Геодинамическая оценка, прогнозирование и управление состоянием геоэкологической безопасности нагорных отвалов

Гильфанов, Марат Рафаэльевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геодинамическая оценка, прогнозирование и управление состоянием геоэкологической безопасности нагорных отвалов
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Геодинамическая оценка, прогнозирование и управление состоянием геоэкологической безопасности нагорных отвалов"

На правах рукописи 0

Гильфанов Марат Рафаэльевич

ГЕОДИНАМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА, ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ СОСТОЯНИЕМ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НАГОРНЫХ ОТВАЛОВ

Специальность 25.00.36 - Геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Чита2004

Работа выполнена в Читинском государственном университете Министерства образования Российской Федерации

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

Почетный работник высшего профессионального бразования РФ Овешников Юрий Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Железняк Илья Иосифович (ОАО «ЗАБАЙКАЛЦВЕТМЕТНИИПРОЕКТ» г. Чита);

кандидат технических наук Никифоров Андрей Валентинович (Администрация Читинской области, г. Чита).

Ведущая организация: УПРАВЛЕНИЕ ГОСГОРТЕХНАДЗОРА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ЧИТИНСКОЙ ОБЛАСТИ, г. Чита;

Защита состоится йшр&д^ 2004 Г. в И_часов на заседании

диссертационного совета К 212.299.02 в Читинском государственном университете по адресу: г. Чита, ул. Амурская, д. 15, ауд. ВХ-410.

Отзывы на автореферат диссертации направлять по адресу:

672039, Чита, ул. Александро-Заводская, д. 30, ЧитГУ, ученому секретарю диссертационного совета К 212.299.02.

Факс:(3022)26-14-59.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Читинского государственного университета.

Автореферат разослан

«1Ь> 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

канд. техн. н а у к II а п о в Н.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

. Актуальность темы. Современный этап освоения минерально-сырьевых ресурсов характеризуется возрастающей интенсивностью техногенных воздействий на литосферу и внесением дисбаланса в экологическое равновесие Земли. Открыта разработка месторождений, расположенных в условиях гористого рельефа местности, сопровождается повышенной оползневой активностью отвалов вскрыши, формируемых на склонах. В этих условиях возникает необходимость геоэкологического сопровождения процесса отвалообразования, которое включает в себя оценку и прогнозирование состояния геоэкологической безопасности отвалов с целью предупреждения опасных экзогенных геологических процессов.

Проблема геоэкологической безопасности нагорных отвалов заключается в предотвращении чрезвычайных ситуаций в виде техногенных катастрофических процессов. К ним относятся оползни и связанные с ними угрозы жизни персонала, сохранности оборудования и самого промышленного сооружения или его части, а также угрозы аварийной остановки непрерывного горно-технологического процесса - размещения отходов вскрыши. При этом наиболее остро проблема геоэкологической безопасности стоит на рабочих площадках нагорных отвалов, в местах непосредственной работы горного оборудования и персонала.

В связи с этим обеспечение геоэкологической безопасности нагорного отвала в процессе отвалообразования-является актуальной научно-производственной задачей.

Большинство исследователей этой проблемы в своих разработках уделяют внимание оценке степени устойчивости отвалов,-поставленных в конечное положение. В месте с тем, значительный научный интерес представляет оценка геодинамического состояния и управления геоэкологической безопасностью нагорных отвалов в процессе их отсыпки. Следует отметить, что существующие критерии оценки степени опасности оползневых процессов не позволяют дать объективную количественную оценку геодинамического состояния отвала в процессе отсыпки и выполнить прогноз его изменения.' И,' следовательно, не позволяют сделать обоснованный выбор управляющих воздействий по обеспечению геоэкологической безопасности процесса отвалообразования и порядка их реализации.

Таким образом, с одной стороны актуальность проблемы с другой стороны ее относительная неразработанность определили выбор темы диссертационного исследования.

Объектом исследования являются нагорные отвалы.

Предмет исследования - деформационные процессы, протекающие в при-откосной зоне рабочих площадок нагорного отвала.

Цель исследования состоит в разработке методов оценки и прогнозирования геодинамического состояния рабочих площадок нагорных отвалов и обосновании технологических методов управления геоэкологической безопасностью в процессе отвалообразования.

Для достижения цели были поставленные следующие задачи:

- обобщить и проанализировать существующие методы оценки и прогноза геодинамического состояния нагорных отвалов и способы управления геоэкологической безопасностью в процессе отвалообразования в нагорных условиях;

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ } БИБЛИОТЕКА |

- определить количественные показатели для оценки геодинамического состояния и прогноза опасности оползневых процессов на рабочих площадках нагорных отвалов;

- выделить и систематизировать факторы, определяющие геодинамическое состояние нагорного отвала и исследовать их влияние на геоэкологическую безопасность отвалообразования;

- создать математическую модель геодинамического поведения нагорного отвала и подтвердить ее адекватность промышленным экспериментом;

- разработать методику горно-экологического мониторинга состояния рабочих площадок нагорного отвала;

- разработать методы управления геоэкологической безопасностью отвало-образования в нагорных условиях.

