Биолокация в горном деле
Биолокация - древнейший способ поиска подземных вод, а также решения многих других проблем горного дела, который, к сожалению, почти полностью забыт под натиском цивилизации. В последние десятилетия зарубежные страны начали уделять этому направлению исследований исключительно серьезное внимание, т.к. оно открывает неожиданные возможности в самых различных областях производственной деятельности. В США союз биолокаторов в настоящее время объединяет около 25 тыс. человек, которые активно привлекаются фирмами и организациями. Специальная комиссия ЮНЕСКО подтвердила существование биолокационного эффекта, однако природа его до сих пор не ясна. На Урале во времена горнопромышленника Демидова специалисты по биолокации (лозоходцы) являлись единственной категорией работников, которые получали вольную - настолько ценился их труд. В советский период смелость применения опального метода по праву принадлежит Н.Н.Сочеванову и нашему земляку проф. А.А.Малахову.
Биолокация основана на повышенной чувствительности некоторых людей к физическим аномалиям. Исследования осуществляются с применением простых приспособлений: различных рамок и резонаторов, усиливающих восприятие тех или иных аномалий под землей. Преимуществами биолокации являются: дешевизна, простота и доступность в любой местности (в высоких горах, на крутых склонах, в пустыне и густом лесу, в закрытых тесных помещениях, под землей, в шахтах и т. д.), где трудно транспортировать и монтировать соответствующее оборудование. Отсутствие нарушений и загрязнений земной поверхности, которые неизбежны при бурении и некоторых видах геофизических исследований, также является одним из достоинств метода. Очевидно, что с помощью биолокации многие проблемы можно решить гораздо проще, дешевле и быстрее. В частности, можно значительно сократить количество непродуктивных скважин за счет более целенаправленного поиска подземных вод и полезных ископаемых. Точность исследований в основном зависит от глубины объектов поиска (трещин, карстов, рудных тел и т. д.) и их размеров. Так, например, точность определения размера карстовой пустоты на глубине до 20 м составляет около 0.1 м, на глубине 50 м - 0.3 м. Азимут простирания трещин, разломов, направления течения подземных вод определяется с точностью 5%. Характер изменения скорости фильтрации оценивается с погрешностью 10-20%. Местоположение трещин, разломов, карстов и зон фильтрации устанавливается с точностью 0.05-0.5 м в зависимости от их глубины. Крупные рудные залежи меди, железа, полиметаллов могут быть обнаружены на глубине до 500 м, а иногда и более.
Как известно, в случае обрушения пород нужны оперативные данные об их масштабах для принятия адекватных мер, предотвращающих дальнейшее развитие негативных последствий. Чаще всего нет доступа в зону обрушения, сохраняется опасность повторного вывала, поэтому трудно определить их границы, наличие трещин отрыва в покровной толще и состояние крепи.
Биолокационный метод позволяет незамедлительно оценить ситуацию.
При проходке подходной выработки на станции метро "Бажовская" (г.Екатеринбург) летом 1996 г. произошел вывал в кровле забоя. Попытки закрепить выработку не увенчались успехом, объем осыпающейся массы еще более увеличился. Имелась опасность деформации здания горного комплекса, расположенного над зоной вывала. Исследования выполнялись в период с 16 по 20 августа 1996 г., когда в зону обрушения уже были пробурены и закачаны цементным раствором 14 скважин. Биолокация показала, что в сечении выработки, где располагались скважины, пустота уже заполнена, но по ее бокам, главным образом, под фундаментом здания горного комплекса осталось пустое пространство высотой до 2.5 м. Основная масса вывала произошла с южной стороны выработки, где площадь затронутая обрушением достигла 25 м2 на севере она составила 10 м2. По данным биолокационных исследований вывал обусловлен вскрытием линзы несвязных песчано-глинистых отложений мощностью 10.8 м, относящихся к погребенному руслу речки Монастырка. Сам контур вывала простирается вдоль линзы и имеет длину 18.1 м при максимальной ширине 5.8 м. На их основе были заложены дополнительные скважины там, где остались пустоты. Бурение подтвердило предсказанные размеры вывала. Работы по его ликвидации вскоре завершились, а проходка продолжена, проседание здания горного комплекса было своевременно предотвращено.
При реставрации церкви Успения Пресвятой Богородицы (г.Березовский) требовалось установить местоположение старых очистных выработок (ортов и штреков), по которым не сохранились достоверные планы, т.к. они пройдены около века назад. В 1993 г. автором впервые здесь проведены биолокационные исследования, которыми выявлена густая сеть горных выработок на различной глубине. Отмечалось, что выработки горизонтов 80, 100м и глубже пройдены в коренных породах ниже зоны выветривания, а отходящие от штреков орты расположены достаточно далеко от несущих фундаментов сооружения. Расчетная зона влияния горных выработок меньше расстояния между ними и поверхностью. На сохранность здания могут оказать влияние лишь выработки горизонта 60 м, на которых и должно быть сосредоточено внимание. Среди них наибольшую вероятность обрушения имеет обнаруженный орт N70, расположенный к северо-западу от церкви, о чем было сообщено реставраторам. Через 5 лет 10 нюня 1998 г. этот орт обрушился в точно предсказанном месте. К счастью, он находится на достаточном удалении от здания и поэтому не вызвал серьезной просадки грунтов под ним.
Биолокационный мониторинг, проведенный на территории в июне 1993 г., 22 июля 1998г, 13 сентября 1999 г. и II июля 2000г. позволил проследить характер процесса сдвижения пород в наиболее опасном участке над ортом N70. Кровля орта до обрушения находилась на глубине 18 м. После обрушения по данным глубинного зондирования 22.07.1998 г. отчетливо проявлены трещины отрыва шириной от 0.1 м до 0.7м, которые простираются к востоку от штрека гор. 60 м на 10.3 м, к северу - на 14.6 м, к западу трещин не отмечено. Повторные исследования на месте обрушения в 2000 году показали, что процесс сдвижения практически закончился и почти все трещины отрыва сомкнулись. Глубинным биолокационным зондированием, кроме того, установлено, что обрушение кровли орта N70 не вызвало обрушение крепи штрека гор. 60 м. На территории церкви также выполняются маркшейдерские наблюдения за просадками поверхности.
Таким образом, метод биолокации показал возможность прогнозирования вероятных мест обрушения выработок, определения размеров вывалов и границ распространения трещин отрыва.