При геологоразведочных работах. Геоэкологические проблемы разведки и разработки месторождений полезных ископаемых

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Южный федеральный университет

Геолого-географический факультет

Методическое пособие

по учебной дисциплине «Геоэкологические проблемы разведки и разработки месторождений полезных ископаемых»

учебного плана подготовки бакалавров по направлению 130100

«Прикладная геология»

Часть I. Геоэкологические проблемы разведки и разработки месторождений полезных ископаемых

Составитель А.В. Труфанов

Ростов-на-Дону - 2008

Введение. Предмет и задачи курса

1. Основные проблемы, связанные с проведением геологоразведочных работ

2. Факторы отрицательного воздействия геологоразведочных работ на окружающую среду

3. Ближайшие перспективы развития горного дела

4. Влияние горной промышленности на литосферу

5. Влияние горной промышленности на атмосферу

6. Влияние горной промышленности на гидросферу

7. Механизмы загрязнения и заражения окружающей среды

8. Специфика воздействия химических элементов на живые организмы и растения

9. Рекультивация нарушенных земель

Список литературы

Введение

Предмет и задачи курса

Развитие любого общества немыслимо без активного потребления природных ресурсов, обеспечивающих научно-технический прогресс и социальное благополучие. При этом, все ресурсы могут быть разделены на возобновляемые (почвы, растения, животные, часть гидроресурсов и т.д.) и не возобновляемые, т.е. те, которые не способны образовываться в исторически обозримое время и, тем самым не могут быть восполнены (к ним относятся практически все минеральные ресурсы, нефть, газ, уголь, благородные металлы, поделочные и драгоценные камни и т.п.). Добыча же и переработка ресурсов, как правило, сопровождается целым рядом факторов, оказывающих влияние на среду обитания и жизнедеятельность человека. В данном случае можно говорить о выделении специфической геологической среды, как составной части окружающей среды.

Геологическая среда включает те компоненты, которые формируют геологические условия обитания и жизнедеятельности человека. К ней относится земная кора (верхняя часть литосферы), доступная для освоения человеком, рельеф, ландшафты, подземные воды и другие компоненты биосферы, в которых протекают современные геодинамические процессы и явления, связанные с поисками, разведкой, добычей и переработкой минерального сырья.

Таким образом, цель курса - изучить особенности изменения геологической среды, возникающие в результате проведения геологоразведочных работ и функционирования горнодобывающих предприятий, определить способы снижения этого отрицательного воздействия, а также обозначить возможные направления рационального природопользования в рамках тех вопросов, которые касаются формирования и сохранения минерально-сырьевой базы страны.

Для достижения поставленной цели в рамках рассматриваемой дисциплины необходимо решить следующие задачи :

1. Выделить факторы отрицательного воздействия геологоразведочных работ на окружающую среду;

2. Установить характер влияния отдельных химических элементов и соединений на окружающую среду и определить предельно-допустимые нормы загрязнения;

3. Составить перечень наиболее эффективных мероприятий, направленных на снижение отрицательного воздействия геологоразведочных работ на окружающую среду;

5. Обобщить существующую законодательную и правовую базу, касающуюся природоохранных мероприятий при ведении геологоразведочных работ.

1. Основные проблемы, связанные с проведением геологоразведочных работ

С точки зрения планирования жизнедеятельности существует два основных подхода к охране окружающей среды: с точки зрения опасности и ресурсов. Иными словами, человек должен учитывать потенциальные опасности, связанные с разведкой и переработкой полезных ископаемых, и с другой стороны, бережно относиться к ресурсам, разбираться в естественных процессах и жить в пределах ограничений, обусловленных этими процессами.

В связи с этим, природоохранная практика развивается по двум направлениям:

1) охрана природных ресурсов от хищнической эксплуатации

2) ограничение выброса загрязняющих веществ в окружающую среду.

Характерной особенностью системы природопользования в любых странах является то, что уровень загрязнения окружающей среды в них тесно связан с общим уровнем промышленного развития. На начальных этапах промышленного развития уровень загрязнения почти не ощутим, и общество не считает необходимым осуществлять мероприятия по охране окружающей среды. Однако, с ростом валового национального продукта, уровень загрязнения постепенно растет, и, в конце концов, повышается на столько, что общество перестает с этим мириться, и вынуждено направлять часть валового национального продукта на природоохранные мероприятия. Как следствие этого, уровень загрязнения окружающей среды быстро снижается. При благоприятном развитии общества и сбалансированной законодательной системы этот уровень удается удерживать на протяжении достаточно длительного периода.

Однако, мировая практика показывает, что долгое время сдерживать потребление природных ресурсов одними только законодательными актами не получается, поскольку постоянно развивающийся производственный процесс требует все большего потребления этих ресурсов.

Для урегулирования сложившейся ситуации важно четко представлять весь комплекс проблем, связанных с деятельностью горнодобывающих и горно-перерабатывающих предприятий, среди которых наиболее значимыми являются:

1. Истощение минерально-сырьевых ресурсов;

2. Отчуждение плодородных пахотных земель для нужд горнодобывающего производства;

3. Нарушение природных ландшафтов (что определяет необходимость проведения рекультивационных мероприятий);

4. Загрязняющее воздействие на окружающую среду, при проведении геологоразведочных и горных работ;

5. Загрязнение окружающей среды в результате переработки, транспортировки и использовании полезных ископаемых промышленными предприятиями.

Анализ последних десятилетий указывает на ускоряющиеся темпы индустриализации мировой экономики, обусловливаемые ростом населения и необходимостью удовлетворения растущих потребностей при существенном увеличении энергоемкости и материалоемкости современного производства. Причем последнее базируется на экстенсивном освоении земель и все увеличивающемся совокупном объеме добываемого сырья.

Каждый год мировая промышленность в целях удовлетворения материальных потребностей общества изымает из недр Земли, а также берет у растений и животных 10-11 млрд. т вещества. Из них около 5 млрд. т - химическое топливо (продукты окисления которого выбрасываются в атмосферу). Конечная продукция промышленности в виде металлов, пластмасс, текстиля, цемента, древесины и много другого составляет 2 млрд. т. Следовательно, остальные 8-9 млрд. т веществ представляют собой отходы, как правило, загрязняющие окружающую среду .

В результате отвода земель для строительства и горных разработок человечество за исторически обозримое время вывело из сельскохозяйственного оборота около 2 млрд. га территории, и её совокупная пашня составляет теперь лишь 1.5 млрд. га или 0,3-0,4 га на каждого жителя планеты .

Добыча полезных ископаемых открытым или подземным способом, как правило, сопровождается образованием, с одной стороны, пустот и выемок (способствующим возникновению оползневых явлений и проседанию поверхности), а с другой - формированием колоссальных отвалов «пустых» пород. В условиях развития современной горной промышленности, когда в мире ежегодно добываются миллиарды кубических метров горной массы, нас повсюду окружают преимущественно нестабильные ландшафты. Причем, существующая тенденция к увеличению глубины горных выработок и вовлечение в разработку месторождений с низким содержанием полезного компонента, только усугубляет эти процессы.

Все сказанное выше, так или иначе, связано с изменением поверхности Земли, её морфологи, рельефа и формированием новых техногенных ландшафтов.

Добыча и переработка полезных ископаемых оказывает негативное воздействие на атмосферу, гидросферу и биосферу. Наряду с загрязнением окружающей среды твердыми веществами, ежегодно предприятиями горной промышленности выбрасывается около 400 млн. т техногенных окислов серы, азота, углерода, а также взвешенных частиц и аэрозолей. Причем почти 90% источников этих выбросов расположено в северном полушарии. В результате этого отмечается увеличение кислотности атмосферных осадков, а также кислотность вод в водоемах и реках, нарушается экологическое равновесие в природе.

Сотворенная человеком техносфера поглощает кислорода почти в 15 раз больше, чем все человечество, что отрицательно сказывается на некоторых биохимических природных явлениях. Кислород необходим для получения большинства видов энергии, возникающей при сгорании топлива. В результате ежедневно из атмосферы изымается около 20 млрд. т кислорода, что позволяет ежесекундно получать энергию, равную 6 10 19 эрг. Причем эта цифра имеет тенденцию к экспоненциальному увеличению. При таких темпах, через каких-нибудь 100 лет мировое производство энергии может сравняться с величиной, равной 1% потока солнечной энергии, что естественным образом скажется на тепловом режиме Земли.

Следует также отметить, что до недавнего времени человечество в вопросах охраны окружающей среды проявляло своеобразную инертность. Сталкиваясь с тем или иным отклонением от нормы, человек фиксировал его, анализировал, дожидался, когда оно приведет к какому-то ущербу, и лишь после этого, часто ценой больших усилий, начинал заниматься ликвидацией этого отклонения или уменьшением его влияния.

Однако в последнее время в обществе наметились реальные положительные сдвиги в развитии не стихийно-потребительских, а научно обоснованных отношений к природе. Не малая заслуга в этом принадлежит геоэкологии - науке занимающейся изучением взаимоотношений между живыми организмами (прежде всего человеком) и геологической средой, возникающими в процессе разведки, добычи и переработки месторождений полезных ископаемых.

В соответствии с существующими научными разработками в сфере сохранения окружающей среды принято выделять ряд особенностей, связанных с геологоразведочной деятельностью. Одной из таких особенностей является временный характер существования горного производства: при истощении месторождений полезных ископаемых горные работы прекращаются. В связи с этим в целях сведения к минимуму ущерба, наносимого окружающей среде, проектирование и производство горных работ должны вестись так, чтобы формируемые при этом новые техногенные ландшафты (выемки, отвалы, шахты и штольни) могли в последующем с максимальным эффектом использоваться для других народнохозяйственных целей. Такое активное улучшение ландшафтов с приданием им заранее спланированного вида является ванным условием снижения вредного воздействия на окружающую среду.

Другой особенностью является генеральный принцип экономического развития промышленных районов, выдвинутый в последнее время в ряде прогрессивных стран: необходимо соблюдать приоритет интересов горного дела по отношению к другим видам экономической деятельности в данном регионе. В противном случае, созданные промышленные предприятия, города или поселки могут в последующем оказаться в пределах рудных полей и горных отводов, что в свою очередь потребует применения особо сложных и дорогостоящих технических решений по извлечению полезных ископаемых из-под сооружений, переноса строений на другой участок, либо полного отказа от добычи сырья. Возможна и обратная ситуация, когда населенные пункты с развитой инфраструктурой окажутся очень далеко от месторождений, что потребует создания новых инженерных сооружений и дополнительных линий коммуникации. Отрицательное влияние и той и другой ситуации на геологическую среду трудно переоценить. Поэтому тщательная геологическая разведка месторождений полезных ископаемых в районах их проявления и приоритетное развитие в них горной промышленности являются важнейшими задачами в общем решен проблемы сохранения окружающей среды.

Наконец, третьей особенностью охраны окружающей среды является использование четких количественных критериев допустимых нарушений окружающей среды, не оказывающих вредного воздействия на общую экологию района. Введение таких критериев позволяет более обоснованно защищать окружающую среду от различного рода вредного воздействия.

В качестве примера можно привести некоторые количественные критерии по охране атмосферы (табл. 1).

Таблица 1

Предельно допустимая концентрация основных вредных примесей в воздухе на уровне дыхания

Таким образом, тщательный и всесторонний учет количественных и качественных показателей воздействия горных работ на окружающую среду позволит снизить его вредное проявление до минимума.

2. Факторы отрицательного воздействия геологоразведочных работ на окружающую среду

Для выполнения планомерной работы по снижению негативного влияния геологоразведочных работ на окружающую среду необходимо произвести классификацию факторов такого отрицательного воздействия. Однако, следует признать, что подобной единой классификации до сих пор еще не разработано. Ряд авторов предлагают отталкиваться от видов нарушений, связанных с деятельностью геологических производств, другие пытаются дифференцировать имеющиеся негативные последствия по признаку воздействия на конкретную среду обитания (атмосферу, гидросферу, верхнюю часть литосферы, биосферу); третьи предпочитают устанавливать причинно-следственные связи и комплексно решать возникающие проблемы. Ниже мы приводим один из вариантов такой классификации, которая может быть принята специалистами на вооружение (таблица 2).

Таблица 2

Факторы отрицательного воздействия геологоразведочных работ на окружающую среду

Подобная классификация позволяет проследить причинно-следственные связи в процессе загрязнения окружающей среды, что в свою очередь обеспечивает формирование четкой стратегии и тактики её защиты от вредных воздействий, выделяя первоочередные объекты защиты и те методы, с помощью которых возможно достижение максимального положительного эффекта.