Основная идея работы состоит в том, что критерием оценки степени геоэкологической безопасности нагорного отвала выступает геодинамическое состояние его рабочей площадки. Прогноз состояния и выбор методов управления геоэкологической безопасностью нагорных отвалов осуществляется на основе функциональной зависимости показателя геодинамического состояния рабочей площадки от технологических параметров отвалообразования.

Методы исследования. Обобщение опыта отвалообразования в нагорных условиях, отраженного в научных трудах отечественных и зарубежных исследователей; патентный поиск; натурные геодезические измерения; системный анализ; классификация; математическая статистика и обработка экспериментальных данных с применением ПЭВМ; математическое моделирование; промышленный эксперимент.

Защищаемые научные положения:.

1. Критерием оценки состояния.геоэкологической безопасности нагорных отвалов выступает относительное изменение скорости сдвиговых деформаций при-откосной зоны их рабочих площадок. Данный критерий позволяет определить период времени до достижения критической скорости сдвиговых деформаций и начало оползневого процесса.

2. Нагорный отвал является геодинамической системой, геоэкологическая безопасность которой обусловлена достигнутым состоянием и функциональной зависимостью скорости сдвиговых деформаций рабочей площадки отвала от параметров отвалообразования, в частности от высоты отсыпки отвала при подвигании фронта отвала вкрест простирания склона и от высоты и угла наклона склона при подвигании фронта отвала по простиранию. Характер функциональной зависимости позволяет прогнозировать состояние геоэкологической безопасности нагорного отвала и делать обоснованный выбор методов управления.

3. Предложена комплексная - методика горно-экологического мониторинга нагорного отвала, которая предполагает оценку текущего состояния геоэкологической безопасности нагорного отвала, прогноз его развития, выбор методов управляющих технологических воздействий и оценку их результативности. Комплексная. методика включает в себя три элемента: методику оценки текущего состояния геоэкологической безопасности, методику прогнозирования геодинамического состояния и методику, технологического управления геоэкологической безопасностью нагорного отвала.

Достоверность и обоснованность выводов и рекомендаций, содержащихся в диссертационной работе, подтверждается данными экспериментально-промышленных исследований, проводившихся в течение длительного времени на отвале № 3 Дальнегорского датолитового месторождения ОАО «Бор», тождественностью расчетных значений результатам натурных наблюдений, соответствием результатов корреляционно-регрессионного анализа функциональных зависимостей критериям Гаусса-Маркова и Фишера с 90% доверительной вероятностью, достигнутой эффективностью разработанных методик и технологий в производственных условиях, подтвержденной актами внедрения.

Научная значимость работы заключается в том, что:

- обоснован критерий оценки геодинамического состояния нагорного отвала -относительное изменение скорости сдвиговых деформаций приоткосной зоны рабочей площадки отвала. Данный критерий позволяет количественно оценить степень геоэкологической безопасности нагорного отвала и прогнозировать ее динамику,

- выявлены четыре основных типа геодинамического состояния нагорного отвала: «устойчивое - равновесное» - безопасное, «неустойчивое - неравновесное -конструктивное» - условно безопасное, «неустойчивое - неравновесное - деструктивное» - условно опасное и «устойчивое - неравновесное» - опасное. Для каждого типа состояния определен характер динамики скорости вертикальных деформаций,

- предложена авторская классификация геодинамических систем, дополненная следующими признаками: по характеру развития, по внутреннему состоянию, по соотношению сил;

- предложена структура системы «нагорный отвал», состоящая из трех основных элементов: откоса отвала, верхней площадки и собственно отвального массив, каждый из которых включает в себя подэлементы: откос рабочей площадки, откос нерабочего отвала, рабочую площадку отвала, нерабочую площадь отвала, приот-косную зону рабочей площадки отвала, сформировавшийся массив отвала;

- предложена авторская классификация факторов, определяющих геодинамическое состояние нагорного отвала, дополненная следующими признаками: по характеру связи с показателем геоэкологической безопасности, по характеру ответной реакции на управляющее воздействие, по характеру зависимости с показателем геоэкологической безопасности;

- в качестве дополнительного показателя оценки критического состояния геоэкологической безопасности нагорного отвала предложен период времени до наступления критической скорости сдвиговых деформаций;

- установлены функциональные зависимости скорости вертикальных деформаций от технологических параметров отвалообразования: высоты отвала и угла наклона склона в основании.

- разработана и апробирована в производственных условиях методика проведения оперативного технологического мониторинга рабочих площадок нагорного отвала, которая предусматривает периодичность проведения инструментальных наблюдений в зависимости от соотношения фактической и критической скоростей деформаций.

