УДК 584

Главная страница УДК 550.83: 622.7

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕОФИЗИКА И ВОЗМОЖНОСТИ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫХ СИТУАЦИЙ НА МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ

Соболев Е.Г., Воевода Б.И., Савченко А.В., Петенко Г.А., Тахтамиров Е.П.,
Русанов А.Н. - ОАО “Украинский научный центр технической экологии”, г. Донецк

В настоящее время в ОАО “УкрНТЭК” разработаны комплексы методов экологической геофизики для оценки геодинамических процессов геологической среды, влияющих на техногенно-экологическую безопасность эксплуатации магистральных трубопроводов и вспомогательных сооружений (нефте- и газоперекачивающие станции).

В зависимости от условий проведения геофизической съемки (асфальтовые покрытия, выход скальных пород на дневную поверхность, электромагнитные помехи) производится выбор наиболее рационального (оптимального) комплекса методов экологической геофизики.

Основным документом результатов геолого-геофизических исследований является карта инженерно-геодинамической зональности. На основании данных этой карты выявляются аварийно-опасные участки, осуществляется прогноз развития аварийных ситуаций, разрабатываются обоснованные защитные мероприятия по предупреждению возникновения упомянутых ситуаций и контролируются результаты реализаций защитных мероприятий.

Этапность и последовательность геолого-геофизических исследований, различные виды используемых геофизических методов и изучаемых физических параметров геологической среды гарантируют достоверное и надежное решение ряда задач, обеспечивающих в своей совокупности достижение поставленной цели – предупреждение аварийных ситуаций на трубопроводах и промплощадках (табл. 1).

В зависимости от объектов изучения (трубопроводы или промплощадки) решаемые задачи несколько разнятся.

Так, при изучении геологической среды вдоль трассы трубопроводов основными являются следующие:

Таблица 1. Обеспечение техногенно-экологической безопасности эксплуатации магистральных трубопроводов методами экологической геофизики (методика ОАО УкрНТЭК)

№	Вид работ	Изучаемые параметры	Решаемые задачи
1 Этап. Рекогносцировочные исследования.
1	Предварительный анализ:
1	1.1 Геоморфологи-ческий анализ рельефа мест-ности, анализ геологического строения.	Высотные отметки поверхности, геология района.	Выявление линеаментов (прогнозирование геодинамических зон), а также узлов их пересечений в районе трассы трубопровода и промплощадок.
2	Изучение геодинамики горного массива:
	2.1 Магнитоди-намическая интроскопия приповерхностных слоев Земли по профилям вдоль трассы.	Полный вектор геомагнитной индукции.	Выявление структурных неоднородностей в приповерхностном слое Земли (геодинамические зоны, тектонические нарушения, участки разуплотнения и обводнения грунтов, утечки нефтепродуктов в плане и т.п.)
	2.2 Радиомет-рическая съемка.	Концентрация газов радона, торона.	Определение активности геодинамических зон и тектонических нарушений.
	2.3 Радиомет-рическая съемка на скальных породах и дорожных покрытиях (по методике и аппаратурой ОАО "УкрНТЭК".	Интенсивность альфа-излучения, как продукта распада радиоактивного газа радон.	Определение активности геодинамических зон, тектонических нарушений, обводненных зон под асфальтным покрытием, в скальных массивах и шлаковых отвалах.
	2.4.Структурно-геодинамическое картирование азимутальное (СГДК-А).	Электропроводность грунтов, векторные показатели.	Выявление и азимутальное картирование в плане тектонических нарушений и геодинамических зон.
3	Изучение коррозионной агрессивности грунтов:
	3.1 Электропрофи-лирование грунтов, вмещающих тело трубы.	Электрическое сопротивление грунтов.	Выявление участков трассы, грунты которой имеют повышенную коррозионную агрессивность (ГОСТ 9.602-89), участков литологической смены пород, разрывных нарушений, различной обводненности и т.п.
	3.2 Газовая съемка по тем же профилям.	Углекислый газ и метан.	Выявление участков литологической смены пород, разрывных нарушений.
4	Построение рекогносцировочной карты инженерно-геодинамической зональности района магистрального трубопровода.
2 Этап. Детальные исследования.
5	Детализация зон, выделенных на 1-м этапе:
	5.1 Вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ) верхних слоев Земли (шаг по профилю 10-20м).	Электрическое сопротивление грунтов, продольная проводимость, поперечное электро-сопротивление.	а) определение глубины залегания естественно-техногенных подземных вод; б) выявление плоскости скольжения грунтов и определение глубины её залегания на оползнеопасном склоне (ГОСТ 17.1.3.10-83); в) уточнение границ геологических неоднородностей.
	5.2 Линейно-ортогональное электрическое зондирование (ЛОРЭЗ).	Электрическое сопротивление грунтов, продольная проводимость.	Изучение вертикального гидрогеологического разреза на промплощадках с асфальтовым и бетонным покрытием.
	5.3 Режимные радиометрические исследований на геодинамических оползнесклонных структурах.	Интенсивность альфа-излучения, как продукта распада радиоактивного газа радон.	Оценка геодинамической активности оползневых структур. Дифференциация массива по типу деформаций: сжатие, растяжение. Определение активности альфа-излучений скальных массивов и массивов с дорожными покрытиями (по методике и аппаратурой РИГДА-1,2, разработанными в ОАО "УкрНТЭК").
3 Этап. Построение детальной карты инженерно-геодинамической зональности района трассы магистрального трубопровода.
6	Камеральные работы:
6	6.1 Обобщение результатов геолого-геофизических исследований, построение детальной карты.		Разработка рекомендаций по обеспечению техногенно-экологической безопасности эксплуатации участка трассы трубопровода и промплощадок.
4 Этап. Контроль геодинамического состояния горного массива.
7	Прогноз активизации горного массива:
7	7.1 Режимные наблюдения на аварийно-опасных участках.	Упомянутые выше геофизические параметры.	Предупреждение о развитии аварийной ситуации на трубопроводе или промплощадке.

