Материал: Engineering Geology of MD

в условиях равнинного и равнинно-холмистого рельефа широко распространены различные генетические типы четвертичных отложений, представленные рыхлыми несвязными и мягкими связными породами значительной мощности. Коренные породы представлены слоистыми недислоцированными или слабодислоцированными осадочными и вулканогенными разностями, местами прорванными магматическими телами. Это породы чехла древних и молодых платформ, обнажающиеся на поверхности по долинам рек или покрытые четвертичными отложениями. Прочность и устойчивость всех этих пород обычно малы или недостаточны. Гидрогеологические условия характеризуются неглубоким залеганием грунтовых вод и наличием нередко нескольких горизонтов, зон и комплексов напорных пластовых вод. Водоносные горизонты, зоны и комплексы могут иметь большие водообильность, водопроницаемость (горизонты и зоны карстовых вод) и пьезометрические напоры. В общем горные породы равнинных и равнинно-холмистых областей часто слабо дренированы.

В условиях этого рельефа следует обращать внимание на

склоны речных долин, балок и оврагов. Кроме существующих оползней многие участки ciyioHOB здесь могут быть потенциально опасными в отношении их образования. В районах распространения многолетней мерзлоты часто встречаются наледи, многолетние бугры пучения и термокарстовые явления.

Из приведенной характеристики видно, что в областях равнинного и равнинно-холмистого рельефа при освоении месторождений полезных ископаемых часто бывает необходимо выполнять подготовительные работы по регуляции поверхностного стока и осушению заболоченных участков, отводу речек и ручьев, предварительному осушению толщ горных пород и понижению уровнен и напоров подземных вод. На конструирование бортов карьеров здесь существенное влияние обычно оказывают недостаточные прочность и устойчивость горных пород и возможность образования оползней больших объемов. При

пустотами и зонами повышенной закарстованности горных пород, возможностью прорыва в горные выработки воды, плывунов и разжиженных глинистых пород. В связи с недостаточной прочностью и устойчивостью горных пород требуется непрерывное в процессе проходки крепление выработок. При этом нередко горное давление достигает высоких значений, что вызывает необходимость применения серьезных мероприятий по управлению им. Часто в горных выработках происходит поддувание горных пород в почве и отслаивание в кровле (лож-

2 0

ные кровли). Отвалы и гидроотвалы на месторождениях в районах с таким рельефом, как показывает практика, иногда приходится располагать на слабых породах и принимать меры по обеспечению их устойчивости и защите прилегающих территорий.

Заметим, что при проектировании и разработке все более глубоких горизонтов на месторождениях, расположенных в равнинных и равнинно-холмистых районах, роль рельефа местности в общем комплексе факторов, определяющих инженерногеологические условия, уменьшается, а роль глубины производи ства горных работ возрастает.

В среднегорных, горных и высокогорных областях инженер- но-геологические условия имеют свои особенности и сложности. Рельеф здесь обычно имеет значительную вертикальную и горизонтальную расчлененность, относительные превышения отдельных участков поверхности достигают сотен метров, склоны кру-

В геологическом строении таких областей принимают участие главным образом сложнодислоцированные осадочные, вулканогенные и метаморфические породы, прорванные разнообразными магматическими. Эти комплексы пород типичны для складчатых геосинклинальных областей и кристаллического фундамента платформ. Взаимоотношения отдельных комплексов пород сложные. Здесь многочисленны тектонические нарушения разных порядков, значительная и неравномерная трещиноватость горных пород и неодинаковые степень и глубина распространения их выветрелости. С поверхности коренные породы прикрыты маломощным прерывистым чехлом рыхлых четвертичных образований. По инженерно-геологической классификации горные породы рассматриваемых областей относятся к группам твердых (скальных) и относительно твердых {полускальных). Первые имеют повышенные прочность, устойчивость и крепость, а вторые (вследствие их трещиноватости и выветрелости)—более низкие значения показателей этих свойств. Во многих районах скальные породы в условиях естественного залегания имеют повышенное напряженное состояние по сравнению с гравитационным, обусловленное силами тектонического сжатия.

комплексы пород, их слагающие, достаточно дренированы. Из^ геологических явлений характерны осыпи, россыпи, обвалы, оползни, снежные лавины и обвалы, селевые явления, а для горных районов мезозойско-кайнозойской альпийской складча-

2 1

тости — интенсивные новейшие и современные тектонические движения и повышенная сейсмическая активность.

Из приведенной характеристики месторождений, расположенных в горных и высокогорных областях, видно, что строительство здесь шахт и карьеров, как и их эксплуатация, представляют немалые сложности. Способ вскрытия полезного ископаемого, подготовка отдельных его горизонтов для разработки и организация транспорта для вывозки масс пустых лород и полезного ископаемого требуют выполнения значительных подготовительных строительных работ. Для таких месторождений характерна, как правило, значительная неоднородность геологических условий в связи с тектонической нарушенностью горных пород, неравномерной их трещиноватостью и выветрелостью и соответственно неодинаковыми физическим состоянием, прочностью и устойчивостью.

ное вскрытие нагорной и глубинной частей месторождения. Здесь нередко приходится строить нагорно-глубинные карьеры или отрабатывать месторождение только подземным способом. Неоднородность геологического строения обусловливает неодинаковые конструкцию и устойчивость бортов карьеров, неодинаковую устойчивость отдельных участков подземных выработок и в связи с повышенным тектоническим напряжением горных пород —развитие динамических явлений (горные удары и др.). Кроме того, при эксплуатации месторождений в горных и высокогорных областях возникает необходимость в организации специальных служб наблюдений и в проведении инженерных противообвальных, противоселевых, противолавинных и других мероприятий.