Практическое значение диссертационной работы заключается в том, что полученные результаты исследований обеспечивают комплексное решение важной научно-практической задачи по оценке, прогнозированию геодинамического состояния и управлению геоэкологической безопасностью процесса отвалообразова-

ния в нагорных условиях отвала и позволяют реализовать в промышленных условиях:

- комплексную методику проведения горно-экологического мониторинга рабочих площадок нагорного отвала;

- математические модели деформационных процессов приоткосной зоны рабочих площадок нагорных отвалов;

- эффективный контроль геодинамического состояния рабочих площадок нагорного отвала.

Личный вклад автора заключается в том, что им:

- разработана основная идея и цель работы, выполнена постановка основных задач исследования;

- выполнены планирование и организация промьшленно-экспериментальных исследований;

- непосредственно и под его руководством получена совокупность экспериментальных результатов;

- выполнена обработка данных и интерпретация результатов паучно-промышленных экспериментов;

- созданы математические модели геодинамического состояния нагорного отвала для условий Дальнегорского датолитового месторождения.

Внедрение результатов работы.

Научные положения, рекомендации и методика проведения мониторинговых инструментальных наблюдений за геодинамическими сдвиговыми процессами используются в ОАО «БОР» при формировании нагорных отвалов вскрыши карьеров Дальнегорского датолитового месторождения; результаты исследований используются в ЧитГУ при чтении курса «Геомеханика». Имеются акты внедрения.

Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались, обсуждались и получили поддержку на следующих конференциях: на третьей межрегиональной научно-практической конференции «Технические науки, технологии и экономика» Чита, ЧитГУ, 2003 г.; на научном симпозиуме «Неделя горняка - 2002, 2003», Москва, 2002, 2003; на четвертой научно-технической конференции Горного института ЧитГТУ, Чита, 2003 г.; на международной конференции молодых ученых и специалистов, «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых», Москва, 2002 г.; на международном совещании «Экологические проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья» (Плаксинские чтения), Чита, 2002 г.; на международной научно-практической конференции «Человек - среда - вселенная», Иркутск, 2001 г.; на заседании геомеханической секции ВНИМИ, Ленинград, 1988 г.;

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 9 печатных работ.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений, изложенных на 182 страницах машинописного текста, включая 47 рисунков, 17 таблиц и списка литературы из 109 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Решением проблем и вопросов в области оценки состояния и прогнозирования инженерных геодинамических процессов, обоснования технологических и специальных методов воздействия на массив с целью управления геодинамическими процессами откосов бортов карьеров и отвалов занимался широкий круг ученых. Значительный вклад в изучение геодинамических процессов внесли научные разработки Г.Л. Фисенко, Э.Л. Галустьяна, А.М Мочалова, И.И. Попова, Р.П. Окато-ва, В.Н. Попова, М.А. Ревазова, М.Е. Певзнера, И.П. Иванова, О.Ю. Крячко, В.Г. Зотеева, Э.Б. Красносельского и др., основные результаты работ которых использовались автором в геоэкологических исследованиях.

Основные результаты диссертационной работы отражены в следующих защищаемых положениях.

Геоэкологическая безопасность нагорного отвала в первую очередь связана с его устойчивостью, под нарушением которой понимается возникновение в нем деформаций, превышающих допустимые значения. Основными причинами нарушения устойчивости нагорных отвалов выступает несоответствие основных технологических параметров отвала конкретным инженерно-геологическим условиям.

Выполненный в ходе исследований сравнительный анализ равнинных и нагорных отвалов, а также, авторская классификация нагорных, отвалов позволяют идентифицировать тип нагорного отвала, определять схемы его деформирования и делать обоснованный выбор способов обеспечения его геоэкологической безопасности.

С целью исследования нагорного отвала факторы, определяющие динамику его деформационных процессов, были классифицированы по ряду признаков и определены в виде микрогеодинамической системы. В структурном отношении систему «нагорный отвал» предложено разделить на следующие элементы: верхнюю площадку, рабочую площадку, массив отвала, приоткосную зону рабочей площадки, откос отвала в конечном положении, откос фронта отвала, что позволило нам рассмотреть ее деформационное поведение во времени как геодинамическое развитие системы, которое обеспечивается реакцией ее подсистем и элементов на естественное и принудительное внешнее воздействие.

Авторское представление нагорного отвала как микро-геодинамической системы, состоящей из взаимосвязанных элементов, позволили нам выделить рабочую площадку нагорного отвала в качестве предмета исследования, а ее геодинамическое состояние определить в качестве характеристики степени геоэкологической безопасности нагорного отвала.

Для идентификации нагорного отвала как системы в диссертационной работе существующая классификация геодинамических систем была дополнена следующими признаками: по характеру развития, по внутреннему состоянию, по соотношению сил.

Авторская классификация геодинамических систем представлена на рис 1.

