż węglowodorów, strefy wysadów solnych oraz zasięg powierzchniowy złóż.
Regionalne powierzchniowe zdjęcie grawimetryczne dla poszukiwań złóż surowców
BADANIA ELEKTROOPOROWE
Badania geofizyczne metodą elektrooporową (geoelektryczną) bazują na detekcji gruntów, skał i innych obiektów znajdujących się pod powierzchnią terenu, charakteryzujących się właściwościami elektrycznymi różniącymi się od właściwości otaczającego ośrodka. Badania takie służą między innymi do lokalizacji granic geologicznych, rozpoznania terenów pogórniczych lub określania poziomów wodonośnych. Pozwalają rozpoznać strefy występowania pustek, stref spękań, zawodnienia oraz np. skażeń poprzemysłowego podłoża.
Wyniki tomografii elektrooporowej ERT 2D (resistivity imaging) w rejonie historycznej działalności górniczej
BADANIA GEORADAROWE
Zastosowanie metody georadarowej na terenach górnictwa odkrywkowego i podziemnego, mając w względzie jej ograniczenia, przede wszystkim pomaga w określaniu struktury badanego masywu gruntowo-skalnego. Do przykładów można zaliczyć określania stref spękań lub określania granic geofizycznych, które po korelacji z otworami geotechnicznymi pozwalają wykryć nieciągłości w strukturze.
Dodatkowo pozytywnym efektem ubocznym badań georadarowych, gdzie wykorzystuje się anteny georadarowe o większych rozdzielczościach pionowych jest wykrycie oraz lokalizacja przypowierzchniowej infrastruktury zakładu górniczego (często nieposiadająca odpowiednio dokładnie określonego przebiegu). Dzięki wykorzystaniu siatki profili poprzecznych i podłużnych, możliwe jest zobrazowanie zmian anomalnych w sposób przestrzenny.
Głębokościowy przekrój georadarowy na krawędzi skarpy odkrywkowej kopalni węgla, dla określenia zasięgu strefy obrywowej powstałej w wyniku osuwiska. Zlokalizowano także pęknięcia masywu gruntowo-skalnego w miejscach gdzie na powierzchni zaobserwowano odspojenia i rysy