выявление тектонических нарушений и узлов пересечения микрогеодинамических зон и оценка степени их геодинамической активности в пределах расположения трубопровода (рис. 1);

исследование овражно-балочных участков трассы трубопровода и оценка оползнеопасности склоновых участков;

исследование участка трассы трубопровода на территории, подработанной горными выработками (в том числе затопленными).

При обследовании промплощадок по обслуживанию магистральных трубопроводов решаются следующие задачи:

изучение процессов подтопления промплощадок;

выяснение причин потери устойчивости промышленных и гражданских сооружений;

обнаружение скрытых (подземных) утечек нефти и нефтепродуктов из складов ГСМ, а также из магистральных трубопроводов;

выявление аварийно-опасных участков дамб (плотин) шламонакопителей.

Комплекс геофизических методов зависит от литологических характеристик и состояния изучаемого горного массива и его поверхностного слоя.

Для условий наличия рыхлых отложений массива горных пород (почвенно-растительный слой) рациональный комплекс состоит из следующих методов:

магнитодинамическая интроскопия пород МДИ (используется магнитометр
ММ-60);
вертикальное электрическое зондирование ВЭЗ (“ЭРА-89);
радиометрическая съемка (“РАДОН”).

Указанный комплекс геофизических методов используется также при исследованиях рыхлых насыпных грунтов.

Для условий скальных пород или дорожных покрытий комплекс методов состоит из:

магнитодинамическая интроскопия МДИ (магнитометр ММ-60);
линейно-ортогональное электрическое зондирование ЛОРЭЗ (безконтактное измерение электрического поля) (“ЭРА-89”);
структурно-геодинамическое картирование азимутальное СГДК-А (“ЭФА”);
радиометрическая съемка (“РИГДА”).

Такой же комплекс применяется при исследованиях скальных насыпных грунтов.

Методы экологической геофизики отличаются высокой мобильностью, дешевизной, возможностью их применения в любых погодных и горногеологических условиях. Их результаты позволяют обеспечивать нормальное эколого-техническое функционирование действующих магистральных трубопроводов, а также выбирать наиболее благоприятные участки для строительства трассы и новых объектов на промплощадках.