Рис. 1. Авторская классификация геодинамических систем -

Определение типа геодинамической системы «нагорный отвал» в качестве микрогеодинамической, искусственной геологической с управляемым развитием позволило выявить факторы, оказывающие существенно влияние на состояние нагорного отвала. Дополнительными критериями классификации факторов выступили: характер связи с показателем геоэкологической безопасности, характер ответной реакции на управляющее воздействие, характер зависимости с показателем геоэкологической безопасности. Предложенная автором классификация факторов, определяющих состояние нагорного отвала, представлена на рис 2.

Рис 2. Авторская классификация факторов, определяющих состояние нагорного отвала

В настоящее время основным показателем безопасности нагорного отвала является скорость деформаций откосов, поставленных в конечное положение, достигнутая на определенный момент времени.

В результате обобщения и анализа существующих методов оценки и прогноза геодинамического состояния нагорных отвалов был сделан вывод о том, что применяемые критерии оценки не отражают в полной мере динамику деформационных процессов и реальное состояние геоэкологической безопасности нагорного отвала.

То обстоятельство, что нагорный отвал является динамической системой, послужило основанием для выдвижения в качестве критерия оценки геодинамического состояния нагорного отвала относительное изменение скорости деформаций его рабочих площадок

Формальная модель геодинамического поведения нагорного отвала представлена решением обыкновенного дифференциального уравнения первого порядка и имеет вид:

(1)

где скорость деформаций,

время,

показатель относительного изменения скорости деформаций.

Знак параметра г указывает на направление изменения скорости деформаций. Величина относительного изменения скорости деформаций служит интегральной оценкой действия факторов, определяющих геодинамическое состояние отвала на исследуемом интервале времени.

Показатель относительного изменения скорости деформаций позволил выделить четыре типа геодинамического состояния системы «нагорный отвал»: «устойчивое - равновесное» - безопасное, «неустойчивое - неравновесное - конструктивное» - условно безопасное, «неустойчивое - неравновесное - деструктивное» - условно опасное и «устойчивое - неравновесное» - опасное.

Графическое представление геодинамического поведения системы «нагорный отвал» показано на рис. 3.

На основании известного значения относительного изменения скорости сдвиговых деформаций можно определить время до наступления критической скорости сдвиговых деформаций при сложившейся тенденции геодинамических процессов, протекающих в породном массиве рабочей площадки.

Исходя из уравнения (1) расчет можно производить по формуле:

где достигнутое значение скорости деформаций;

критическая скорость.

Критическая скорость определяет предельно допустимую скорость деформаций и соответствует границе геоэкологической безопасности отвала. Превышение критического значения скорости деформаций приводит систему «нагорный отвал» в опасное состояние. В результате этого происходит обрушение отвала.

Откос находится на фронте отвала

¿^.Влияние негативных факторов отсутствует. Отвал находите* • «устойчивом равновесном»

- безопасном состоянии. И« нуждается в управлении.

2. Наблюдаете» снижен«« влияния негативных факторов. Отвал находится я «неустойчивом -неравновесном - конструктивном»

- условно безопасном состоянии. На управление реагирует.

¿.Наблюдается пассивный рост воздействия негативных факторов. Отвал находится в «неустойчивом * неравновесном - деструктивном»

На управление реагирует.

4. Наблюдается активный рост влияния негативных - оползневых факторов. Отвал находится в «устойчивом -

На управление не реагирует.

Откос находится в конечном положении ^ вне фронта отвала и рабочей площадки

1. Влияние опасных факторов отсутствует. Отвал находите* < «устойчивом -равновесном» - безопасном состоянии.

2. Наблюдается воздействие оползневых факторов.

Отвал находится в «неустойчивой -неравновесном деструктивном» -условно опасном состоянии.

Рис. 3. Графическое представление геодинамического поведения системы -

«нагорный отвал»

Правильность выбора критерия оценки геодинамического состояния нагорного отвала и определения типов состояния подтвердились в ходе долговременного промышленного эксперимента, проведенного в процессе отсыпки нагорного отвала № 3 Дальнегорского датолитового месторождения. Характеристики геодинамического поведения нагорного отвала № з Дальнегорского датолитового месторождения представлены в табл. 1.

В промышленном эксперименте нами было зафиксировано «устойчиво - неравновесное» геодинамическое состояние отвала, при котором скорости деформаций росли с ускорением. В процессе наблюдения за деформациями с помощью уравнения (1) при каждом текущем пополнении данными инструментальных наблюдений уточнялась результирующая тенденция геодинамического процесса в массиве, и по уравнению (2) определялся прогнозный срок наступления критического состояния, это позволяло адекватно оценивать состояние геоэкологической безопасности нагорного отвала и выполнить упреждающее управляющее воздействие.