3. Ближайшие перспективы развития горного дела

Для обеспечения безопасности горного производства и наиболее эффективного использования средств экологической защиты необходимо четко представлять себе перспективы развития геологоразведочных работ на ближайшее время.

При этом следует иметь в виду, что прогнозируемое развитие горного дела характеризуется принципиально новыми тенденциями и направлениями, которые должны быть учтены в процессе разработки мероприятий по охране окружающей среды.

Основные из них следующие:

Вовлечение в эксплуатацию все более бедных месторождений полезных ископаемых и вследствие этого увеличение объемов добычи; концентрация горных предприятий в районах дешевой рабочей силы со сравнительно низкой плотностью населения, где загрязнение окружающей среды не ограничивает ведение горных работ. Эта тенденция диктует необходимость развития горной промышленности главным образом в слабонаселенных районах Восточной Сибири и Дальнего Востока, при ее ограничении в густонаселенных районах европейской части России.

Замещение отрабатываемых источников минерального сырья новыми источниками не только с соблюдением развитых принципов максимизации прибыли, но и принципа предпочтительности вовлечения в эксплуатацию месторождений с более благоприятными природными условиями по отношению к менее благоприятным при максимальном использовании добываемого сырья. В условиях бурного научно-технического прогресса реализация этого принципа весьма положительно сказывается на экономике любой страны.

3. Увеличение глубины открытых и подземных горных работ, что ставит перед горной наукой и техникой принципиально новые задачи по обеспечению устойчивости бортов карьеров, предупреждению горных ударов, проветриванию горных работ, поддержанию выработанного пространства и транспортировке горной массы.

Конструирование и использование горных машин с дистанционным управлением и автономным приводом с использованием главным образом экологически чистых машин с гидро- и электроприводом.

Проведение при производстве горных работ во все возрастающих объемах мероприятий по охране внешней среды от загрязнения, шума, иссушения и нарушений земной поверхности. Все большее значение придается таким горным работам, при которых рекультивируемая поверхность активно преобразуется.

6. Реализация наиболее рациональных и экономически выгодных принципов общей застройки и эксплуатации поверхности, создание замкнутых систем водоснабжения, энергообеспечения, строительства транспортных коммуникаций, линий связи и т.д. с учетом экономики региона, интересов национальных или международных экономических объединений.

Следует иметь в виду, что основная трудность, с которой все чаще сталкиваются геологоразведчики -- это необходимость нахождения «слепых» рудных тел. В ближайшей перспективе - преодоление сложностей разведки дна мирового океана.

В тоже время, анализ стоимости разведочных работ показывает, что сейчас около 77% затрат приходится на детальную разведку месторождений, 12% -- на предварительные стадии поисков и оценки и 11% -- на изучение геологии и гидрогеологии месторождений и регионов. В будущем, наряду с общим повышением затрат на геологоразведочные работы, ожидается повышение доли затрат на изучение инженерной геологии и гидрогеологии (в целях более полного использования недр и сохранения гидродинамических режимов), а также на поиски и оценку, обеспечивающие своевременное решение проблем замещения отрабатываемых сырьевых ресурсов.

В связи с этим, основными направлениями научно-технического прогресса в области геологоразведочных работ следует считать:

разработку и активное внедрение в практику дистанционных методов, средств и приборов позволяющих обнаруживать скрытые месторождения полезных ископаемых, в том числе воздушная и космическая разведка;

совершенствование существующей и создание новой техники для бурения разведочных скважин;

разработку новых технологий и способов добычи и обогащения минерального сырья из месторождений с низким содержанием полезного компонента;

изучение и комплексное использование техногенных месторождений и отходов производства;

дальнейшее развитие геохимических методов поисков по первичным и вторичным ареолам рассеяния, с применением математических методов анализа и обработки информации, а также использованием ГИС-технологий для составления геологических разрезов и прогнозно-металлогенических карт;

широкое внедрение в горнодобывающую и перерабатывающую промышленность современных нанотехнологий, позволяющих использовать нетрадиционные источники энергии и получать принципиально новые материалы.

7) изучение подземных геологических структур с целью захоронения в них биологически вредных отходов производства.

В настоящее время ведущее место в мировой добыче минерального сырья занимают открытые горные работы. Их удельный вес составляет около 60%, в том числе 57% в добыче руд различных металлов, 34% -- угля и 97% -- строительных материалов .

Обеспечивая, по сравнению с подземными работами, в 3--7 раз более высокую производительность труда и в 2--3 раза меньшую себестоимость добычи, открытые горные работы, тем не менее, требуют значительных капиталовложений в мероприятия по охране окружающей среды. К тому же, помимо фактора истощения приповерхностных месторождений, следует принимать во внимание огромные земельные площади, отчуждаемые под разработку и размещение отвалов пустых пород.

Поэтому, в ближайшей перспективе будет отмечаться рост удельного веса подземных разработок, что в свою очередь заставит решать ряд конкретных задач, связанных с безопасной и эффективной добычей полезных ископаемых с глубоких горизонтов. Среди них наиболее актуальными представляются следующие задачи:

1. Решение проблемы управления горным давлением на больших глубинах, предупреждение горных ударов, улучшение климатических условий труда.

2. Повышение уровня комплексной механизации подземных горных работ до 95%, частичную автоматизацию производственных процессов и переход на программное дистанционное управление горными машинами и комплексами.

3. Изыскание условий ведения горных работ и их организация при повышенной температуре и влажности.

4. Освоение месторождений в ранее недоступных районах земного шара -- на Крайнем Севере, в Арктике и Антарктике, в пустынях Азии, Африки и Австралии, что связано с преодолением ряда трудностей использования в этих районах трудовых ресурсов и решением проблем охраны окружающей среды.

5. Организация разработки месторождений континентального шельфа, дна морей и океанов, что потребует решения специфических вопросов поддержания горных выработок, их вентиляции и охраны окружающей среды.

6.Выполнение некоторых процессов переработки (грохочения, дробления, измельчения и обогащения руд и углей) непосредственно в подземных выработках рудников и шахт с выдачей готовых концентратов на поверхность по трубопроводам, при одновременном захоронении отходов производства в выработанное пространство.

Следует иметь в виду, что тенденция к переносу процессов обогащения руд и углей в подземные выработки определяет необходимость отрабатывать месторождения снизу вверх с закладкой отработанных участков пустыми породами, забалансовыми рудами или хвостами обогащения. При таком порядке отработки месторождений улучшатся горнотехнические условия на рабочих горизонтах и повысится общая эффективность разработки.

Наряду с пустыми породами и песком в качестве закладочного материала целесообразно использовать забалансовые руды, хвосты обогащения, отходы металлургических и химических производств, тепловых электростанций, что способствует улучшению состояния земной поверхности. Кроме того, с отходами в недра возвращаются, пусть и в незначительных количествах, ценные металлы, потерянные в процессе очистных работ. В результате выщелачивания такой закладки можно извлекать значительную часть содержащихся в ней металлов, таким образом повышая общее извлечение минерального сырья из недр.

В связи с тенденцией повышения уровня механизации и коэффициента использования машин в ряде стран признано целесообразным создание малосерийных или одиночных горных машин для механизации производства в нетипичных горно-геологических условиях.

Кроме того, электрификация рудников, внедрение электрифицированного гидропривода создаст оптимальные условия к внедрению дистанционного управления горными машинами. Использование на подземных горных работах некоторых технических средств, заимствованных из практики открытых горных работ: рыхлителей, стругов, бульдозеров, безрельсового транспорта, в том числе вертикального и горизонтального гидротранспорта, позволит повысить производительность труда и сократить срок окупаемости оборудования.

Из геотехнологических методов эксплуатации недр наибольший интерес представляет метод подземного выщелачивания руд, применение которого способствует положительному решению вопросов охраны окружающей среды.

Таким образом, суммируя отмеченные тенденции развития подземных горных работ, можно так охарактеризовать рудник (или шахту) будущего. Это должно быть предприятие, отличающееся высокой производительностью труда, с преобладанием автоматизированных и полуавтоматизированных комплексов, позволяющих осуществлять предельно высокое использование недр, комплексную переработку сырья и безупречную охрана внешней среды. При этом предполагается сокращение до минимума числа трудящихся подземной группы, создание безопасных и комфортных условий труда; использование самонастраивающихся горных машин по принципу обратной связи с параметрами разрабатываемого забоя.

В связи с интенсивным развитием традиционных и освоением новых способов разработки земных недр возникают принципиально новые проблемы охраны окружающей среды. Эффективность их решения во многом будет зависеть от знания учеными, проектировщиками, эксплуатационниками различных аспектов геомеханики, литогии, экономики, технологии горных работ, гидрологии, умелого и своевременного использования этих знаний при освоении новых богатств земных недр.

4. Влияние горной промышленности на литосферу

Как уже отмечалось, к основным нарушениям окружающей среды, возникающим в процессе ведения горных работ, относятся: нарушения поверхности земли в связи с изъятием из недр полезных ископаемых; ухудшение гидрологических режимов в пределах горных отводов и в примыкающих к ним районах; изменение ландшафтов и создание неудобств местным жителям.

Существование любого предприятия немыслимо без определенного минимума земельной территории. Кроме площадей, требуемых для строительства поверхностных комплексов и рабочих поселков, для функционирования горных предприятий необходимы крупные земельные участки, в пределах которых находятся месторождения полезных ископаемых -- горные отводы. Часто это громадные территории с ценными землями, с эффективно эксплуатируемыми старыми застройками, с развитой инфраструктурой или используемые в сельском хозяйстве.

В соответствии с действующим законодательством из общенационального земельного фонда для нужд горной промышленности может отчуждаться часть площади, которая до этого использовалась в сельском или лесном хозяйстве. При этом, однако, следует иметь в виду, что владение горными предприятиями горными отводами носит исключительно временный характер: по окончании разработки месторождения полезных ископаемых земельная территория после рекультивации должна быть передана для её традиционного использования (если проектом развития территории иная форма использования данного участка земли не предусмотрена).

В США больше половины отчуждаемых земель приходится на карьеры (около 59% всех земель, отведенных под горные работы), 20% - на карьерные отвалы, 13% - на хвостохранилища обогатительных фабрик, 5% - отвалы подземных горных предприятий и 3% превращены в неудобные земли вследствие проседания и провалов земной поверхности . Аналогичная ситуация отмечается и в нашей стране. Ежегодно горными работами нарушается около 50 000 га земель, из которых отвод земель только предприятиями, добывающими уголь открытым способом, составляет более 18 тыс. га.

С другой стороны, извлечение твердых полезных ископаемых из недр открытым и подземным способом вызывает нарушение поверхности над отработанными площадями и формирование в районе горных работ породных отвалов и отвалов забалансовых руд.

Эти факторы напрямую связаны со степенью рационального использования земных недр, которая определяется двумя важнейшими параметрами: потерями при добыче и разубоживание полезного ископаемого. Так потери угля при подземной добыче составляют более 30%. На открытых рудниках - 10%. При добыче вольфрам-молибденовых руд подземным способом достигают 10-12%, а при открытом - 3-5% . Необходимость компенсации экономического ущерба от потерь полезных ископаемых приводит к строительству новых предприятий с отторжением новых земель и ухудшению экологической обстановки.

Не менее важным условием общего оздоровления окружающей среды является снижение разубоживания полезных ископаемых, т.е. их обеднение в результате смешивания с пустыми породами при добыче и транспортировке, что увеличивает количество обогащаемого материала (а, следовательно, и твердых отходов обогащения) в среднем на 20-25%.

Экономические расчеты показывают, что каждый процент снижения потерь при добыче дает снижение себестоимости готовой продукции на 5%, а разубоживания - на 2%, тогда как повышение производительности труда на 1% обеспечивает снижение стоимости конечной продукции лишь на 0,2%.

При разработке месторождений открытым способом в аридных районах много внимания приходится уделять стабилизации отвалов, предохранению их от интенсивного развеивания, а также предотвращению оползневых явлений. В районах же с многолетней мерзлотой нарушение почвенного покрова влечет за собой быстрое развитие весьма нежелательного термокарстового процесса.

Отрицательным фактором влияния открытого способа разработки на окружающую среду является также изменение гидрогеологии прилегающих к карьерам территорий. Борьба с водопритоками из вскрытых и залегающих ниже водоносных горизонтов приводит к развитию больших депрессионных воронок, в пределах которых из-за обезвоживания существенно изменяется или даже деградирует видовой состав растительности. Нарушение структуры почвы ускоряет развитие эрозионных процессов на территориях, прилегающих к карьерам, вызывая побочные нарушения земной поверхности далеко от их контуров. Сформировавшаяся депрессионная воронка провоцирует оседание грунтов с образованием на поверхности мульд проседания, часто заполняемых дождевыми и талыми водами.

Разработка месторождений полезных ископаемых подземным способом, требуя существенно меньших территорий под горный отвод, не вызывает столь значительных нарушений и изменений ландшафтов и инфраструктуры, как открытые горные работы. Однако и здесь имеются свои проблемы. Сопутствующие подземным разработкам изменения окружающей среды связаны главным образом с сдвижением массивов налегающих горных пород. Обычны два вида сдвижения подработанных массивов горных пород -- плавное, без разрыва сплошности и интенсивное, с разрывом сплошности; возможны комбинации этих видов сдвижения (рис. 1). При плавном сдвижении массива горных пород, которое наблюдается при разработке осадочных пластовых месторождений с малыми углами падения, образуются мульды проседания земной поверхности на больших площадях с глубиной распространения до горизонтов очистных работ. Сдвижение налегающих пород с разрывом их сплошности, которому свойственны внезапность и быстрота протекания, ведет к возникновению на земной поверхности разнообразных провалов.

Любые виды сдвижений подработанных массивов горных пород вносят в окружающую среду в принципе те же изменения, что и открытые горные работы. Это, в первую очередь, -- нарушение ландшафта и гидрологии

Рис. 1. Характерные виды сдвижения массивов горных пород при подземной разработке месторождений полезных ископаемых

а -- плавное, без нарушения сплошности налегающих пород;

б -- блоками, с нарушением сплошности налегающих пород;

в -- с обрушением и разрывом сплошности налегающих пород

подземных вод. Подрабатываемые площади земли на долгое время исключаются из сельскохозяйственного оборота. Поверхность земли, подвергшаяся деформациям, может быть подтоплена, и тогда требуется осушение ненарушенных горными работами водоносных участков и т.д.

Сдвижение горных пород иногда может сопровождаться самовозгоранием полезных ископаемых и вмещающих пород: углей, углистых сланцев, сульфидных руд, пиритизированных пород. Эндогенные пожары, охватывая обширные площади или большие массивы пород, затрудняют эксплуатацию месторождений, снижая экономическую эффективность разработки, усугубляя процессы обрушения налегающих пород и изменения ландшафтов, загрязняя атмосферу газообразными продуктами горения.

Второй основной фактор, вызывающий нежелательные изменения в ландшафте, связан с необходимостью отсыпки выдаваемых на поверхность пустых пород. Не покрытые растительностью породные отвалы, отвалы бедных руд, занимающие большие площади гидроотвалы обычно вносят негативный диссонанс в ландшафт, но главное, -- занимают большие площади пригодных для сельского хозяйства земель, нанося значительный ущерб окружающей природе. Недействующие отвалы, если их не обезопасить полностью, могут стать источниками несчастных случаев и даже катастроф: быстрое перемещение больших объемов пород отвалов может разрушить расположенные вблизи здания, сооружения, дороги и т.п.

Печален в этом отношении случай из практики угольной промышленности Великобритании. Неправильная отсыпка конических отвалов привела 21 октября 1966 г. к гигантской катастрофе в Эйберфенсе (Южный Уэльс): на шахте «Мертир Вэйл» №7 внезапно сползли переувлажненные породы отвалов, в результате чего погибло 144 человека .

Разработка месторождений подземным способом без деформации подрабатываемых пород пока невозможна. Однако если системам разработки с обрушением налегающих пород свойственны максимальные деформации и применением этих систем окружающей среде наносится наибольший ущерб, то системы разработки с закладкой выработанного пространства обеспечивают минимальные деформации пород и, следовательно, их влияние на окружающую среду ничтожно. Поэтому совершенно очевидна эффективность применения систем разработки с закладкой выработанного пространства, обеспечивающей наименьшие подвижки подрабатываемого горного массива.

законодательный природоохранный геологоразведочный загрязнение

5. Влияние горной промышленности на атмосферу

Осуществляя разработку недр, человек вновь приводит недра, содержащиеся в них газы и воду к контакту с земной атмосферой. Метан и другие углеводороды, образовавшиеся в погребенных породах миллионы лет назад, выделяются в атмосферу при разработке месторождений угля, нефти и газа, а также некоторых рудных месторождений, что связано с присутствием в самих месторождениях или окружающих их породах газоносных формаций.

При разработке месторождений полезных ископаемых в атмосферу могут выделяться и другие газы: сернистый газ, углекислота, окись углерода, сероводород, водород, азот, гелий, радон и др. Общее их количество в земной атмосфере незначительно (исключая азот), однако в масштабе отдельных предприятий могут возникать различные аномалии, влекущие за собой негативные последствия.

Предприятия горной промышленности можно также упрекнуть в том, что они поставляют потребителям недоброкачественное сырье (например, уголь, сланцы и нефть с высоким содержанием серы, руды с вредными примесями), использование которого сильно загрязняет атмосферу.

Вызываемое человеческой деятельностью загрязнение земной атмосферы на 90% представлено газами и на 10% -- аэрозолями. Эти источники загрязнения сконцентрированы в отдельных промышленных районах, в основном в странах северного полушария.

По продолжительности нахождения загрязняющих веществ в атмосфере их можно разделить на две группы: 1) с непродолжительным временем пребывания в атмосфере, которые, как правило, концентрируются в пределах сравнительно небольших районов; 2) находящиеся в атмосфере длительное время, которые распространяются над обширными территориями (табл. 3).

В стратосфере загрязняющие вещества держатся в течение несравненно более продолжительного времени, чем в тропосфере. В приповерхностном слое атмосферы концентрация этих веществ зависит от погоды, высоты местности, формы рельефа, времени суток и других факторов. Находящиеся в атмосфере загрязняющие вещества подвергается фотолизу и окислению, вступают в химические реакции между собой.

Таблица 3

Продолжительность пребывания некоторых загрязняющих веществ в атмосфере

Загрязнение атмосферы горными предприятиями с традиционными способами разработки зависит от геологической природы вмещающих месторождение формаций и от специфики ведения горных работ. Природные факторы определяют в основном газовую загрязненность, производственные -- как газовую, так и пыле-аэрозольную загрязненность.

Основными загрязнителями атмосферы газами являются угольная, нефтяная и газовая отрасли промышленности. Предприятия по добыче и переработке нефти и газа загрязняют воздух углеводородами главным образом в период разведки месторождении (в нефтяной промышленности -- также во время эксплуатации, когда попутный газ сжигается в факелах). Предприятия по добыче и переработке угля загрязняют атмосферу метаном, в гораздо меньшей степени -- углекислотой.

Загрязнение воздуха газами при ведении горных работ в значительной степени обусловлено применением взрывчатых веществ для отбойки руды (угля) и пород. За год при взрывных работах в атмосферу выделяется около 8 млн. т газов. Однако относительное значение этой величины весьма мало по сравнению с естественным газовыделением на шахтах (рудниках). Кроме того, основные компоненты газов взрыва -- соединения инертные, не оказывающие вредного влияния на окружающую среду.

Общеизвестно, каким мощным, по существу глобальным загрязнителем атмосферы является автотранспорт. На подземных работах, где приходится действовать в весьма стесненных условиях, обострилась проблема локальной борьбы с выхлопными газами.

Кроме того, при разработке месторождений газы образуются и при самовозгорании угля, руд и вмещающих пород. Особую проблему создают самовозгорающиеся конусовидные отвалы горных пород (терриконы), содержащие органическое вещество или сульфиды различных металлов, которые, вступая во взаимодействие с кислородом, провоцируют возникновение экзотермических реакций с температурами в центре очага возгорания до 1400 о С.

Вынос в атмосферу мельчайших минеральных частиц -- пыли в свободном состоянии и в виде аэрозолей как вид загрязнения воздуха характеризуется тем, что минеральные частицы загрязняют воздушное пространство главным образом вблизи предприятий и на непродолжительное время. Как правило, пыль оседает на почву, на поверхность водоемов, здания, сооружения и растительность и, таким образом, является загрязнителем окружающей среды. Опасность в этом случае тем более велика, что в почве и в водоемах непрерывно накапливаются вплоть до недопустимых концентраций вредные металлы или минералы.

Наиболее обильное пылеобразование происходит на горных предприятиях, разрабатывающих месторождения открытым способом (карьерах, разрезах, каменоломнях), особенно в засушливых и ветреных районах.

По немногим публикациям , освещающим вопросы загрязнения атмосферы рудниками (шахтами), обогатительными фабриками и металлургическими заводами, можно констатировать, что основная масса пыли выбрасывается в атмосферу рудоперерабатывающими предприятиями.

Так, на территории рудного пояса юго-восточной части штата Миссури (США) содержание металлов, вынесенных в атмосферу с пылью при добыче и переработке руды, а затем сконцентрированных в верхнем слое почвы толщиной до 25 мм, составило: свинца -- 147,4--276,2 мг, цинка -- 40,7--95,1 мг, меди -- 6,7--17,1 мг и кадмия -- до 2,3 г на 1 м 3 почвы. В Уэльсе выявлены участки, почвы которых загрязнены цинком, свинцом, кадмием и медью. Содержание их на загрязненных участках выше, чем в нормальных почвах: свинца в 90, цинка в 31, кадмия в 15 и меди в 2,1 раза .

Из приведенных данных следует, что проблему предотвращения загрязнения земной атмосферы предприятиями горной промышленности наиболее целесообразно решать на нижней ступени производства, т. е. непосредственно в среде, окружающей горнорабочих в конкретных условиях каждого предприятия: от обеспечения трудящимся безопасных и комфортных условий труда до их полного вывода из забоев.

6. Влияние горной промышленности на гидросферу

Почти любое проникновение человека в земные недра связано с необходимостью постоянной откачки подземных вод -- рудничных, дренажных, артезианских. В результате этого породные массивы в пределах влияния горных работ или систем скважин осушаются, понижается зеркало грунтовых вод, иссякают источники, снижается дебит водотоков или они вовсе исчезают, ухудшается структура грунтов, проседает земная поверхность, резко снижаются урожаи сельскохозяйственных культур, и, наконец, обедняется или исчезает ранее активно действовавшая в районе, экологическая система.

Отдельные рудники и шахты обычно откачивают из земных недр тысячи или десятки тысяч, а горные предприятия бассейнов сотни тысяч или миллионы м 3 воды в сутки. Так, например, откачка подземных вод, подтоплявших карьеры КМА, привела к истощению водоносных горизонтов и нарушила водоснабжение нескольких городов и многих сел и деревень в округе. Это случилось потому, что при проектировании рудников КМА весьма важной считалась задача осушения, она и решалась. А то, что последует за осушением, проектировщики в расчет не принимали.

Вообще практика разработки пластовых месторождений показывает, что радиус депрессионного влияния действующей шахты (рудника) в течение нескольких лет достигает 10 км и более. В отдельных случаях контур депрессионной воронки может пересечь область питания, даже реку или озеро. Кроме того, как уже отмечалось, откачка подземных вод (также нефти и газа), как правило, сопровождается деформациями земной поверхности, в большинстве случаев ее оседанием.

В отличие от загрязнения атмосферы, загрязнение водоемов в результате ведения горных работ характеризуется более значительным уровнем. Горные предприятия выносят на земную поверхность из недр целую гамму загрязняющих веществ: нефть, минеральную и каменноугольную мелочь, соли, серную кислоту, вредные и ядовитые металлы и другие нежелательные для контакта с живой природой минеральные и органические образования.

Большие объемы шахтных вод, выдаваемые из недр, обычно связаны с высокой водообильностью разрабатываемых месторождений. Дебит рудничных вод зависит от многих природных и технологических факторов. К природным факторам относятся: режим обводненности района месторождения, наличие в пределах месторождения запертых вод, открытых водоисточников в зоне влияния горных работ, количество выпадающих осадков, проницаемость грунтов и вмещающих пород. Основные технологические факторы -- бурение с промывкой, гидравлическая закладка, гидравлическое подавление пыли.

Обычно рудничные воды несут в себе разного рода загрязнители, и их перед сбросом нужно очищать или перерабатывать как сырье на тот или иной металл. Наиболее распространенными загрязнителями рудничных вод считаются хлористые соединения и свободная серная кислота, которой часто сопутствуют растворимые соли, главным образом сульфаты тяжелых металлов --железа, меди, цинка, марганца, никеля, урана и др. Типичный состав шахтных вод в сравнении с технической водой приведен в табл. 4.

Таким образом, по хлористым и сернистым соединениям, также по содержанию Са, Mg, Na и К шахтные воды превосходят техническую воду в 5-15 раз, что исключает их непосредственное использование без предварительной очистки и нейтрализации даже в технологических целях.

Таблица 4

Химический состав шахтных вод в сравнении с технической водой (по данным В.Н. Мосинец и М.В. Грязнова)

Кислотность и засоленность шахтных вод пагубно влияют на экологическую систему поверхностных водоемов: воды становятся совершенно непригодными для питья, рыбоводства, использования в промышленных целях.

На многих угольных шахтах и разрезах основным загрязнителем являются твердые частицы угля и пород, которые совместно с солями железа портят внешний вид поверхностных водоемов, нарушают биологическое равновесие в них, в результате чего вымирает рыба.

Часто тяжелые металлы накапливаются, образуя аномальные формирования, как следствие индустриальной деятельности человека. Накопление в почве или в воде таких тяжелых металлов, как кадмий, никель, молибден, цинк, марганец, ванадий, бериллий, теллур, может быть опасно для всего живого. Еще опаснее накопление металлов -- ядов: ртути, свинца, мышьяка, селена. Ряд металлов отнесен к веществам, вызывающим раковые заболевания, в частности мышьяк и хром. Отмечена зависимость заболеваний раком пищевода от концентрации в растениях молибдена .

Тяжелые металлы, попавшие на почву, легко сорбируются гумусом и гидроокислами железа и алюминия и довольно быстро переходят в растения. Например, в помидорах, выращенных на расстоянии 500--5000 м от завода цветной металлургии, свинца содержалось в 5--110 раз, а в клубнях картофеля в 10--170 раз больше, чем на удаленных контрольных делянках . Часто выпавшие на почву тяжелые металлы не задерживаются на месте. В окислительной природной среде они свободно перемещаются вместе с водой.

В различных природных условиях тяжелые металлы ведут себя по-разному. В окислительной природной обстановке (высокая кислотность почвы и придонных вод) свинец, медь, никель, цинк и ртуть более подвижны, чем в нейтральной или щелочной среде (например, в степной полосе). Наоборот, молибден, ванадий и селен легче перемещаются в щелочной среде. Мышьяк же образует растворимые соединения в любой природной обстановке. На поверхности северных болот его ядовитые соединения могут сохраняться сотнями лет, а в жарких пустынных областях они разрушаются меньше чем за год.

К сточным водам горных предприятий нужно отнести и воды поверхностного стока, т.е. воды естественного стока с породных и рудных отвалов, дорог и со всех других объектов, находящихся в пределах горных отводов. Загрязнение водоемов водами поверхностного стока особенно велико в местностях с большим количеством атмосферных осадков.

Горные предприятия могут загрязнять водоемы также отработанными промышленными водами и обычными канализационными стоками, которые в очистные сооружения поступают неритмично и поэтому могут быть подвергнуты необходимой обработке не в полном объеме.

При разработке месторождений полезных ископаемых загрязнение почвы и вод представляет собой во много раз усиленное природное явление, обусловленное ветровой и водной эрозией выходящих на поверхность участков месторождений. Поскольку естественное загрязнение почвы и вод в районе месторождений протекает весьма медленно, оно во многих случаях не нарушает относительно скомпенсированного, биологически безвредного химического равновесия между геосферами или их отдельными частями. В случае же, когда такое равновесие нарушено, например, и воде, немедленно возникают изменения в почве и атмосферных осадках, а затем в растительности и живых организмах, произрастающих и обитающих на прилегающих к месторождениям территориях, и срабатывает закон так называемого наследования человеком содержания химических элементов земли через растения и животных.

Следует иметь в виду, что любое месторождение в своем естественном состоянии аномально, даже если учитывать его геохимические ореолы. Будучи подвергнуто разработке, месторождение, как геохимическая аномалия, как бы расширяет, иногда весьма значительно, свою территорию. Рудничные воды, пыль и аэрозоли выносят в окружающую среду многие химические элементы или образования, которые переносятся в свободном виде или в виде коллоидов поверхностными и грунтовыми водами на большие или меньшие расстояния, загрязняя соответствующие территории.

Нужно также отметить, что вынос рудничными водами химических элементов может продолжаться и после завершения эксплуатации месторождения, т.е. продолжается насыщение этими элементами разросшейся геохимической аномалии, а попросту -- загрязнение почв и вод.

Поэтому гидрогеологические службы должны не только глубже традиционные вопросы, но и разрабатывать методы предохранения подземных вод от загрязнения, изучать поведение загрязняющих веществ в недрах, а также выявлять способы локализации, обезвреживания или устранения особо нежелательных загрязнений в подземных водах и в недрах.

7. Механизмы загрязнения и заражения окружающей среды

Природа в течение длительного времени создавала равновесие в химическом составе атмосферы, литосферы и гидросферы земного шара. Однако иногда это равновесие локально нарушается либо естественным путем, либо в результате деятельности человека, создавая угрозу загрязнения или даже заражения окружающей среды. Загрязнение -- это засорение окружающей среды в результате природных явлений или деятельности человека. Загрязнение не обязательно содержит составные части, представляющие опасность для здоровья человека. Они могут быть просто неприятны на вид, на вкус или на запах. Заражение -- это такое загрязнение среды, составные части которого опасны для здоровья человека по своей природе или концентрации.

Подобные документы

Особенности, которые определяют специфику разработки нефтяных месторождений. Процесс поиска и разведки месторождений нефти и газа. Схема прогнозирования геологоразведочных работ. Распределение затрат при проведении поисковых и геологоразведочных работ.

презентация , добавлен 29.02.2016


Поисковые работы как процесс прогнозирования, выявления и перспективной оценки новых месторождений полезных ископаемых, заслуживающих разведки. Поля и аномалии как современная основа поисков полезных ископаемых. Проблема изучения полей и аномалий.

презентация , добавлен 19.12.2013


Промышленная классификация месторождений полезных ископаемых. Приёмы оконтуривания тел полезных ископаемых. Управление качеством руды. Методы подсчёта запасов месторождений полезных ископаемых. Оценка точности подсчета запасов, формы учета их движения.

реферат , добавлен 19.12.2011


История разработки месторождений полезных ископаемых и состояние на современном этапе. Общая экономическая цель при открытой разработке. Понятия и методы обогащения полезных ископаемых. Эффективное и комплексное использование минерального сырья.

курсовая работа , добавлен 24.11.2012


Описание россыпных месторождений золота, их геологическая схема, предпосылки и признаки оруденения. Анализ преимуществ и недостатков применения различных методов поиска месторождений. Принципы подсчёта запасов по результатам запроектированных работ.

курсовая работа , добавлен 14.12.2010


Почва - рыхлый поверхностный слой земной коры. Результаты антропогенного воздействия на нее. Биотехнология охраны земель и мероприятия по защите их от эрозии. Ресурсы полезных ископаемых в недрах. Государственный кадастр месторождений полезных ископаемых.

реферат , добавлен 22.02.2009


Геология топливно-энергетических ресурсов - нефти, природного газа, угля, горючих сланцев, урановых руд. Современные проблемы освоения месторождений. Геофизические исследования при подземной разработке; воздействие на окружающую геологическую среду.

реферат , добавлен 24.05.2014


Методы ядерной геофизики, их широкое применение для поисков, разведки и разработки разнообразных полезных ископаемых. Рассеяние излучения с изменением длины волны (эффект Комптона). Плотностной гамма-гамма-каротаж в практике геологоразведочных работ.

курсовая работа , добавлен 25.03.2015


Состав, особенности добычи нефти. Влияние нефтехимического производства на окружающую среду. Природный газ и его основные компоненты. Виды ископаемых углей. Проблемы, возникающие при их добыче. Области применения углеводородных полезных ископаемых.

презентация , добавлен 05.11.2014


Изучение закономерностей образования и геологических условий формирования и размещения полезных ископаемых. Характеристика генетических типов месторождений полезных ископаемых: магматические, карбонатитовые, пегматитовые, альбитит-грейзеновые, скарновые.

В условиях ускоренного развития горной, химической, металлургической и других отраслей промышленности все большее значение приобретает устранение вредного влияния продуктов на окружающую среду, возникающих при добыче и переработке минерального сырья.
Получаемые при разработке месторождения, и особенно при переработке минерального сырья, биологически вредные промышленные стоки нередко сбрасываются в водоносные горизонты, при этом влияние сброса их на загрязнение окружающей среды не всегда учитывается. В процессе проведения геологоразведочных работ, и особенно при разработке месторождения открытым способом, создаются новые формы рельефа, уничтожаются почва и растительность, изменяются гидрогеологические условия участка работ, развиваются эрозионные процессы. При проходке канав, шурфов, карьеров и буровых скважин в процессе геологоразведочных работ производится прорубка просек, прокладка подъездных путей, строительство складов и т. д.
Многие миллионы тонн отходов, получаемых при разведке месторождений полезных ископаемых, их добыче, обогащении и переработке, требуют больших площадей для их размещения.
Рост горной и перерабатывающей промышленности неизбежно приведет к еще большему воздействию их на окружающую среду. Вот почему Коммунистическая партия Советского Союза и Советское правительство постоянно проявляют заботу о бережном, хозяйственном отношении к природе как источнику жизни человека. Ярким доказательством большого внимания к охране природных богатств и окружающей среды являются принятые Верховным Советом России законы об утверждении Основ Законодательства России и союзных республик о недрах, Основ водного и земельного законодательств, в которых, наряду с большим комплексом других задач, определены задачи по охране окружающей среды.
Одним из важнейших мероприятий по охране окружающей среды является восстановление природного ландшафта, существовавшего до начала разработки или разведки месторождения. Эта задача непосредственно касается геологов, связанных с разведкой месторождений полезных ископаемых.
В соответствии с действующими основными положениями по восстановлению нарушенного при разработке месторождений полезных ископаемых, проведении геологоразведочных, строительных и других работ, предприятия, организации и учреждения, разрабатывающие месторождения полезных ископаемых открытым или подземным способом, осуществляющие все виды строительства или выполняющие геологоразведочные и иные работы предоставленных им во временное пользование сельскохозяйственных землях или лесных угодьях, обязаны за свой счет приводить эти земельные участки в состояние, пригодное для использования в сельском, лесном или рыбном хозяйстве, а при производстве указанных работ на других землях - в состояние, пригодное для использования их по назначению.
В соответствии с этим положением геологоразведочные организации обязаны при проведении геологоразведочных работ осуществлять рекультивацию земель, даже в тех случаях, когда разведка месторождения производится только буровыми скважинами, так как механическое бурение вызывает изменение структуры почвы, ее влажности, разрушение корней деревьев, кустарников и т. д.
Существующие способы рекультивации делятся на три группы: горнотехнические, биологические и строительные. Горнотехнические способы рекультивации заключаются в засыпке выработок, выравнивании и покрытии почвенным слоем поверхности. При биологической рекультивации, которой предшествует горнотехническая, озеленяются земли, возделываются сельскохозяйственные и лесные культуры, заселяются искусственно созданные водоемы. Строительная рекультивация предусматривает использование горных выработок для строительных объектов. Способ рекультивации и условия приведения земельных участков, нарушенных при разработке месторождений полезных ископаемых, проведении геологоразведочных, строительных и иных работ в состояние, пригодное для дальнейшего использования, по существующему положению определяется органами, предоставляющими земельные участки в пользование.
Рекультивация площадей, нарушенных горными выработками, - процесс сложный. Для ее проведения требуются значительные средства, частичное изменение технологий горнопроходческих работ, пересмотр существующих методов ликвидации и консервации разведочных выработок. С целью уменьшения объемов рекультивационных работ и сокращения затрат на их осуществление следует при проведении разведочных работ ограничить вырубку леса, разработать и внедрить принципиально новые методы и средства проходки канав, так как площадь нарушения земельной поверхности зависит от способа их проходки, применяемых технических средств и глубины.
В табл. 4 приведены значения коэффициента изменения площади нарушения за счет отклонения фактической ширины канав от требуемой (К).

Из таблицы видно, что влияние способа проходки канав и применение различных технических средств более значительны при малых глубинах. Объем рекультивационных работ и затрат на их осуществление зависит и от многих других факторов, в частности от технологии проходки. При существующей технологии проходки горных выработок применяется валовый способ размещения горной массы, при котором плодородный слой смешивается с остальной породой. Это осложняет последующие рекультивационные работы. Более целесообразно применять селективный способ, при котором почвенно-растительный слой снимается и складируется отдельно. По данным Дальневосточного производственного геологического объединения Министерства геологии России, при таком способе и соответствующей механизации работ стоимость засыпки 1 м3 канав составляет 0,15-0,30 руб.
Согласно существующему положению предприятия, организации и учреждения, осуществляющие промышленное или иное строительство, разрабатывающие месторождения полезных ископаемых открытым способом, а также проводящие другие работы, вызывающие нарушение почвенного покрова (механическое повреждение, загрязнение, затопление), обязаны не только снимать почвенно-растительный слой, но и транспортировать его к месту укладки (или временного хранения), а также наносить его на восстанавливаемые земли или малопродуктивные угодья.
При снятии, складировании и хранении почвенного слоя необходимо принимать меры, исключающие ухудшение его качества (смешивание с подстилающими породами, загрязнение жидкостями или материалами и др.), а также размыв и выдувание складированного плодородного слоя почвы. Для этой цели целесообразно поверхность отвала почвы засевать травами или применять какие-либо другие способы.
С целью уменьшения площадей, изымаемых из сельскохозяйственного производства, все геологоразведочные организации должны использовать для геологоразведочных работ, в первую очередь земли несельскохозяйственного назначения. Это положение особенно строго должно соблюдаться при поисках и разведке месторождений строительных материалов, так как относительно широкое их распространение позволяет выбрать месторождение, находящееся на пустующих землях. He исключено, что экономические показатели разработки такого месторождения будут несколько ниже, чем на оптимально удобном для эксплуатации месторождении, но общий экономический и социальный эффект безусловно будут выше. Территория нашей страны огромна - 2240 млн. га, но из них только 19 % (427 млн. га) пригодно Для сельскохозяйственного использования, остальную часть занимают горы, тайга, тундра и пустыни. При открытой разработке месторождений ежегодно нарушается зеленая поверхность на площади более 35 тыс. га. При подземной разработке и при производстве геологоразведочных работ площади нарушений поверхности значительно меньшие, но и они довольно значительны. Только в организациях системы Министерства геологии России при геологоразведочных работах на земную поверхность ежегодно выдается более 20 млн. м3 разрыхленных пород. Приведенное свидетельствует о том, что сохранность каждого гектара плодородных земель имеет большое народнохозяйственное значение. На освоение новых земель взамен изымаемых для несельскохозяйственных нужд потребуется затрата значительных средств. Согласно нормативам, стоимость освоения одного гектара земли под пашню в России колеблется в зависимости от экономического района от 5420 р. в Северо-Западном районе до 9160 р. - в Северо-Кавказском районе, а стоимость освоения одного гектара земли под высокопродуктивные кормовые угодья (сенокосы и пастбища) от 3120 р. в Центральном районе до 4990 р. - в Северо-Кавказском районе.
Все это указывает на острую необходимость бережного отношения к нашему земельному фонду. При проведении геологоразведочных работ на плодородных землях, согласно существующему положению, следует изучать почвенно-растительный слой. При изучении почвенного слоя должны быть установлены его мощность, глубина и характер залегания, определены и согласованы с сельскохозяйственными организациями качество и ценность почв для данного района.
В отдельных случаях в районах, мало обеспеченных плодородными землями, при разведке месторождения необходимо давать оценку не только почвенно-растительного слоя, но и подстилающих их пород, которые после агротехнической обработки могут быть использованы в сельском хозяйстве. Технические требования к этим породам (суглинкам, супесям и т. д.) должны быть разработаны соответствующими сельскохозяйственными организациями исходя из агротехнической классификации пород в данном районе. В указанных случаях запасы таких пород должны быть подсчитаны и утверждены в установленном порядке.
Существенное значение для сохранения земельного фонда имеет размещение отвалов горных пород, золы и других промышленных отходов. Как правило, они должны размещаться на землях, не пригодных для сельскохозяйственного производства или не занятых лесами первой группы, за пределами площади предприятия и поселка, с соблюдением санитарных норм и правил безопасности, установленных Госстроем России или согласованных с ним.
При наличии во вскрышной толще скальных или токсичных горных пород необходимо предусмотреть раздельную выемку и укладку этих пород в основание образуемого отвала.
Серьезным средством сокращения изъятия из сельскохозяйственного производства земель, а в некоторых случаях даже для увеличения земельного фонда, является промышленное использование отходов производства, шлаков, золы топлива и других продуктов, о чем было сказано в предыдущем разделе.
Согласно существующему положению приведение земельных участков в пригодное состояние производится в ходе работ, а при невозможности этого - не позднее чем в течение года после завершения работ. Приведение почвенного слоя в пригодное состояние или организация его временного хранения должны осуществляться также в ходе работ, а при невозможности этого - не позднее чем в месячный срок после завершения работ, исключая период промерзания почвы. Второй, не менее важной проблемой охраны окружающей среды является проблема обезвреживания промышленных стоков и устранения вредного влияния отходов производства на водоемы и атмосферу.
Вредное влияние на водоемы определяется возможностью попадания в них из шламонакопителей, водооборотных систем, выбросов в атмосферу и других источников водорастворимых соединений, содержащих вредные компоненты, шламов химического производства и Песковой фракции при обогащении, а также остатков реагентов и их производных при технологической переработке сырья.
На состояние естественных водоемов оказывает также влияние интенсивный отбор воды из них и питающих водоносных горизонтов для производственных и хозяйственно-бытовых нужд.
Вредное влияние на атмосферу оказывают производственные выбросы в воздух различных нетоксичных водонерастворимых пылей, водорастворимых соединений ядовитых элементов в виде газов и пылей и других, традиционно присущих промышленному комплексу веществ. Поэтому при разработке обогащения или технологического передела минерального сырья, которые чаще всего осуществляются «мокрыми» способами, должны решаться вопросы предотвращения загрязнения сточными водами естественных водоемов, предусматриваться системы замкнутого водооборота в технологическом процессе без сброса сточных вод. В процессе разработки речных и террасовых месторождений песчано-гравийного материала обычно происходит значительное загрязнение речных или озерных вод; внедрение эффективных мероприятий по очистке загрязненных вод и многократное использование воды в замкнутом технологическом цикле в этом случае крайне необходимо. При невозможности исключить сброс промышленных вод необходимо правильно организовать работы по выбору водоносного горизонта, в который они будут сбрасываться.
Для правильного выбора такого горизонта необходимо определить его емкость, надежность изоляции от эксплуатируемых водоносных комплексов, дать прогноз изменения условий приема водоносным горизонтом промстоков во времени. Для этого следует выяснить состояние гидрохимических условий водоносного горизонта, установить характер и степень проницаемости слагающих и водовмещающих его пород, провести опыты с целью изучения физико-химических процессов взаимодействия промстоков с подземной водой и породами, дать качественную и количественную оценку степени изменения естественной проницаемости пород под влиянием процессов, возникающих при сбросе промышленных вод.
Разработка месторождений с интенсивным для его осушения водоотливом может отрицательно повлиять на ресурсы подземных вод района, в котором находится месторождение. В связи с этим геологоразведочные организации, производя разведку месторождения, обязаны давать оценку влияния будущего водоотлива на ресурсы подземных вод района.
При наличии вблизи месторождения озер и искусственных водохранилищ должны оставляться водоохранные зоны. Это законодательное положение должно учитываться разведчиками при определении границ площадей разведочных работ. Размеры водоохранных зон необходимо согласовать с исполнительными комитетами Советов народных депутатов и бассейновыми управлениями по регулированию использования и охране вод.
При определении источников технического водоснабжения будущего предприятия необходимо иметь в виду, что использование для этих целей питьевой воды как правило не допускается и может быть разрешено лишь в крайних случаях соответствующими компетентными органами.
Помимо этого геологоразведочные организации, проводящие буровые и горные работы при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых должны принимать и другие меры, направленные на охрану подземных вод. К таким мерам относятся ликвидационный тампонаж скважин с целью изоляции водоносного горизонта, рациональный водоотбор из пробуренных гидрогеологических скважин, рациональное проведение горных работ, сооружение водонепроницаемых завес вокруг предельных контуров карьеров, очистка, нейтрализация и использование в производстве шахтных и карьерных вод и др.
Увеличение масштабов строительства приводит к необходимости как расширения производства традиционных строительных материалов, так и изыскания новых более дешевых материалов. В последние годы для производства строительных материалов все более широко стали использоваться отходы горной, металлургической, химической и других отраслей промышленности. Утилизация отходов приводит в большинстве случаев и к некоторому уменьшению загрязнения окружающей среды. Однако эти отходы иногда содержат естественные радиоактивные изотопы в существенно больших концентрациях, чем традиционно используемые строительные материалы.
Выборочные исследования концентрации радионуклеидов в стройматериалах показали, что средняя концентрация их в строительных материалах близка и даже несколько меньше средней концентрации в земной коре, и лишь около 3 % всех строительных материалов имеют концентрацию естественных радионуклеидов, превышающую норматив. Превышение норматива концентрации радионуклеидов наиболее вероятно у строительных материалов, изготавливаемых из скальных горных пород и отходов металлургической, химической и горной промышленности. Превышение допустимой концентрации радионуклеидов в кирпиче, глине и песке менее вероятно. Силикатный кирпич, известь, цемент, алебастр содержат естественные радионуклеиды в концентрациях, как правило, ниже средней. Концентрация естественных радионуклеидов в строительном материале зависит не только от типа материала, но и от месторождения. Поэтому при проведении разведочных работ на строительные материалы необходимо давать радиационно-гигиеническую оценку минерального сырья.
Согласно нормам радиационной безопасности (НРБ-76) удельная активность естественных радионуклеидов в строительных материалах, используемых во всех вновь строящихся жилых и общественных зданиях не должна превышать для 228R - 1*10в-8 Ku/кг; для 232Th - 7*10в-8 Ки/кг и для 40K - 1,3*10в-7 Ku/кг. Для смеси указанных радионуклеидов с концентрацией С (Ku/кг) должно выполняться условие:

Все строительные материалы по концентрации естественных радионуклеидов подразделяются на пять классов. К первому классу относятся строительные материалы, применение которых возможно во всех видах строительства. Ко второму классу относятся строительные материалы, которые могут использоваться для всех видов промышленного и дорожного строительства, причем при применении этих материалов для сооружения промышленных зданий в помещениях должен быть обеспечен достаточный воздухообмен. Материалы этого класса в жилищном и культурно-бытовом строительстве применяться не должны. К материалам третьего класса относятся такие строительные материалы, которые могут быть использованы в пределах населенных пунктов только для строительства подземных сооружений, пребывание людей в которых исключено (канализационные коллекторы, трубопроводы и т. д.) при условии покрытия их достаточным слоем (не менее 0,5 м) грунта или низкорадиоактивного материала. За пределами населенных пунктов материал может использоваться для дорожного строительства, сооружения железнодорожных насыпей, изготовления шпал, столбов и т. д. Строительные материалы четвертого класса могут применяться только для целей подземного строительства за пределами населенных пунктов при условии их покрытия достаточным слоем (не менее 0,5 м) низкорадиоактивного материала. Материалы пятого класса не должны использоваться в строительстве.
Разделение строительных материалов на классы исходя из содержания радионуклеидов, должно производиться согласно методическим рекомендациям Минздрава России по радиационно-гигиенической оценке строительных материалов. Этими же рекомендациями регламентируются и методы измерения концентрации радионуклеидов.
Учитывая особую опасность радиоактивного излучения при проведении разведочных работ на строительные материалы, необходимо уже в самом начале геологоразведочного процесса (на стадии поисково-оценочных работ) определить естественную радиоактивность пород месторождения и дальнейшие разведочные работы производить только в том случае, если породы, слагающие месторождение, относятся к первому классу. В отдельных случаях, при отсутствии в районе других месторождений строительных материалов и только при наличии документально подтвержденной потребности в минеральном сырье ограниченного использования (второго, третьего и четвертого классов), может быть, как исключение, произведена детальная разведка месторождений, сложенных породами с повышенной радиоактивностью. При этом должны быть проведены широкие поисковые работы с целью выявления месторождений строительных материалов первого класса, и в случае отрицательных результатов поисков технико-экономическими расчетами должна быть доказана целесообразность освоения месторождений.

Мероприятия, снижающие вредное воздействие на окружающую среду геологоразведочных работ

На окружающую среду

Отрицательное воздействие геологоразведочных работ

ПРИ ГОРНО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТАХ

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Глава 17

ОХРАНА ПРИРОДЫ

РАЗДЕЛ IV

Производственная деятельность геологоразведочных предприятий по разведке месторождений полезных ископаемых горно-разведочными выработками наносит определœенный ущерб окружающей среде. Этот ущерб проявляется в нарушении пахотных земель, сельскохозяйственных и лесных угодий, загрязнении вод и воздушного бассейна.

Относительно незначительные локальные газопылевые загрязнения воздушной среды имеют место при взрывных работах, при работе двигателœей внутреннего сгорания и пр.
Размещено на реф.рф
Масштабы загрязнения водной среды, как правило, незначительны, основным загрязнителœем поверхностных водоемов (водотоков) являются шахтные воды, выдаваемые на поверхность из подземных горных выработок. Шахтные воды характеризуются повышенной минœерализацией и содержат нерастворимые минœеральные примеси. Разведочные штольни в ряде случаев становятся долговременными источниками загрязнения поверхностных и подземных вод даже после завершения геологоразведочных работ.

Загрязнение поверхностных водоемов должна быть следствием интенсивной водной эрозии поверхности породных отвалов и открытых разведочных выработок.

Наибольшие негативные последствия горно-разведочных работ проявляются в нарушениях земной поверхности на производственных участках.

Перед началом горных работ сооружаются промплощадки, "врезы", дороги, ЛЭП с нарушением почвенного слоя, вырубкой кустарников и деревьев. На земной поверхности остаются выемки и полости (канавы, траншеи, устья штолен, шурфов, стволов) и возникают породные отвалы. Все это снижает продуктивность и ценность земельных участков. В пройденные выработки могут упасть люди и животные.

Важно заметить, что для сохранения плодородный слой перед началом работ снимается. Сначала снимается и складируется отдельно верхний, наиболее плодородный слой, затем второй. Перед снятием почв лес вырубается, выкорчевываются пни, убираются валуны и срезаются кустарники. Работы ведутся в летнее сухое время. При длительном хранении плодородный слой размещается на возвышенных ровных и сухих участках с приданием ему правильной геометрической формы. Высота буртов не должна превышать 5–10 м. Для предохранения от ветровой и водной эрозии на буртах высеваются многолетние травы. Для краткосрочного хранения почвы складываются в отвалах, расположенных в непосредственной близости от проходимой горной выработки.

Важно заметить, что для снижения эрозийных процессов на отвалах угол откоса отвала определяется по формуле

где H – высота отвала, м.

Для предотвращения сдуваемости пыли с отвалов можно покрывать водными растворами полимеров в концентрации 0,2–0,5%, расход 5–10 л/м 2 , или битумной эмульсией (нефтяной битум, сульфитно-спиртовая барда, вода) в концентрации 15–20% с расходом до 10 л/м 2 покрываемой площади. Срок службы таких покрытий 1–3 года.

Большое количество пыли выделяется с полотна дорог при транспортировке грузов и горной массы.

Хлорид кальция и мазут имеют побочные явления – загрязнение карьерной воды и выделœение вредных паров. Сульфитно-спиртовая барда (отходы бумажно-целлюлозной промышленности) снижают интенсивность пылевыделœения при щебеночном покрытии дорог на 80–89%. Универсины (химические соединœения жидких компаундированных битумов) уменьшают запыленность на 90–95%, рекомендуются: универсин А (вязкий) в условиях сухого и умеренного климата; универсин В (высоковязкий) – для условий влажного климата и малоснежных зим, но снижают срок эксплуатации автомобильных покрышек.

При наличии в пределах карьерного поля водоносных горизонтов устраивают противофильтрационные завесы траншейного типа шириной 0,6 м, заполняют глиногрунтовыми смесями или тампонируют цементным раствором, который нагнетают в предварительно пробуренные скважины.

При бурении скважин шарошками на карьере без пылеулавливания выделяется 2200 мг/с пыли, с использованием водовоздушной и водоэмульсионной смесей – 3–5 мг/с.

При бурении скважин применяют оборотное водоснабжение. После окончания бурения скважин вся промывочная жидкость перекачивается в зумпфы. Впоследствии она используется при бурении других скважин. Контроль за количеством жидкости, подаваемой в скважину, производится расходомером РПЛ-1 или электромагнитным расходомером ЭМР-2 непрерывно в процессе бурения.

Для предотвращения загрязнения подземных вод выполняется строгий контроль за утечками воды в скважинах, и при наличии утечек производится крепление скважин путем постановки цементного моста или обсадки скважин в интервале утечек промывочного реагента.

В карьерах, производство работ в которых сопровождается пылеобразованием и газовыделœением, не реже одного раза в квартал в местах наибольшего пылеобразования и скопления газов должен производиться забор проб для анализа воздуха.

При взрывных работах до и после взрыва крайне важно производить орошение поверхности водой с помощью специальных оросительных установок типа УМК-1 (оросительно-вентиляционная установка), смонтированной на базе автосамосвала БелАЗ, или поливочных установок с гидромониторами 90–110 м.

Чтобы предотвратить распространение газового облака на близлежащие лесные массивы и посœелки, крайне важно учитывать климатические условия, направление ветра. Применять ВВ только с нулевым или близким к нему кислородным балансом; выделœение ядовитых газов при их взрывах наименьшее.

Для экранирования энергии волн напряжения заряды по внутреннему контуру разрушаемого массива взрывают мгновенно, а последующие заряды взрывают через 76, 100, 125 млс и т.д.

Удельный расход ВВ в разрядах мгновенно взрываемого ряда, предназначенных для формирования экранируемого слоя, повышается на 15–20% против расчетного (фактического), а в остальных снижается на 10–15%.

Во избежание образования и распространения заколов в глубину массива за мгновенно взрываемым рядом взрывается небольшое число скважин в углах блока.

Важно заметить, что для сохранения структуры массива заряд должен быть рассредоточен на две части – 80% в нижней и 20% в верхней, разделœенные воздушным промежутком менее или равным 1/3 длины нижнего заряда.

Хранение топлива и горюче-смазочных материалов на территории производства буровых и горных работ должно осуществляться в соответствии со следующими требованиями:

– площадки для хранения ГСМ располагать на расстоянии не менее 50 м от стоянок буровых установок, автотранспорта͵ устьев штолен;

– площадки для хранения ГСМ систематически очищать от стерни, сухой травы, окапывать канавой;

– бочки наполнять ГСМ не более чем на 96% их объёма, укладывать пробками вверх и защищать от солнечных лучей;

– на видном месте установить плакаты-предупреждения "Опасно!", "Не курить!" Стоянки для спецавтомобилей, гусеничных транспортеров должны устраиваться на очищенных от сухой травы, валежника и др.
Размещено на реф.рф
площадках на расстоянии не ближе 15 м от стогов сена, торфяника.

Осветление воды осуществляется путем отстаивания и фильтрования. Мелкодисперсные и коллоидные частицы осаждаются путем добавки в воду коагулянтов или флокулянтов – желœезного купороса, хлорида желœеза и др.

Для контроля качества воды в водных источниках производится отбор проб в стеклянные бутылки емкостью 3 л, прикрепляемые к шесту, с различных глубин створа и по профилю стока. Количество взвешенных веществ устанавливается путем отделœения их от жидкой фазы в фильтрах. Объем фильтруемой пробы должен быть не менее 100 мл.

Разведочные канавы после завершения в них работ по геологической документации и отбора проб подлежат ликвидации – полной засыпке. Сначала засыпают неплодородный слой, а затем сверху плодородный слой. Засыпают механизированным способом или вручную, исходя из объёма работ и рельефа.

Неглубокие шурфы при ликвидации засыпают породой полностью, глубокие − частично. Стволы разведочных шахт и штольни с развитой системой подземных выработок обычно не ликвидируют, а консервируют или передают непосредственно горным предприятиям.

Для восстановления карьерных выемок производится:

1. Мульдообразных впадин – восстановление кустарниково-древесной растительности на контурах впадины и мелиоративные работы.

2. Мульдообразных террасированных впадин – частичная планировка поверхности, мелиорация, восстановление растительного покрова на границах террас и в контурах впадин.

3. Каньонообразных и воронкообразных провалов – засыпка провалов промышленными и бытовыми отходами, сооружение плоских породных отвалов с последующей рекультивацией их поверхности, водохозяйственные и гидротехнические работы.

Рекультивационные работы на нарушенных землях разделяют на два этапа − горно-технические и биологические.

Основными задачами горно-технической рекультивации является формирование структуры верхних слоев и рельефа поверхности, благоприятных для использования восстановленных земель в сельско-, лесохозяйственном производстве и в других целях.

Объектами горно-технической рекультивации являются поверхность промышленных площадок горно-разведочных работ и породные отвалы.

Рекультивация территории промышленных площадок сводится к планировке, удалению бетонных, металлических и деревянных сооружений, в некоторых случаях рыхлению пород плантажными плугами и перекрытию поверхности плодородными почвами, сохраняемыми в буртах.

Работы по горно-технической рекультивации выполняют геологоразведочные организации, по биологической, заключающейся в восстановлении и повышении плодородия земель, – основные землепользователи.

Охрана животного мира

1. В период гона, гнездования птиц и отела взрывные работы запрещаются.

2. Вскрышные работы крайне важно производить в осœенний период.

3. Перед взрывом торфов первого уступа постам оцепления двигаться от центра карьера к границам опасной зоны по разлету отдельных кусков взорванной породы, создавая при этом шумовой эффект с помощью сирены, трещоток, для отгона животных и птиц. Звуковой сигнал подавать на частоте 450–500 Гц.

Мероприятия, снижающие вредное воздействие на окружающую среду геологоразведочных работ - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Мероприятия, снижающие вредное воздействие на окружающую среду геологоразведочных работ" 2017, 2018.

Для предотвращения отрицательного воздействия геологоразведочных и изыскательских работ, промышленного строительства и транспорта на природную разработать и осуществить комплекс мероприятий по охране природы этих зон, установив, в частности, порядок эксплуатации механизированного транспорта в указанных зонах

Разрушение природного рельефа» связано с выполнением земляных и водопонизительных работ, а также с другими работами по устройству оснований. Нарушение природного рельефа проявляется в виде оползней, обвалов, обрушений, провалов, эрозии, оседаниях местности. Наиболее опасной считается водная эрозия, которая заключается в смыве верхнего слоя земли талыми и дождевыми водами. При водной эрозии уничтожается растительность, леса, особенно на склонах гор и речных долин, что способствует развитию оврагов и обрушению склонов. Распространению эрозии способствует вырубка лесов. Иногда к ускорению водной эрозии приводят неправильная организация строительства, отсутствие подъездных и внутриплощадочных дорог с твердым покрытием. Для предотвращения оползней не допускается уплотнение грунтов предварительным замачиванием и замачиванием с использованием глубинных взрывов на оползнеопасных склонах.

Строительные площадки зачастую являются источниками загрязнения почвы, поверхностных и подземных вод. Серьезные загрязнения наблюдаются при устройстве котлованов, траншей, изыскательских и буровзрывных работах, при закреплении оснований, намыве грунта земснарадя-ми, прокладке коммуникаций, возведении подземных сооружений, бетонных работах, смыве загрязнений со строительных площадок и образовании свалок строительного мусора.

Серьезной проблемой городов является шум, который наносит вред человеку и природе. Источниками шума на строительных площадках являются транспортные средства и строительная техника.

Под рекультивацией понимается комплекс инженерных и мелиоративных работ, направленных на восстановление продуктивности нарушенных территорий и возвращение их в сельскохозяйственный оборот или другие виды использования. Методы рекультивации использованных земель включают засыпку выработок отвальными породами и грунтом, восстановление растительного слоя и лесонасаждений. Иногда рекультивируемые участки местности используют для создания зон отдыха трудящихся.

Обеспечить выполнение необходимых мероприятий по охране окружающей среды, зеленых насаждений и почвенного слоя во время проведения изыскательских работ, в том числе ликвидировать и при необходимости затампонировать все горные выработки, пройденные Исполнителем в процессе изыскательских работ.

Все горные выработки после окончания работ должны быть ликвидированы: шурфы - обратной засыпкой грунтов с трамбованием, скважины - тампонажем глиной или цементно-песчаным раствором с целью исключения загрязнения природной среды и активизации геологических и инженерно-геологических процессов.

47.Инженерная геология Инженерная геология - наука геологического цикла, ветвь геологии, изучающая морфологию, динамику и региональные особенности верхних горизонтов земной коры (литосферы) и их взаимодействие с инженерными сооружениями (элементами техносферы) в связи с осуществленной, текущей или планируемой хозяйственной, прежде всего инженерно-строительной, деятельностью человека.Объект исследования инженерной геологии - верхние горизонты земной коры (часто называемые геологической средой), исследуемые в специальном инже­нерно-геологическом отношении.Предмет изучения инженерной геологии - знания о морфологии, динамике и региональных особенностях верхних горизонтов земной коры (литосферы) и их взаимодействии с инженерными сооружениями (элементами техносферы) в связи с осуществленной, текущей или планируемой хозяйственной деятельностью человека. Инженерная геология включает в себя грунтоведение, инженерную геодинамику и региональную инженерную геологию, которые составляют три её основные научные направления (разделы)

48.Геохронология комплекс методов определения абсолютного и относительного возраста горных пород или минералов. В число задач этой науки входит и определение возраста Земли как целого. С этих позиций геохронологию можно рассматривать как часть общей планетологии В геохронологии есть два весьма различающихся подхода, широко используемых и сейчас:

определение относительного возраста; определение абсолютного возраста.

49.Гидрогеология наука, изучающая происхождение, условия залегания, состав и закономерности движений подземных вод. Также изучается взаимодействие подземных вод с горными породами, поверхностными водами и атмосферой. В сферу этой науки входят такие вопросы, как динамика подземных вод, гидрогеохимия, поиск и разведка подземных вод, а также мелиоративная и региональная гидрогеология. Гидрогеология тесно связана с гидрологией и геологией, в том числе и с инженерной геологией, метеорологией, геохимией, геофизикой и другими науками о Земле. Она опирается на данные математики, физики, химии и широко использует их методы исследования. Данные гидрогеологии используются, в частности, для решения вопросов водоснабжения, мелиорации и эксплуатации месторождений.

50.Гидрология наука , изучающая природные воды , их взаимодействие с атмосферой и литосферой , а также явления и процессы, в них протекающие (испарение , замерзание и т. п.). Предмет изучения Все виды вод гидросферы в океанах , морях , реках , озёрах , водохранилищах , болотах , почвенные и подземные воды . Чем занимается исследует круговорот воды в природе, влияние на него деятельности человека и управление режимом водных объектов и водным режимом отдельных территорий проводит анализ гидрологических элементов для отдельных территорий и Земли в целом даёт оценку и прогноз состояния и рационального использования водных ресурсов ; пользуется методами, применяемыми в географии , физике и других науках. Разделы Гидрохимия изучает химические характеристики природных вод. Гидробиология - раздел на стыке с биологией , рассматривающий вопросы жизни и биологических процессов в воде. Гидрогеология изучает происхождение, условия залегания, состав и закономерности движений подземных вод . Гидроинформатика - раздел на стыке с информатикой , в котором используют современные вычислительные мощности для решения проблем, связанных с водными ресурсами. Гидрометеорология изучает обменные процессы между поверхностью воды и нижними слоями атмосферы Изотопная гидрология изучает изотопические характеристики воды. Гидрология суши изучает гидрологические процессы, протекающие на поверхности Земли. Океанология изучает характеристики больших масс воды. Использование результатов исследований Некоторые данные гидрологии моря используются при плавании и ведении боевых действий надводными кораблями и подводными лодками.

51. Общие сведения по геоморфологии. Геоморфологией называется наука, занимающаяся изучением и описанием форм земной поверхности. Под ней обычно понимают учение о формах поверхности суши в широком смысле этого слова, включая острова, внутриконтинентальные водные бассейны (моря-озера и озера), а также береговые зоны океанов и морей. Совокупность форм поверхности, характеризующих ту или иную часть литосферы, называют рельефом. Рельеф слагается из отдельных элементов - элементарных форм. Главная задача заключается в выяснении их происхождения и развития.. В геоморфологии различают формы: простые, или элементарные, и сложные. Первые характеризуются единством и сравнительной простотой своих внешних очертаний (примеры: холм, дюна, воронка, блюдце и т.д.). Вторые образуются сочетанием элементов, различных по своему внешнему виду (примеры: горный хребет, озерная или сухая впадина и пр.). Одна из первых задач геоморфологического анализа должна заключаться в разложении сложных форм на их элементарные составные части. Наряду с этим современные геоморфологи различают: Крупные формы рельефа (макрорельеф), определяющие своим наличием общую физиономию устройства поверхности того или иного участка литосферы (горные возвышенности, плоскогорья, долины и т.п.). Мелкие формы рельефа (микрорельеф), являющиеся лишь мелкими деталями в общей морфологии страны и обычно стушевывающиеся при рассмотрении ландшафта издали (песчаная рябь, ячейки выветривания, полигональные грунты, карровые образования на известняках и т.д.). В порядке возрастающего усложнения мы можем установить в геоморфологии такую последовательность морфологических категорий: 1) элементарные зачаточные формы (микроформы) - песчаная рябь, земляные пирамиды, каменные многоугольники, карры и т.п.; 2) простые крупные формы (мезоформы) - такыр, холм, дюна и пр.; 3) сложные микроформы - гора, долина, равнина и т.п.; 4) совокупность микроформ - микрорельеф; 5) совокупность макроформ - макрорельеф; 6) наконец, более или менее обширные участки земной поверхности, ландшафт которых определяется преобладающим господством той или иной категории крупных форм;

52.Общие сведения по грунтоведению. Грунтоведение - наука о грунтах, «научное направление инженерной геологии, исследующее состав, состояние, строение и свойства грунтов и сложенных ими грунтовых толщ (тел или массивов), закономерности их формирования и пространственно-временного изменения под воздействием современных и прогнозируемых геологических процессов, формирующихся в ходе развития земной коры под влиянием совокупности всех природных факторов и в связи с инженерно-хозяйственной, прежде всего инженерно-строительной деятельностью человечества». Объектом изучения грунтоведения являются любые горные породы, почвы, осадки, искусственные геологические образования, рассматриваемые как грунты, и слагаемые ими грунтовые толщи (массивы) верхней части разреза земной коры. Предметом исследования грунтоведения являются знания о грунтах, их составе, состоянии, строении и свойствах, закономерностях их формирования и пространственно-временного изменения. Грунтом называются любые горные породы, почвы, осадки и антропогенные породоподобные образования, рассматриваемые как многокомпонентные, динамичные системы, формирующиеся под влиянием всей совокупности природных и техногенных факторов, являющиеся компонентами геологической среды и изучаемые в связи с осуществленной, текущей или планируемой инженерно-хозяйственной деятельностью человека. Грунтоведение использует достижения физики, химии, математики и механики и тесно связано с другими разделами инженерной геологии и смежными геологическими науками (гидрогеологией, мерзлотоведением, петрологией, литологией и др.). Грунтоведение сформировалось в CCCP в начале 20-х гг. как научное направление в изучении почв и грунтов в связи с задачами строительства

53.Общие сведения по геокрилогии. Геокриология (мерзлотоведение) - раздел геологии, наука, изучающая мерзлые горные породы, особенности их состава, строения, закономерности формирования, развития во времени и пространстве, а также мерзлотно-геологические процессы и явления. Объектом исследования геокриологии является мерзлая зона литосферы или криолитозона. Геокриология как самостоятельная отрасль знаний о мёрзлых горных породах (почвах, грунтах) оформилось в СССР в 1920-х годах на стыке геологических, географических, геофизических и инженерно-технических дисциплин. Наряду с общей геокриологией выделяется инженерная геокриология, изучающая научные основы проектирования и строительства различных сооружений на многолетнемёрзлых горных породах, их водной и тепловой мелиорации, другие прикладные задачи. геокриология является геологической наукой и тесно связана с исторической и четвертичной геологией, геоморфологией, тектоникой, гидрогеологией, грунтоведением, инженерной геологией, физической географией, физикой, физикохимией.

Уже в конце неогена климат в северном полушарии стал очень холодным и суровым, на вершинах горных сооружений начали скапливаться массы льда, давшие начало горным и материковым ледникам. Установлено, что оледенение было не одно, и что эпохи сурового климата чередовались с эпохами потепления. Причиной появления материковых оледенений является миграция полюсов. Для объяснения чередования ледниковых и межледниковых эпох предложена гипотеза связывающая оледенения с изменением рельефа и распространением суши и моря. Лед отражает солнечную радиацию в 30 раз больше, чем водная поверхность, а она в 5 раз меньше, чем поверхность суши. Поэтому море смягчает климат, делает его более ровным и теплым. Изменения климата связаны с солнечной радиацией с положением поверхности Земли к Солнцу, формы орбиты Земли и других причин. Процесс промерзания связан с переходом хотя бы части заключенной в породе воды в лед. По типу промерзания многолетнемерзлые породы подразделяются на зпикриогенные, синкриогенные и диакриогенные. К эпикриогенным относятся горные породы, которые перешли в многолетнемерзлое состояние после того, как завершился процесс накопления осадков и переход их в породу. Синкриогенные горные породы, как правило, формируются из осадочных (бассейновых и континентальных) отложений на уже существующем мерзлом субстрате, когда практически синхронно (одновременно, в геологическом смысле) происходят накопление осадка и его переход в мерзлое состояние.

54. Общие сведения по петрографии. Петрогра́фия - наука, описывающая горные породы и составляющие их минералы. Основной метод исследования - оптическая микроскопия. Петрография - наука о классификации горных пород, которая построена на детальных описаниях минерального состава, структурно-текстурных особенностей, химического состава и др. Смежной наукой, направленной на изучение процессов образования горных пород, является петрология. Основным петрографическим методом считается изучение пород с помощью поляризационного микроскопа в тонких шлифах, предложенный Сорби в середине XIX века. В последние десятилетия, с появлением электронной микроскопии, микрозондового анализа и других методов локального анализа вещества, петрографические методы существенно расширились. Разделы петрографии: 1.Магматическая петрография, 2.Метаморфическая петрография, 3.Петрография осадочных пород,. 4.Техническая петрография. Предмет и методы петрографии . Магматические породы образовались непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате ее охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различают интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся) горные породы. Интрузивные породы возникли в результате постепенного остывания магмы, при высоком давлении внутри земной коры, благодаря чему образовались массивные плотные породы с полнокристаллической структурой (гранит, лабрадорит, габбро). Эффузивные породы образовались при излиянии лавы, которая быстро остывала на поверхности земли, при низкой температуре и давлении. (порфир, базальт, вулканический туф, пепел, пемза и др.). Осадочные горные породы образуются в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трёх процессов одновременно (песок, известняк, доломит и др.). Метаморфические породы образовались путем преобразования магматических, осадочных и самих метаморфических горных пород под воздействием высокой температуры, давления и различных химических процессов (мрамор, кварцит, гнейсы, сланцы).

55.Водно-физические свойства грунтов. Одним из основных и наиболее ответственных видов почвенных исследований является изучение водно-физических свойств почвогрунтов. При почвенных изысканиях выполняется изучение и дается характеристика почв, почвообразующих и подстилающих пород на глубину до двух метров. На объектах обустройства территорий изучение водно-физических свойств почвогрунтов проводится для установления основных параметров влагоемкости, порового пространства, твердой фазы и фильтрационных свойств почвы. Водно-физические свойства почв изучают в полевых, лабораторных и камеральных условиях. В полевых условиях выполняют: отбор образцов почвогрунтов на влажность, плотность, гранулометрический, микроагрегатный и ботанический состав; определение плотности минеральных и торфяных почв; определение предельной полевой (наименьшей) и динамической (капиллярной) влагоемкости почвы; – определение водопроницаемости (коэффициента фильтрации) и водоотдачи обводненных (насыщенных водой) и необводненных (ненасыщенных) почвогрунтов; определение безнапорной водопроницаемости минеральных почв при орошении дождеванием. В лабораторных условиях определяют: фактическую (природную) влажность почвогрунтов, их максимальную гигроскопичность и влажность завядания растений; плотность твердой фазы минеральных и торфяных почв; гранулометрический и микроагрегатный состав минеральных почв; степень разложения и ботанический состав торфяных почв. Основными показателями водных свойств почвы являются ее Основными показателями водных свойств почвы являются ее влажность, влагозапасы и влагоемкость. -весовая влажность. Влагоемкость почвы отражает способность почвы поглощать и удерживать определенное количество влаги на качественно различных уровнях. Плотность почвы (ρ, г/см 3) – это масса единицы объема сухой (высушенной при 105 – 130° С) почвы ненарушенного сложения. Определяют ее в полевых условиях при помощи объемного бура с точностью до 0,01 г/см 3 . . Пористость (порозность, скважность) почвы, выражающая процентное отношение объема всех пор почвы к ее общему объему при естественном сложении, вычисляется по зависимости: . Влагозапасы отдельного слоя почвы (W i , м 3 /га) рассчитываются в зависимости от вида влажности почвы (β, β° б, β А) с использованием выражений W i =h i ρ i β i = h i β об i = А i h i β А i ,

56. Механические свойства и характеристики грунтов. Основными механическими свойствами грунтов считают: сжимаемость; сопротивление сдвигу; водопроницаемость. Сжимаемость грунтов - способность грунта уменьшаться в объеме под воздействием уплотняющих нагрузок. Сжимаемость зависит от многих факторов, основными из которых являются физический состав, вид структурных связей частиц и величина нагрузки. По характеру усадки разделяют упругие и пластические деформации. Упругие деформации возникают в результате нагрузок, не превышающих структурную прочность грунтов, т.е. не разрушающих структурные связи между частицами и характеризуются способностью грунта возвращаться в исходное состояние после снятия нагрузок. Пластические деформации разрушают скелет грунта, нарушая связи и перемещая частицы относительно друг друга. Сопротивление сдвигу. Прочность грунта. Предельным сопротивлением сдвигу (растяжению) называется способность грунта противостоять перемещению частей грунта относительно друг друга под воздействием касательных и прямых напряжений. Этот показатель характеризуется прочностными свойствами грунтов и используется в расчетах оснований зданий и сооружений. Способность грунта воспринимать нагрузки не разрушаясь, называют прочностью. В песчаных и крупнообломочных несвязных грунтах сопротивление достигается в основном за счет силы трения отдельных частиц, такие грунты называют сыпучими. Глинистые грунты обладают более высоким сопротивлением к растяжению (сдвигу), т.к. наряду с силой трения сдвигу противостоят силы сцепления: водно-коллоидные и цементационные связи (связные грунты). В строительстве этот показатель важен при расчете оснований фундаментов и изготовлении земляных сооружений с откосами. Водопроницаемость грунтов. Фильтрация. Водопроницаемость характеризуется способностью грунта пропускать через себя воду под действием разности напоров и обуславливается физическим строением и составом грунта. При прочих равных условиях при физическом строении с меньшим содержанием пор, и при преобладании в составе частиц глины водопроницаемость будет меньшей, нежели у пористых и песчаных грунтов соответственно. В строительстве он влияет на устойчивость земляных сооружений и обуславливает скорость уплотнения грунтов оснований, суффозию грунта и оползневые явления. Фильтрацией называется движение свободногравитационной воды в грунтах в различных направлениях (горизонтально, вертикально вниз и вверх) под воздействием гидравлического градиента (уклона, равного потере напора на пути движения) напора. Коэффициентом фильтрации (Kf) принято считать скорость фильтрации при гидравлическом градиенте равном единице. При этом скорость фильтрации (V) прямо пропорциональна гидравлическому градиенту (J). V=Kf*J.

57.Характеристики биогенных грунтов. К биогенным относятся болотные, озерные, озерно-болотные, аллювиально-болотные и другие отложения, образовавшиеся в условиях избыточного увлажнения и недостаточной аэрации в результате накопления остатков растительных, животных организмов и микробиологических процессов. Биогенные (болотные) грунты разделяются на следующие виды: а) грунты с примесью растительных остатков менее 10 % по массе; б) заторфованные грунты, содержащие 10 – 50 % растительных остатков по массе; в) торфы, содержащие растительных остатков более 50 % по массе; г) сапропели – пресноводные отложения, образовавшиеся при саморазложении органических остатков на дне застойных водоемов и содержащие более 10 % органических веществ по массе; д) болотные мергели – отложения озерного типа, содержащие более 50 % по массе углекислого кальция и практически не содержащие растительных остатков; е) илы – глинистые грунты, образовавшиеся как структурный остаток в воде при наличии микробиологических процессов. Отличительной чертой данных грунтов является их высокая пористость и низкая прочность в естественном состоянии. Показатели водно-физических свойств биогенных грунтов определяются опытным и расчетным путем. Лабораторным определениям подлежат: гранулометрический состав, влажность, влажность на границах пластичности, плотность (для слоев выше зоны капиллярного насыщения), плотность частиц грунта (содержащего карбонаты), зольность, коэффициент фильтрации, содержание карбонатов. Расчетным путем определяют: плотность (для слоев ниже ЗКН), плотность сухого грунта, плотность частиц грунта (не содержащего карбонаты), зольность (для грунтов, содержащих карбонаты), коэффициент пористости, сцепление при сдвиге, угол внутреннего трения, показатели компрессионных свойств, изменение водопроницаемости в процессе уплотнения, коэффициент уплотнения грунта в насыпи. Влажность биогенных грунтов определяется термостатно-весовым методом. Плотность биогенных грунтов в залежи выше ЗКН устанавливается путем взвешивания монолитов известного объема. Коэффициент фильтрации водонасыщенных слоев биогенных отложений определяют в полевых условиях по методу П.К.Черника. Метод основан на использовании специального прибора для послойного определения водопроницаемости болотных грунтов. . Озерные сапропели богаты ценными органическими и минеральными веществами и могут эффективно использоваться в качестве комплексных удобрений и для известкования кислых почв. По относительному содержанию органического вещества сапропели делятся на минеральные – 10 – 30 %, среднеминеральные – 30 – 50 % и слабоминеральные – более 50 % органического вещества. По виду различают торфянистый, водорослевый, зоогенный, известковый, песчаный и глинистый сапропели. Мощность сапропелевых отложений в озерах достигает 8 – 12 м и более.

58. Общие сведения об искусственных грунтах. При проведении различных горных и строительных работ человек внедряется в глубь земной коры, производя прямо и косвенно изменения горных пород. Человек дробит породы и перемещает их на различные расстояния, создавая по существу новые специфические образования, резко отличающиеся по своим свойствам от коренных отложений. Эти новые образования получили название искусственных грунтов. Инженерно-геологические свойства искусственных грунтов определяются составом материнской породы и характером воздействия на нее человека. По петрографическому составу искусственные грунты могут быть самыми различными. По процессам своего образования они могут быть подразделены на две подгруппы. Первая подгруппа объединяет искусственные грунты, которые образуются тогда, когда человек не ставит перед собой специальной задачи по их созданию. К ней относятся: культурный слой, возникающий на территории населенных пунктов, насыпные и наносные грунты, которые создаются человеком при определенных видах его производственной деятельности, но без цели улучшения горных пород, без задачи совершенствования их инженерно-геологических свойств. К этой же подгруппе искусственных грунтов следует отнести те горные породы, у которых инженерно-геологические свойства ухудшались в результате воздействия на них человека. Первая подгруппа искусственных грунтов объединяет горные породы и почвы, изменившиеся и возникшие под влиянием производственной и хозяйственной деятельности людей, не ставящих перед собой задачу искусственного улучшения их инженерно-геологических свойств. Вторая подгруппа искусственных грунтов объединяет горные породы и почвы, сознательно измененные человеком с целью улучшения их инженерно-геологических свойств. Это - улучшенные грунты.

59.Инженерно-геологические изыскания для строительства агрогородков. Агроэкономические изыскания проводятся для сельскохозяйственного строительства с целью его экономического обоснования. Задача этих изысканий – сбор материалов, необходимых для разработки мероприятий по организации сельскохозяйственного производства и определения эффективности капитальных вложений. Состав и объем агроэкономических изысканий зависит от категории сложности и стадии проектирования. На стадии предпроектной документации получают следующие агроэкономические данные: сведения о земельном фонде по угодьям и землепользователям в современном состоянии и на перспективу; планы внутрихозяйственного землеустройства; сведения о наличии мелиорируемых земель, их состоянии и использовании; посевные площади, многолетние насаждения, схемы севооборотов; сведения об урожайности сельскохозяйственных культур, в том числе на мелиорируемых землях; поголовье скота по видам, продуктивность животных за ряд лет, рацион кормления; валовая и товарная продукция растениеводства и животноводства, в том числе с мелиорируемых земель; себестоимость сельхозпродукции, ее структура, закупочные цены, доходность по видам продукции, чистый доход на 1 га основных культур, рентабельность хозяйств; общее население хозяйств, в том числе трудоспособных и занятых в сельском хозяйстве, нормы потребления сельхозпродуктов на душу населения; затраты труда на 1 га основных сельскохозяйственных культур и на производство 1 т продукции; техническая оснащенность сельского хозяйства (тракторы, сельхозмашины и т.п.) в среднем по району и по передовым хозяйствам, процент механизации основных видов работ в растениеводстве и животноводстве; размер и структура основных производственных фондов (технические средства, продуктивный и рабочий скот, производственные здания и сооружения, плодово-ягодные насаждения); основные показатели экономической эффективности ранее проведенных мелиорации (чистый доход на 1га, срок окупаемости и т.п.); передовой опыт ведения хозяйства в современных условиях, применение новых технологий, определение резервов повышения уровня сельскохозяйственного производства обследуемого района; сведения о наличии местных стройматериалов и условиях их доставки на объект строительства; сведения об источниках и возможности получения извести, органических и минеральных удобрений, необходимых для освоения мелиорируемых земель; материалы научных, проектных и других учреждений по вопросам развития сельского хозяйства и мелиорации земель на современном этапе.

На проектной стадии уточняют фактические агроэкономические данные по конкретному хозяйству и его подразделениям, совместно с землеустроителем определяют трансформацию угодий, границы севооборотов, получают материалы бонитировки почв, сведения об их эрозии и другие данные. Для небольших объектов, когда строительство мелиоративной системы не оказывает значительного влияния на экономику хозяйства, с последним согласуют только основные показатели, не­обходимые для разработки агроэкономической части проекта. Сбор необходимых агроэкономических данных осуществляется обычно в государственных плановых органах, соответствующих министерствах и ведомствах, в статистических управлениях, а также на местах: в областных и районных организациях, в исполкомах местных Советов народных депутатов, в отдельных хозяйствах. Для изысканий, охватывающих территорию области, сведения собираются в разрезе районов; для проектов в пределах одного или нескольких районов используются данные по каждому хозяйству.

60.Инженерно-геологические изыскания для строительства отдельных зданий. Для построенных отдельных зданий и сооружений выполняется геодезическая привязка к пунктам государственной геодезической сети и устанавливается дата их постройки. Далее производятся замеры их наиболее характерных сечений и элементов, выполняется схематический чертеж сооружения или фотографии общего вида и элементов, дается общая характеристика состояния объекта, эффективность его эксплуатации. При выполнении высотной съемки весь участок должен быть равномерно покрыт высотными пикетами. На улицах и проездах должны разбиваться поперечные профили в местах перегиба рельефа и по осям пересекающихся улиц. Геологические обследования следует проводить с учетом сферы новых техногенных воздействий на основания построенных объектов. Основания зданий и сооружений необходимо исследовать прежде всего у характерных сечений – наружных и внутренних стен, колонн, в местах резкого изменения геометрии фундаментов. При наличии просадочных, слабых и искусственных грунтов особое внимание уделяется проведению полевых исследований их прочностных и просадочных свойств.

61.Инженерно-геологические изыскания для реконструкции зданий и сооружений. Изыскания в виде обследований построенных ранее объектов (зданий, сооружений, систем) с целью их реконструкции следует проводить: при степени износа, превышающей срок службы эксплуатации; по условиям аварийной опасности или экономической нецелесообразности; для использовании сооружения по новому назначению; при состоянии объекта, не соответствующем проектным и эксплуатационным требованиям. Для обследования застроенных ранее территорий выполняется горизонтальная и высотная геодезическая съемка в масштабах 1:2000, 1:1000, 1:500. Горизонтальную съемку выполняют способами перпендикуляров, створов, засечек, полярным, графоаналитическим или сочетанием этих способов. При всех способах съемки должны составляться абрисы, выполняться обмеры габаритов зданий и сооружений, контрольные промеры между ними.

62) Инженерно-геологические изыскания для строительства подземных сооружений.
Задачей инженерно-геологических изысканий является комплексное изучение инженерно - геологических условий подземного строительства, направленное на получение необходимых и достаточных материалов, позволяющих наиболее экономично запроектировать, построить и эксплуатировать сооружение, а также выбрать направление и вид инженерных защитных мероприятий

Инженерно-геологические условия подземной среды во многом формируются факторами, несвойственными условиям наземного строительства, и с глубиной характеризуются следу ющими особенностями: возрастают напряженное состояние, температура грунтов, обводненность и водоприт оки (до определенных глубин); изменяются гидродинамические, гидрохимические условия, состояние, физико-механические свойства грунтов; возрастает влияние структурно - тектонических условий и геодинамического состояния территории в формировании подземных геологических процессов и явлений.

При изысканиях необходимо уделять внимание напорным водам. За счет напорного водоносного горизонта, расположенного ниже проектной отметки заложения подземного сооружения, возможно подпитывание снизу вышележащих водоносных пластов, которые будут вскрываться выработками. Кроме того, вскрытие напорных вод вызовет внезапное обводнение подземных выработок с неблагоприятными последствиями.

При вскрытии массива грунтов подземной выработкой происходит разгрузка напряжений. Вокруг выработки в кровле и подошве образуется зона пониженных напряжений, где происходит упругое расширение грунтов, сопровождающееся их разрывом, расслоением, растрескиванием. Грунты разуплотняются, снижается их устойчивость

Развитие геологических процессов в подземных выработках сопровождается сдвижением грунтов кровли, образованием мульд оседания, трещин на поверхности, провальных воронок, деформацией зданий и сооружений.