Из сказанного видно, как через рельеф проявляются многие важные качества инженерно-геологических условий месторождений. В этом заключается роль рельефа местности в общей оценке условий их освоения.

И-З. Основные элементы геологического строения месторождений, определяющие условия их освоения

Описание и оценка инженерно-геологических условий месторождений полезных ископаемых должны давать полное, детальное, достоверное и совершенно однозначное освещение их геологического строения в самом широком смысле этого понятия. Для этого необходимо уделять большое внимание предварительному изучению материалов региональных исследований, предварительной и детальной разведок месторождения и дополнительным инженерно-геологическим исследованиям, вытюлняемым в процессе производства разведочных работ на месторождении.

2 2

При изучении геологического строения месторождения в ин- женерно-геологическом плане в первую очередь устанавливают стратиграфию слагающих его комплексов горных пород, их распространение, форму я условия залегания, взаимоотношения, тектоническую структуру месторождения в целом и отдельных его частей. Все это должно полно показывать строение толщ и комплексов горных пород, образующих вскрышу н являющихся вмещающими для полезного ископаемого, положение и распространение поверхностей, зон и слоев ослабления, которые при строительстве карьеров и шахт и производстве горных работ могут обусловить нарушение устойчивости горных пород, их перемещение, сдвижение и другие деформации н явления, а таюке притоки воды и др.

Такое инженерно-геологическое изучение месторождения является дальнейшим специальным целенаправленным изучением, отвечающим на вопрос о том, какие элементы геологических условий наиболее существенно могут влиять на условия строительства шахт и карьеров и производство горных работ.

Стратиграфия и стратификация отложений и комплексов горных пород. Стратиграфия, как известно, отражает последовательность образования отложений и комплексов горных пород разного возраста, слагающих месторождения, и их возрастные соотношения, а стратификация — последовательность напластования разных петрографических типов горных пород в вертикальном разрезе, от поверхности земли на глубину. Все эти данные обычно отображают на геологических колонках, картах, геологических разрезах, блок-диаграммах, в аксонометрических проекциях и других материалах. Такие материалы позволяют наглядно представить, какие петрографические типы горных пород будут слагать борта карьера в целом и каждый уступ, рабочие, транспортные и предохранительные бермы, а также геологический разрез, в котором будет производиться проходка подземных горных выработок.

Геологическая карта и стратиграфический разрез показывают, какие отложения и комплексы горных пород разного возраста распространены по площади и на глубину в пределах месторождения, и в том числе те, с которыми связаны минерализация, угленосность и др., т. е. полезное ископаемое. Из этих данных обычно видны степень неоднородности и сложности геологического строения месторождения. Хорошо известно, что многие месторождения полезных ископаемых приурочены к определенным стратиграфическим подразделениям геологического разреза. Поэтому стратиграфия как бы контролирует распространение и размещение полезного ископаемого в пределах месторождения, шахтного и карьерного полей и позволяет, таким образом, отграничивать толщи горных пород, слагающих вскрышу, от пород, вмещающих полезное ископаемое.

Стратиграфия имеет большое инженерно-геологическое значение, так как многие горизонты, слои, толщи и комплексы

2$

горных пород, характерные в инлсенерно-геологическом отношении в силу своих особых свойств и физического состояния (мягкие, легко размокаемые и набухающие глины, слоистые легко обрушаемые породы, горизонты плывунов, повышенной закарстованности, склонные к поддуванию, водоносные, удароопасные и др.), обычно занимают определенное положение в геологическом разрезе. Поэтому стратиграфические данные позволяют производить параллелнзацию и корреляцию отложений и более надежно оценивать инженерно-геологические условия месторождений в целом и отдельных их частей.

По стратификации петрографических типов и комплексов горных пород обычно намечают наиболее целесообразное пространственное расположение горных выработок, т. е. их приуроченность к определенным типам пород, от свойств которых зависят конструкция горных выработок, условия их проходки, устойчивость и т. д., а также распространение локальных и региональных водоупоров и водоносных горизонтов, зон и комплексов относительно горных выработок и степень их защищенности от притоков подземных вод и их воздействия. Стратификация показывает границы раздела между петрографическими типами горных пород в геологическом разрезе, положение поверхностей, слоев и зон ослабления. Следовательно, изучение и полный учет данных стратиграфии и стратификации отложений и комплексов горных пород, слагающих месторождения и их конкретные части, имеют не только общегеологическое, но и большое специальное инженерно-геологическое значение.

Петрографический состав горных пород. Петрографический состав горных пород, слагающих месторождения полезных ископаемых, является одной из важнейших характеристик их геологического строения, определяющей особенности их физикомеханических свойств, устойчивость и поведение в горных выработках. Как показывает анализ материалов по месторождениям черных, цветных, легких и других металлов, неметаллических и горючих полезных ископаемых, в их геологическом строении принимают участие самые разнообразные петрографические типы магматических, метаморфических и осадочных горных пород. Поэтому при инженерно-геологическом изучении месторождений полезных ископаемых необходима самая широкая подготовка специалистов в области петрографии и инженерной петрологии [19].

Однако необходимо ясно представлять, что в пределах отдельных месторождений и их групп состав петрографических типов слагающих их горных пород обычно менее разнообразен. Кроме того, многие виды полезных ископаемых парагенетически связаны только с определенными группами и типами горных пород. Так, например, размещение эндогенных месторождений контролируется главным образом распространением магматических пород и их жильных и эффузивных фаций, а экзогенных — преимущественно осадочных пород. Многие экзоген-

2 4