_Таблица 1

Тип reo динамического состояния отвала Среднее значение скорости верт. деформ Ув, см/сут Показатель относительного изменения скорости верт. деформ. г, % Тип геоэкологической безопасности

«Устойчивое - равновесное» 5,5 «-» «+» от 0,1 доЗ безопасное

«Неустойчивое -неравновесное - конструктивное» 18 «-» от 3 до5 условно безопасное

«Неустойчивое - неравновесное - деструктивное» 27 «+» от 3 до 5 условно опасное

«Устойчивое - неравновесное» >30 рост с ускорением ~ 1 см/сут2 «+» от 5 до 8 опасное

Максимальное значение скорости оседания, составило - 42 см/сут. Ему предшествовал продолжительный однородный оползневой процесс, который контролировался в течение 30 суток. За этот период прирост скорости деформаций по абсолютному значению составил 38,4 см/сут, (от 4 до 42 см/сут) при средних темпах прироста скорости ~ 1 см/сут.

Результаты исследований показали, что численное значение показателя относительного изменения скорости г находилось в диапазоне 5 — 8 % со знаком "+". Это свидетельствовало об активной стадии динамического поведения отвала и о преобладании в массиве опасных сдвиговых деформаций деструктивного характера. Аппроксимированная экспоненциальная кривая, описывающая динамику зафиксированного оползневого процесса, представлена на рис. 4.

Рис. 4. График динамики скорости вертикальных деформаций в «устойчиво - неравновесном» состоянии отвала

Экспериментально было подтверждено, что до достижепия скорости деформаций 30 см/сут отвал находился в «неустойчивом - неравновесном - деструктивном» состоянии, которое было определено, как условно опасное. Работы по отва-лообразованию в таких условиях были направлены на ликвидацию деструктивной тенденции. При скорости деформаций выше 30 см/сут отвал перешел в «устойчивое - неравновесное» геодинамическое состояние, которое было определено как опасное. Работы по отвалообразованию в таких условиях приостанавливались. В этом состоянии на поверхности рабочей площадки отвала происходило оконтури-вание оползневого массива замкнутыми трещинами, среди которых можно было выделить основную трещину - трещину отрыва.

Таким образом, величина относительного изменения скорости деформаций рабочей площадки нагорного отвала позволила объективно оценить геодинамическое состояние нагорного отвала и отследить переход от одного типа геоэкологической безопасности к другому. А это, в свою очередь, послужило основой оценки необходимости управляющих воздействий на систему «нагорный отвал».

Принадлежность системы «нагорный отвал» к геодинамическим системам обусловлена тем, что ее состояние в настоящий момент времени является определяющим фактором состояния отвала в последующий период времени.

Управление геоэкологической безопасностью нагорного отвала осуществлялось под контролем с использованием мониторинговых инструментальных наблюдений приоткосной зоны рабочих площадок отвала. Основой выбора методов послужила зависимость геодинамического состояния отвала от факторов, его определяющих. Управляющие воздействия были обусловлены целью недопущения перехода геоэкологического состояния за границу безопасности.

По данным натурных инструментальных наблюдений за деформациями рабочей площадки нагорного отвала № 3 Дальнегорского датолитового месторождения были созданы математически модели геодинамического проведения отвала на разных этапах его отсыпки.

На первом этапе отсыпки основным фактором, определяющим динамику скорости деформаций, выступила высота отвала, которая в начале этапа составляла 40 ми достигла 130 м к его завершению. Фронт отвала подвигался вкрест простирания склона, угол наклона которого составлял 35,8°. Функциональная зависимость скорости вертикальных деформаций от высоты отсыпки имела вид:

где скорость вертикальных сдвиговых деформаций; высота отвала.

Уравнение функциональной зависимости указывает на прямую связь скорости деформаций отвала с высотой отсыпки отвала.

В процессе отсыпки при высоте отсыпки 130 м была достигнута критическая скорость вертикальных деформаций рабочей площадки 30 см/сут. Характеристики отвала № 3 на первом этапе отсыпки представлены на рис. 5.

Рис. 5. Характеристики отвала № 3 на первом этапе отсыпки

В качестве управляющего воздействия на геодинамическое состояние отвала была использована приостановка горных работ. На основании прогноза оползневой опасности при продвижении отвала вкрест простирания на новых участках, был сделан вывод о том, что дальнейшее сохранение направления подвигания отсыпки отвала, приведёт к повторению опасных оползневых проявлений.

Прогнозный анализ факторов, определяющих поведение отвала, и выполненная оценка вариантов технологических воздействие позволили выбрать и выполнить последующее управляющее технологическое решение.

На втором этапе была поставлена задача изменения влияния высоты отсыпки на скорость деформаций рабочей площадки. В качестве технологического метода управляющего воздействия на геодинамическое состояние отвала выступило изменение направления подвигания фронта отвала по простиранию склона.

Характеристики отвала №3 на втором этапе отсыпки представлены на рис. 6.

