Integration of electric prospectingmethods for forecasting the subsidence and sinkholes within the salt deposits in the Precarpathian area

Мета. Метою роботи є дослідження ефективності комплексу методів природного імпульсного електромагнітного поля Землі (ПІЕМПЗ) та зондувань становленням електромагнітного поля (ЗС) для попередньої оцінки ступеня стабільності гірничих масивів у межах родовищ калійних солей Передкарпаття, а також прогнозування розвитку деформаційних процесів у приповерховому шарі геологічного середовища. Методика. Проведення площівних та профільних спостережень методами ПІЕМПЗ та ЗС на території шахтних полів родовищ калійних солей та побудова моделей геоелектричних розрізів, визначення зон з аномальними значеннями електричної провідності та інтенсивності природного електромагнітного випромінювання. Результати. За результатами профільних електрометричних методів (ЗС) та площівних спостережень ПІЕМПЗ на території шахтного поля рудника № 2 Стебницького родовища калійних солей виявлено та оконтурено зони аномальних значень електропровідності та аномалії інтенсивності електромагнітного випромінювання. На основі комплексної інтерпретації виділено зони підвищеної карстопровальної небезпеки на ділянці автодороги Трускавець – Пісочне. Зроблено висновок про високу інформативність та ефективність комплексу методів ЗС і ПІЕМПЗ для оцінки ступеня карстопровальних процесів у зонах розроблення корисних копалин. Наукова новизна. Полягає в експериментально підтвердженій ефективності та високій інформативності комплексного застосування методів ЗС і ПІЕМПЗ для вивчення стану геологічного середовища, охопленого карстопровальними процесами у межах родовищ калійних солей. Практична значущість. Запропонований комплекс геофізичних методів ЗС і ПІЕМПЗ дає змогу з високою достовірністю спрогнозувати зони ймовірних карстових провалів та здійснити запобіжні заходи для мінімізації наслідків розвитку карстопровальних геологічних ситуацій.
Objective. The aim of this work is to study the efficiency of combining such methods as: investigation of the natural pulse electromagnetic field of Earth (NIEMFE) and transient electromagnetics (TEM) for the preliminary assessment of the degree of stability of mining fields within the deposits of potassium salts in the Precarpathian area, as well as forecasting the development of deformation processes in the near-surface layer of the geological environment. Methodology. Conducting areal and profile observations using NIEMFE and TEM techniques in the territory of the mining fields of potassium salts deposits and constructing the models of geoelectric sections; determination of zones with abnormal values of electrical conductivity and intensity of natural electromagnetic radiation. Results. According to the results of profile TEM and areal observations of NIEMFE on the mining field No. 2 of the Stebnytsky deposit of potassium salts, zones of abnormal electrical conductivity and anomalies in electromagnetic radiation intensity were detected and outlined. On the basis of the complex interpretation, the areas of increased karst sinkhole danger on a certain part of the Truskavets – Pisochnaya highway were singled out. The conclusion is that a set of methods NIEMFE and TEM for assessing the degree of karst sinkhole processes in the areas of mining activities is highly informative and efficient. Scientific novelty. The scientific novelty lies in the experimentally confirmed efficiency and high informativeness of the complex application of TEM and NIEMFE methods for studying the state of the geological environment endangered by karst deformation processes within the deposits of potassium salts. Practical significance. The proposed set of geophysical methods of TEM and NIEMFE allows predicting with high reliability the areas of probable karst sinkhole formation, which will allow taking preventive measures to minimize the consequences of karst deformation processes of a geological nature upon human settlement.

Keywords

Стебницьке родовище, калійна сіль, суфозійно-фільтраційний процес, електророзвідка, гіпсо-глиниста шапка, карст, депресія, Stebnytsky deposit, potassium salt, perfusion-filtration process, electrical exploration, gypsumclay cap, karst, depression

Citation

Integration of electric prospectingmethods for forecasting the subsidence and sinkholes within the salt deposits in the Precarpathian area / E. D. Kuzmenko, V. Yu. Maksymchuk, S. M. Bagriy, O. Ya. Sapuzhak, I. V. Chepurnyi, S. A. Deshchytsya, U. O. Dzoba // Geodynamics : SCIENTIFIC JOURNAL. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2019. — No 2(27). — P. 54–65.