Создание наблюдательной станции на ледяной горе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Создание наблюдательной станции на ледяной горе

К.Н. Шубина

Своеобразный, уникальный по красоте историко-природный комплекс Кунгурская Ледяная пещера и Ледяная гора известен на весь мир. Полюбоваться на него приезжают из самых дальних регионов России и из других стран. Но этот объект не только прекрасен, но и опасен. В табл. 1 приведены обвалы, зафиксированные сотрудниками Кунгурской лаборатории в пещере в период с января 2005 г. по март 2009 г.

горный обвал пластовый месторождение

Таблица 1 Зарегистрированные обвалы в Кунгурской Ледяной пещере

Общий объём обрушенной горной массы за данный период составил 52 мі.

Периодичность обвалов в заповедной и экскурсионной частях пещеры одинаковая. В таблице заповедная часть пещеры представлена выделенными ячейками. Частыми являются вывалы горной массы из органных труб.

Рис. 1. Количество и объём обвалов в гротах

Как видно из табл. 1 и из графика на рис. 1 обвалы наиболее часто происходят в гротах Вышка, Географов, Руины, Перепутье. В гроте Вышка они носят периодический характер.

По объёму обрушенной горной массы лидирует грот Вышка, где с января 2005 г. по апрель 2009 г. обвалилась половина общего объёма обрушенных пород за данный период. На втором месте грот Тернистый путь, где обрушилось 15 мі горной породы, и на третье месте грот Данте, где объём составил 5 мі. В остальных гротах объём не превышает 0,6 мі.

В документах конференции ООН важное значение уделено реализации концепции устойчивого развития и охраны окружающей среды [4].

Решение этой задачи осуществляется на основе создания и эффективного использования мониторинга - специальной информационно-аналитической системы наблюдений, контроля и оценки состояния природной среды.

В Кунгурской Ледяной пещере ведутся следующие мониторинги: гидрогеологический, микроклиматический, гляциологический. Маркшейдерский контроль за сдвижением земной поверхности и толщи горных пород является обязательным при лицензировании [2,5].

Методами изучения процесса сдвижения являются: натурные наблюдения и измерения, лабораторные исследования на физических моделях, аналитические исследования на математических моделях.

Исследования в натурных условиях являются основными, так как позволяют выявить количественные показатели, характеризующие деформации в конкретных горно-геологических условиях.

Наблюдательной станцией называется система реперов, закладываемых по профильным линиям для наблюдений за сдвижением земной поверхности и толщи горных пород.

Параметры создания наблюдательных станций при разработке пластовых и рудных месторождений регламентируются Инструкцией и другой научно-технической литературой [3,4]. Для данного объекта не разработано чётких методических рекомендаций. Но пещера - это подземная полость, аналог горной выработки. Поэтому при проектировании и производстве маркшейдерских работ можно руководствоваться нормативными документами, используемыми при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом.

Методика проведения наблюдений определяется геологическими особенностями Ледяной горы и назначением станции. Территория района работ характеризуется наличием большого числа карстовых воронок. Назначение станции - наблюдения за сдвижениями и деформациями на Ледяной горе и выявление их связи с деформациями в пещере. Чтобы правильно определить положение реперов необходимо составить совмещённый план подземных полостей и поверхностных впадин.

На сегодняшний день на данном объекте в обновлении нуждается следующий графический материал: подробный план пещеры, совмещённый план поверхности и подземных образований, геологическая, геоморфологическая, гидрогеологическая карты Ледяной горы. Все эти карты были составлены Е.П. Дорофеевым в 70-е годы, но не отвечают современным требованиям составления данных карт. В 1965 году им был создан единственный инструментальный достоверный и полный план пещеры с анализом пройденных теодолитных ходов. Ввиду неблагоприятных условий наблюдений (отсутствие электрического освещения), высокой трудоёмкости работ угловые невязки в замкнутых теодолитных ходах достигали 4є, а линейные невязки 1-1,5 метров. Контуры полостей наносились на план путём восстановления перпендикуляров в обе стороны через каждые два метра теодолитных и буссольных ходов. Расстояния замерялись рулетками [1].

Современные геодезические инструменты позволяют достигать высокой точности и производительности измерений. Использование безотражательной технологии позволяет снимать удалённые и неудобные для съёмки по призме точки пещеры. Кровля и стенки подземных полостей имеют неправильную неровную форму, которая с помощью лазерного визира легко фиксируется.

Различные геоинформационные системы, в широком ассортименте представленные на рынке, позволяют создать трёхмерную модель пещеры. Представление карт, планов и моделей в электронном виде является основой для накопления и систематизации данных научных наблюдений.

Профильные линии предполагается расположить на поверхности вдоль подземных галерей (см. рис.2). Станция будет расположена только над экскурсионной частью пещеры. Расстояние между реперами принимается 20 м. Точки, с которых будут производиться измерения, должны быть заложены вне области сдвижения. В данном случае их следует располагать на ровных участках рядом со столбами линий электропередач.

Рис. 2. Совмещённый план подземных пустот и поверхностных воронок

При обработке материалов наблюдений величины сдвижений и деформаций вычисляются по общим формулам [6]. По результатам вычислений составляются ведомости и строятся графики оседаний, наклонов, кривизны, горизонтальных сдвижений, горизонтальных деформаций.

Проектируемая наблюдательная станция на Ледяной горе относится к разряду специальных и имеет следующие особенности по сравнению с другими типовыми наблюдательными станциями. Она простирается на закарстованной территории с большим количеством воронок. Нет нормативных документов, точно определяющих положение реперов станции, поэтому места закладки центров определяются по совмещённому плану подземных галерей и поверхностных впадин.

Создание наблюдательной станции на Ледяной горе позволит нам точно представить процесс образования карста на данном объекте. Постоянные и длительные наблюдения за сдвижением горных пород и земной поверхности, обработанные и представленные в графическом виде в трёхмерном пространстве, позволят визуально следить за процессом роста пещеры и развитием карстовых воронок на горе.

Список литературы

1. Дорофеев Е.П. Отчёт о съёмке нового плана Кунгурской пещеры. - Кунгур, 1964 - (фонд Кунгур. лаб.-стационара ГИ УрО РАН)

2. О недрах : федеральный закон от 21.02.1992. № 2395-1 // Собр. законодательства РФ. - 1995. - № 10, 6.03. - Ст. 823.

3. Инструкция по производству маркшейдерских работ. РД 07-603-03. - М.: НТЦ «Пром. безопасность, 2003 -

4. Маркшейдерия : учеб. для вузов / под ред. М.Е. Певзнера, В.Н. Попова. - М.: Изд-во МГГУ, 2003. - 419 с.

5. Положение о геологическом и маркшейдерском обеспечении промышленной безопасности и охраны недр. РД 07-408-01 : введ. в действие 01.07.01 // Охрана недр и геолого-маркшейдерский контроль : сб. док. Организационно-правовое обеспечение. сер. 07. вып. 3. - М., 2002. - С. 14-26.

6. Маркшейдерское дело : учеб. для вузов. ч. 2 / И.Н. Ушаков [и др.]. - М.: Недра, 1989.

Размещено на Allbest.ru