Mapping abandoned mine workings using novel surface wave seismic analysis

Patrick Mah

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoCalgary 2022: 75th Canadian Geotechnical Conference

Session: W6

RÉSUMÉ: Les mines souterraines historiques abandonnées peuvent représenter un danger important pour la sécurité publique et les infrastructures en raison du risque potentiel d'effondrement. Pour cette raison, il est important d'identifier l'emplacement des chantiers abandonnés avant leur effondrement. L'analyse de l'énergie rétrodiffusée dans les ondes sismiques de surface offre une nouvelle méthode permettant d'identifier et de localiser les caractéristiques des tunnels. D'autres méthodes géophysiques, comme le radar à pénétration de sol, l'imagerie de résistivité électrique et la sismique réfraction, ont été utilisées pour cartographier les chantiers abandonnés et peuvent fournir des informations précieuses pour la planification et la réduction des risques sur un site particulier. Selon le contexte géologique local et les conditions du site, plus d'une méthode est souvent nécessaire pour fournir une assurance. Une étude sismique a été réalisée dans le cadre d'un projet antérieur où le développement d'un gouffre entre deux immeubles résidentiels a entraîné une enquête afin de localiser l'emplacement exact du puits de mine potentiel. Le levé sismique a été interprété en utilisant à la fois la réfraction sismique et l'analyse de la rétrodiffusion des ondes de surface. Avant l'enquête, la doline a été comblée par mesure de précaution pour éviter que des personnes ou des animaux n'y pénètrent. Des anomalies dans les données sismiques brutes dues à des changements dans les ondes proches de la surface ont fourni des indications sur l'emplacement du puits de mine. L'apparition de ces anomalies sur plusieurs enregistrements sismiques bruts a permis de conforter l'interprétation de l'emplacement de l'anomalie. L'utilisation de filtres de signaux sur les données sismiques brutes a fourni des informations qualitatives sur la profondeur du puits de mine. L'observation des données sismiques brutes et l'analyse de la rétrodiffusion des ondes de surface ont fourni une méthode alternative qui peut être utilisée pour soutenir d'autres méthodes géophysiques et ajouter de la confiance dans la cartographie d'éventuels travaux miniers abandonnés.

ABSTRACT: Historical abandoned underground mine workings can pose a significant hazard to public safety and infrastructure due to the potential risk of collapse. Identification of the location of abandoned workings prior to their collapse becomes important for this reason. The analysis of backscatter energy in seismic surface waves provides a novel method in which tunnel features may be identified and located. Other geophysical methods such as ground penetrating radar, electrical resistivity imaging, and seismic refraction have been used to map abandoned workings, and can provide valuable information in planning and reducing risk at a particular site. Depending on local geological setting and site conditions more than one method is often required to provide assurance. A seismic survey was acquired on a previous project where the development of a sinkhole between two residential buildings prompted an investigation in order to locate the exact location of the potential mine shaft. The seismic survey was interpreted using both seismic refraction and surface wave backscatter analysis. Prior to the investigation, the sinkhole was filled as a precautionary measure to prevent people or animals from entering the sinkhole. Anomalies in the raw seismic data due to changes in the near surface waves provided indications of where the mine shaft was located. The occurrence of the anomalies on multiple raw seismic records provided confidence in the interpretation of the location of the anomaly. The use of signal filters on the raw seismic data provided qualitative information on depth of the mine shaft. Observation of the raw seismic data and analysis of surface wave backscatter provided an alternative method that may be used to support other geophysical methods and add confidence in mapping potential abandoned mine workings.

Please include this code when submitting a data update: GEO2022_363

Retrouver cet article:
Les membres de la Société canadienne de géotechnique peuvent accéder à cet article, ainsi qu'à tous les autres articles de la Conférence Géotechnique Canadienne, dans le Espace membre. Les comptes rendus d'articles sont également disponibles dans de nombreuses bibliothèques.

Citer cet article: