Введение к работе
Актуальность работы. Перспективы разведки и эксплуатации месторождений полезных ископаемых в значительной степени осложняются развитием целого комплекса горно-геологических процессов, среди которых особое место занимают криогенные процессы в зоне распространения вечнонерзлых пород.
Анализ работы горнодобывающих предприятий Забайкалья показывает что отсутствие прогноза развития криогенных процессов на стадиях поисков, разведки и эксплуатации месторождений полезных ископаемых существенным образом увеличивает стоимость капитальных вложений в эксплуатируемые инженерные сооружения и себестоимость добычи ценного компонента. Принимая во внимание, что Забайкалье относится к области распространения островных нерзлых толш. которые характеризуются чрез вычайно высокой динамичностью при любых самых незначительных техногенных воздействиях на природно-геологическую обстановку актуальност - данной проблемы возрастает.
Имеющиеся в настоящее время достаточно обширные научно-теоретические разработки по данной проблене носят, как правило, отрывочный . характер и не дают полной картины природы, динамики и закономерностей развития криогенных процессов при интенсивных техногенных воздействиях на природно-геологическую среду.
диссертационная работа посвяшена решению научной и народнохо-зяйственнй задачи рационального освоения месторождений полезных ископаемых на базе комплексного изучения природы, динамики и закономерностей развития криогенных процессов и их вляиния на устойчивость и эксплуатацию проектируемых инженерных сооружений горнодобывающих предприятий.
Актуальность подтверждена включением ее в координационный план Нингеологии РФ - хоздоговорная тена "Прогноз криогенных процессов при хозяйственном освоении зоны БАН " с Удоканским горно-геологичес-ким предприятием (Н гос. регистрации 0187О076Ч92).
Цель работы- разработать комплексную нетодику инженерно-геологических исследований при разведке и эксплуатации ' месторождений полезных ископаемых, выявить природу и установить ' количественные закономерности развития криогенных процессов с разработкой методов прогноза и управления ими при горно-промышленном освоении территории.
Основная идея работы заключается в тон, чтобы установленные количественные закономерности развития криогенных процессов использовать для надежного проектирования и эксплуатации объектов горнодобываюпей промышленности в области распространения ВЄЧН0МЄРЗЛН" ПОРОД.
Основные задачи исследований:
- разработать методику комплексных инженерно-геокриологичес-
кнх исследований изучения криогенных процессов при разведке и
эксплуатации месторождении полезных ископаемых;
- выявить природу развития криогенных процессов, таких как криогенное пучение промерзающих и осадка оттаивающих породі крио-солифлюкпия. терноэрозия и терносуффозия;
установить динамику и закономерности развития криогенных процессов в зависимости от термодинамических, природно-геологичес-ких и техногенных Факторов;
разработать принципы прогноза криогенных процессов и управления ими при разведке и эксплуатации месторождений полезных ископаемых.
Методы исследований включают: анализ и обобщение ранее проведенных результатов исследований, стационарные натурные наблюдения, натенатическое моделирование и обработка экспериментальных данных.
научные положения, выносимые на зашиту;
нетодика комплексных стационарных исследований криогенных процессов, таких, как тепло- и массоперенос, льдовыдеение, обезвоживание, усадки, коагуляции, агрегации и др.. позволявшая выявить механизм развития основных физико-геологических параметров и установить их роль в суммарном деформировании пород и любых инженерных сооружений объектов горнопромышленных ' предприятий;
динамика развития криогенных процессов по глубине, во времени и в пространстве, отличающаяся изненениен как абсолютных ве-. личин, так и их дифференциальных составляющих с учетон различных теплоизолирующих и светоотражающих Факторов;
закономерности развития криогенных процессов на основе дву- -и многосторонних зависимостей количественных характеристик устано- влеки не только по интегральным величинам, но и по всем сопутствующим теплофизическин и Физико-хиническим процессам в зависимости от естественных и техногенных изменений природно-геологическон обстановки при разведке и эксплуатации месторождений полезных ископаемых;
- нетоды прогноза и управления криогенными прочессани , которые
базируются на строгих натематических моделях и отличающиеся учетом
изненения комплекса природно-геологических и горно-технологических
факторов.
Новизна полученных результатов заключается в следующем:
разработана нетодика комплексных исследовании при разрведке и эксплуатации месторождений полезных ископаемых;
вскрыта природа протекания криогенных процессов при естественных и техногенных изменениях природно-геологической обстановки;
выявлена динамика развития криогенных процессов по глубине, во времени и в пространстве с учетон различных теплоизолирующих
и светоотражающих Факторов;
установлены количественные закономерности развития криогенных процессов в зависимости от всего комплекса природно-геологической и техногенной обстановок с выявлением роли каждого сопутствующего процесса в суммарном деформировании пород;
разработана методика прогноза криогенных процессов при разведке и эксплуатации месторождений полезных ископаеных.
Конкретное личное участие автора:
разработана методика комплексных исследований изучения криогенных процессов при разведке и эксплуатации месторождений полезных ископаеных;
проведены многолетние натурные стационарные наблюдения за динамикой развития криогенных процессов;
выполнена математическая обработка экспериментальных данных на эвн;
разработаны прогнозные схемы управления криогенными процессами при отработке месторождений полезных ископаемых;
Достоверность научных исследований обеспечивается: представительным эксперинентальнын натериалої натурных наблюдений, высокой сходимостью теоретических и расчетных данных (погрешность не превышает 10И), апробацией и внедрением пред ложешшх прогнозных схем на предприятиях Забайкалья.
Практическое значение работы заключается в создании прогнозных схен управления криогенными процессами что позволяет наиболее рационально обосновать комплекс защитных мер при разработке месторождений полезных ископаемых, а также проектируемых и строящихся объектов горнодобывающих предприятий.
Реализация работы, по результатам исследований разработаны и реализованы рекомендации по проведению инженерно-геологических и горных работ на Вачинском золотороссыпнон месторождении. Удоканском горно-геологическон предприятии, забайкальской тресте инженерно-строительных изысканий, Орловском ГОКе.
Фактический экономический эффект составил 1,2 млн. руб (1993 г. ).
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Всесоюзных конференциях "Геокриологический прогноз при строительном освоении территорий" (Москва,1985 г. ), "Инженерно-геологические изыскания в области вечной мерзлоты" (Благовещенск,
-
г.), "Инженерно-геокриологические проблемы Забайкалья" (Чита,
-
г. ), "Проблемы инженерно-геологических изысканий в КРИОЛИТОЭО-не" (Нагадан, 1939 г.), а также Региональной конференции "Проблемы освоения Удоканского тпк" (Чита, 1985 г. ). "ПРОблены природоиспольэо-вания Забайкалья" (Чита, 1985 г. ), а также ряде внутривузовских конференций.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 9 печатных работ. Кроме того, крупные разделы автором изложены в ч-х научно-исследовательских отчетах.