Основные задачи инженерной геологии

Возникновение и развитие инженерно-геологического направления при оценке условий освоения месторождений полезных ископаемых с самого начала было вызвано необходимостью решения комплекса задач, основная цель которых сводилась к рациональ­ному использованию минеральных ресурсов, обеспечению безопас­ности и эффективности ведения горных работ и обоснованию размещения и устойчивости инженерных сооружений разного назна­чения в конкретной природной обстановке.

В последние годы в связи с ростом требований к охране при­роды вопросы инженерно-геологического изучения месторождений полезных ископаемых, на­правленные на оценку и прогноз условий их разработки, считаются традиционными, а проблемы исследования изменении этих условий вследствие их нарушения и загрязнения горным производством,— новыми, главными. Этот взгляд утверждается под влиянием неко­торых положений ведомственных инструкций и методических ре­комендаций. Так, в основной инструкции ВСЕГИНГЕО цель инженерно-геологических работ при разведке месторождений твер­дых полезных ископаемых сводится к оценке инженерно-геологи­ческих условий для обоснования утверждения запасов полезного ис­копаемого в ГКЗ и для проектирования горных работ. В более но­вой инструкции [29] это определение цели сохранилось полностью, а в перечень задач вошла «оценка влияния горных работ на геологическую среду в целях разработки необходимых охранных меро­приятий». Но в дальнейшем вопросы оценки и прогноза изменений природных условий под влиянием разработки месторождений не рассматриваются.

Такой подход нельзя признать правильным и перспективным. При решении инженерно-геологических задач в горном деле (так и в других видах строительства) характерной особенностью всегда были комплекс исследований и доведение до результатов до количественных оценок процессов возникающих под влиянием внешнего воздействия. Не всегда, правда, эти оценки имеют достаточную точность и надежность, и не всегда они даются специалистами по инженерной геологии. Эти два обстоятельства и побудили автора, проработавшего почти 30 лет по проблемам ин­женерной геологии в горной практике, обсудить на страницах этой книги основные вопросы инженерно-геологического обеспечения разработки месторождений твердых полезных ископаемых.

Инженерная геология применительно к проблемам горной про­мышленности как научное направлении имеет вполне сформиро­вавшиеся объект, предмет, цель, задачи и методы исследования. Объектом являются месторождение полезного ископаемого и при­легающие к нему территории, подвергающиеся изменению под воз­действием горных работ. Объект, видимо, можно рассматривать как некоторую сложную систему, которую в соответствии с пред­ложениями ряда специалистов можно назвать инженерно-геологической системой.

Предметом рассматриваемого направления инженерной геоло­гии являются геологические условия вскрытия и разработки место­рождения, строительства и поддержания горных сооружений, про­ведения мероприятий по ограничению вредного влияния горного производства, и выполнения рекультивации нарушенных земель. Для краткости предметом можно назвать инженерно-геологические условия освоения месторождения и прилегающих территорий. Как известно, многие специалисты вслед за П. Н. Панюковым назы­вают эти условия горно-геологическими, что очень удобно с чи­сто понятийных соображений. К сожалению, этой термин исполь­зуется в горной практике с разным содержанием

Целью данного научного направления следует считать инженер­но геологическое обоснование путей рационального использования и охраны недр, повышения безопасности и эффективности горных работ. Для достижения этой цели решаются следующие основные задачи:

— оценка инженерно-геологических условий месторождений по­лезных ископаемых (или их частей) и прилегающих территорий (будущих горных и земельных отводов);

— прогноз изменений инженерно-геологических условий под влиянием освоения месторождения (или отдельных его частей);

— обоснование мероприятий по управлению происходящими из­менениями и по восстановлению природной обстановки.

Перечисленные задачи не только связаны между собой после­довательно: прогнозировать нельзя без познания (оценки) усло­вий, управление не может быть надежным без научного предвиде­ния, — но и обладают обратной связью: прогнозирование приводит к новым оценкам, а управление уточняет как прогнозы, так и оценки инженерно-геологических условий. Иначе говоря, решения этих задач обогащают друг друга, и поэтому исследования, прово­димые для решения одной задачи, во многом способствуют уточнению другом и отношении получаемых результатов, так и и от­ношении применяемых методов исследований. На разных стадиях изучения объекта происходит накопление информации для решения и всех трех задач, но надежность и точность этих решений не­равнозначны.

Методы исследования в своей основе являются геологическими,
хотя в настоящее время трудно представить себе решение сложных
задач опенки и прогнозирования природных и природно-техногенных процессов и явлений одними геологическими методами. Методы, применяемые при инженерно-геологическом прогнозировании, базируются на выводах по аналогии: а) геологической, а) вероятностной, в) модельной, г) натурной, д) расчет­
ной, е) экспертной.

Разработке методов инженерно-геологических исследований месторождений твердых полезных ископаемых на общем фоне раз­вития методических проблем в инженерной геологии уделяется зна­чительное внимание в исследованиях ВНИГРИуголь, ВСЕГИНГЕО, ВНИМИ, ВИОГЕМ [31], ИГД, МГУ, ЛГИ, МГИ, СГИ, ТИСИ и других организации геологического и горного профиля. Из норма­тивных документов наиболее полное отражение результат этих работ нашли в инструкции и методических рекомендациях по изучению инженерно-геологических свойств боковых пород и про­гнозу их устойчивости на угольных месторождениях», утвержден­ных Мингео СССР и согласованных с Минуглепромом СССР [29]. В этой инструкции применительно к разным стадиям разведоч­ных работ рассматриваются методы и способы документации керна скважин, изучения литолого-петрографических и фациальных осо­бенностей углевмещающих пород, опробования горных пород, определения физико-механических свойств полускальных и скальных пород, систематизации и обобщения результатов изучения горных пород, прогнозирования их устойчивости Различая пространствен­ные и пространственно-временные прогнозы, ее авторы (Г. Г. Скворцов, Б. В. Смирнов, В. В. Фромм, В. Н. Свержевский) ре­комендуют применять следующие методы прогнозирования: срав­нительно-геологический (аналогии), учета и оценки влияния при­родных и горнотехнических факторов, расчетно-аналитический, моделирования, диагностических классификаций, экстраполяции, интерполяции, экспертных оценок и симптомов.

Особую ценность при прогнозировании представляют данные, полученные по наблюдениям в действующих шахтах и карьерах в период разведки месторождений. Более подробно этот вопрос будет рассмотрен в главе 4. Пока что следует отметить исключи­тельно малое внимание со стороны геологоразведочных организа­ций к изучению поведения горных пород при строительстве и экс­плуатации горных выработок и к оценке тех изменений геологиче­ских условий, которые происходят в горнодобывающих районах.