Основными факторами, определяющими динамику скорости, выступили высота отвала и угол наклон склона, при этом в течение второго этапа высота снизилась от 130 м до 90 м, угол наклона склона уменьшился от 35,8° до 29,8°. Функциональная зависимость скорости вертикальных деформаций от угла наклона склона и высоты отсыпки имела вид:

Ув = 0,01470 - 18,672Н0 - 0,111,

(4)

где скорость вертикальных сдвиговых деформаций; высота отвала; угол наклона склона.

Рис. 6. Характеристики второго этапа отсыпки отвала № 3

Уравнение функциональной зависимости указывает на прямую связь скорости деформаций отвала с высотой отсыпки и углом наклона склона, а это значит, что при снижении этих показателей скорость снижается. Это свидетельствует о том, что реализация управляющего воздействия достигла положительного результата. На втором этапе отвал перешел из опасного состояния в условно-опасное, а затем в условно-безопасное состояние.

Выполненный на основе выявленных зависимостей прогноз возможных скоростей вертикальных деформаций при заданных технологических параметрах позволил определить момент для изменения технологии отсыпки. Значение высоты отсыпки, при котором скорости вертикальных-деформаций рабочей площадки не превысят критических значений - 30 см/сут., составило 90 м. Это значение высоты, как технологического параметра отвалообразования, было принято в качестве целевого, при принятии решения об изменении направления подвигания отвала -вкрест простирания склона. Таким образом, был осуществлен переход к третьему этапу формирования отвала, характеристики которого представлены на рис. 7.

На третьем и четвертом этапах скорость вертикальных деформаций практически не изменялась, это позволило сделать вывод о том, что геодинамическое состояние отвала не зависело от параметров отвалообразования..

Характеристики третьего и четвертого этапа отсыпки представлены на рис. 7

и8.

Использование приемов управляющего технологического воздействия в виде изменения параметров отвала, изменения направления фронта работ по отношению к склону, регулирования темпов подвигания фронта отвала, подтвердили надежность их применения при направленном их воздействии на исключение или ограничение негативного влияния факторов, оказывающих в настоящий момент времени наиболее интенсивное воздействие на состояние системы.

Рис. 8. Характеристики четвертого этапа отсыпки отвала № 3

Таким образом, в процессе исследования были установлены функциональные зависимости скорости вертикальных деформаций от параметров отвалообразо-вания. В частности,от высоты отсыпки отвала и угла наклона склона. Установлен-

ные зависимости позволили определить объект управляющих воздействий и сделать обоснованный выбор методов технологического управления геоэкологической безопасностью нагорного отвала.

Правильность выбора подтвердилась положительными результатами промышленного эксперимента, в результате которого в процессе отсыпки отвал № 3 поэтапно был переведен из опасного в безопасное состояние. Тем самым была обеспечена его геоэкологическая безопасность.

3. Предложена комплексная методика горно-экологического мониторинга нагорного отвала, которая предполагает оценку текущего состояния геоэкологической безопасности нагорного отвала, прогноз его развития, выбор методов управляющих технологических воздействий и оценку их результативности. Комплексная методика включает в себя три элемента: методику оценки текущего состояния геоэкологической безопасности, методику прогнозирования геодинамического состояния и методику технологического управления геоэкологической безопасностью нагорного отвала

В основе комплексной методики горно-экологического мониторинга нагорного отвала лежат следующие принципы: взаимодействия с технологией отвалооб-разования; оперативности; непрерывности; объективности; адаптивность; целевой направленности на обеспечение геоэкологической безопасности. Схема комплексной методики представлена на рис. 9

Комплексная методика горно-экологического мониторинга нагорного отвала

1 1

Методика оценки текущего состояния геоэкологической безопасности Методика прогнозирования геодинамического состояния Методика технологического управления геоэкологической безопасностью

Рис. 9. Схема комплексной методики горно-экологического мониторинга нагорного отвала

Методика оценки текущего состояния геоэкологической безопасности предусматривает следующий состав и порядок выполнения работ.

1. Выделение системы «нагорный отвал» из окружающей среды Выделение системы «нагорный отвал» из окружающей среды и декомпозиция ее на элементы производится с целью определения источника опасности и объекта управляющих воздействий при обеспечении безопасности системы «нагорный отвал» в процессе отвалообразования.

Основным критерием выделения системы «нагорный отвал» из окружающей среды является ее функциональное назначение по размещению вскрышных пород.

На этом этапе производится структуризация системы «нагорный отвал» по элементам. В составе системы выделяются шесть элементов: верхняя площадка, рабочая площадка, массив отвала, приоткосная зона рабочей площадки, откос от-

вала в конечном положении, откос фронта отвала. В качестве критерия выделения элементов системы выступают: свойства отвального массива; пространственное расположение частей отвала, обладающих различными свойствами и их функциональное назначение.

2. Мониторинговые наблюдения за состоянием геоэкологической безопасности отвала

Целью наблюдений является предупреждение оползней.

Мониторинговые наблюдения имеют постоянный характер в процессе отсыпки отвала. Применяется два типа мониторинговых наблюдений: инструментальные и неинструментальные.

Объектами инструментальных наблюдений являются изменяющиеся во времени: пространственное геометрическое положение отвала, деформации на рабочих площадках и откосах поставленных в конечное положение, рельеф склона в основание отвала.

К объектам неинструментальных наблюдений относятся: климатические условия, сейсмичность и т.д.

Инструментальные наблюдения за деформациями контуров структурных элементов системы «нагорный отвал» выполняются по реперам наблюдательных станций в существующем порядке:

- на рабочей площадке отвала с помощью подвижных наблюдательных станций;

- на откосах отвала, поставленных в конечное положение, с помощью стационарных наблюдательных станций.

Типовая наблюдательная станция состоит из опорного репера, закладываемого в склоновой части массива, не подверженного сдвиговым деформациям, и рабочих реперов, расположенных на бровке откоса отвала.

Л * - (а) опорный репер

7 - (6) рабочий репер передвижной станции 1. Рабочая площадка опала I - (6) рабочий репер стационарной станции

Рис. 10. Наблюдательная станция пагорного отвала

Методика инструментальных наблюдений нагорного отвала и его элементов выбирается в зависимости от текущего состояния геоэкологической безопасности нагорного отвала.

Порядок проведения инструментальных наблюдений представлен в табл. 2.

Порядок инструментальных наблюдений нагорного отвала _Таблица 2

Тип

наблюдений

Обмет наблюдений

Цель наблюдений

Тип наблюдений, наблюдательная станция

Режим и виды наблюдений

Оперативный

В составе технологии отвал ооб-разования.

Коняругаш наблюдательной стаяцииипро-грамма наблюдений регулиру-ютсав соответствие с технологией

отв&лообразо-

Рабачие площадка опиат

Приоткосная зона фронта отсылки, под-

актавным

техногенным

воздействием.

1. Оперативный контроль ¿годинами ческога состояния, идентификация I выявление опасных тенденций процессов деформировали».

3. Прогноз геодинамического состояния

2. Принятие управленчестве решений.

3 Контроль резуяь-талиишгаяа технологических управленческих воздействий.

Инструментальные наблюдения

Геометрическое нивелирование по репера и наблюдательных станций. Подвижный

Рабочие репера расположены в пртлхосной зоне рабочей площад ки опала.

Опорные репера располагают- инг зоны лефорни-рования.

Рабочие репера перемещают вслед за фронтом отвала путем периодической их перезакладш, в соответствие с режимом ка&подений.

Непрерывные • Серийные

Непрерывные наблюдения -регулярные, одиночные наблюдения через определенный промежуток времени.

Серийные наблюдения - регулярны е наблюдения сериями (минимум три наблюдения подряд)

Интервал времени между регулярными наблюдениями и сериями наблюдений выбирают в соответствии с результатами последней серии на-бяюдекий,-

В соответствие с выявленной тенденцией динамики процесса деформирования - состоянием экологической безопасности отвала.

Фоновый

В составе технологии отвал ооб-разования.

Наблюдательные станции стационарные. Программа наблюдений установленная.

Сформированный отвал

Приоткосная зона ранее сформированного опала, находящаяся вне техногенного воздействия.

1. Фоновый КОН'

«уши, идентификация и

выявление опасных тенденций процессов деформирования.

2. Контроль рауль-тапшеноепш долговременных управленческих воздействий.

Инструментальные наблюдения -

Геометрическое нивелирование по реперам наблюдательных станций -Стационарный

Рабочие репера располагают с через 50 -100 м по бровке ранее сформированного опала. В случае активизации оползневого процесса выполняют заклад ку дополнительных реперов на верхней площадке для выявления границ оползневого учаспа.

Опорные репера располагают вне зоны деформирования.

Периодически* Экспертные

При затухающем процессе деформирования наблюдения периодические. Промежуток времени между периодическими наблюде-

фихсарованный (от 1 до 6 месяцев).

В случае активизации оползневого процесса выполняют экспертные наблюдения, по результатам которых устанавливают режим непрерывных оперативных наблюдений.

Промежуток времени между наблюдениями в экспертной серии корректируют в зависимости от выявленной динамики оползневого процесса.

В качестве метода наблюдения за деформациями используется геометрическое нивелирование по реперам. Пространственное положение контуров отвала определяется геодезическими методами.

В соответствие с решаемыми задачами горно-экологического мониторинга нагорного отвала, наблюдения разделяют по типу объекта наблюдения (элемента отвала) и активности техногенного воздействия на оперативные и фоновые наблюдения.

В зависимости от режима наблюдений выделяют следующие виды мониторинговых наблюдений: непрерывные, серийные, экспертные.

Инструментальные наблюдения за деформациями выполняют с периодичностью, определенной в зависимости от состояния геоэкологической безопасности и текущего значения скорости вертикальных деформаций по отношению к критической скорости.

Предложенная периодичность выполнения инструментальных наблюдений нагорного отвала представлена в табл. 3.

Периодичность проведения инструментальных наблюдений

на рабочей площадке нагорного отвала _______Таблица_3

Состояние отвала Текущая скорость вертикальных деформаций V, (см/сут) Интервал наблюдения, сут.

Безопасное (устойчивое - равновесное) V, 5 3 % У^, 30

3 %Уф,т<У,:> 15%^ 7

Условно безопасное • (неустойчивое - неравновесное - конструктивное) Условно опасное (неустойчивое - неравновесное - деструктивное) 15%укр,<у, 30%^, 4

30 % < V, 5 60 % к^ 1

60%Кр.<У, ежедневно

Опасное (устойчивое - неравновесное) Уе Укушш дистанционно ежедневно

Итогом проведения второго этапа является получение исходных данных для оценки геоэкологической безопасности нагорного отвала.

3. Обработкарезультатов наблюдений

Целью обработки результатов наблюдений является получение динамической информации о системе «нагорный отвал» в графическом и аналитическом виде.

В результате обработки инструментальных наблюдений составляются динамические ряды:

- скорости вертикальных деформаций по реперам наблюдательных станций;

- показателя относительного изменения скорости деформаций по реперам наблюдательных станций;

- топографических моделей отвала с расположением наблюдаемых реперов и склона в основании отвала.

Результатом этапа обработки наблюдений является, формирование геоинформационной системы (ТИС), которая объединяет тематические поэлементные потоки данных в единую систему географических данных об объекте. Гис объединяет в себе мониторинговые данные о пространственном положении отвала с данными о климатических и прочих условиях.

На основе ГИС осуществляется комплексная оценка состояния геоэкологической опасности объекта в целом и поэлементно.

4. Построение формальной модели динамического поведения отвала

Формальная модель строится с целью выявления общей тенденции изменения состояния геоэкологической безопасности нагорного отвала.

Информационной базой модели являются динамические ряды скорости вертикальных деформаций рабочих площадок отвала. Формальная модель геодинамического поведения нагорного отвала представлена решением обыкновенного дифференциального уравнения первого порядка и имеет вид (1).

5. Оценки ткущего состояния геоэкологической безопасности отвала

По результатам моделирования динамического поведения производится оценка геодинамического состояния нагорного отвала. Устанавливается тип состояния геоэкологической безопасности отвала (таблица 1).

Методика прогнозирования состояния геоэкологической безопасности нагорного отвала предусматривает следующий состав и порядок выполнения работ.

1. Краткосрочное прогнозирование

Критерием краткосрочности прогноза выступает период времени до следующего инструментального наблюдения.

По текущему значению и относительному изменению скорости вертикальных деформаций выявляется краткосрочная тенденция геодинамического поведения отвала и изменение геоэкологической безопасности отвала.

В результате краткосрочного прогнозирования определяется возможность продолжения безопасного ведения горных работ на рабочей площадке в ближайшей перспективе.

2 Прогнозирование геоэкологической опасности нагорного отвала

Критерием наступления опасного состояния отвала является достижение критического значения скорости вертикальных деформаций.

В результате прогноза определяется период времени до достижения критической скорости деформаций (2).

Прогноз позволяет оценить возможность принятия управленческих решений по обеспечению геоэкологической безопасности отвала.

3. Выявление природных и технологических факторов, влияющих на геоди' намическое состояние отвала

Цель данного этапа состоит в формировании информационной базы для выявления объекта управляющих воздействий.

По результатам наблюдений методом корреляционного анализа определяется совокупность факторов, оказывающих воздействие на скорость вертикальных деформаций рабочей площадки.

4. Определение функциональных зависимостей скорости вертикальных деформаций отвала от воздействующих на нее факторов

Цель этапа состоит в формировании информационной базы для определения интенсивности управляющих воздействий на состояние отвала.

Методом регрессионного анализа строятся формальные модели состояния геоэкологической безопасности отвала, которые отражают функциональные зависимости скорости вертикальных деформаций рабочих площадок отвала от природных и технологических факторов.

Делается проверка адекватности полученных моделей.

5. Прогноз динамики факторов, определяющих состояние геоэкологической безопасности нагорного отвала

Цель проведения данного этапа состоит в формировании информационной база для долгосрочного прогноза состояния геоэкологической безопасности нагорного отвала.

Прогноз изменения технологических факторов осуществляется на основе календарного плана горных работ и топографической модели рельефа местности. Прогноз изменения климатических факторов производится на основе данных синоптических служб.

6. Долгосрочное прогнозирование состояния геоэкологической безопасности нагорного отвала

На основе полученной формальной модели и прогноза изменения факторов, влияющих на состояние отвала, определяется динамика скорости вертикальных деформаций и тип состояния геоэкологической безопасности нагорного отвала на планируемый период времени.

Предлагаем включить в состав горно-экологического мониторинга нагорного отвала следующие элементы: инструментальный мониторинг, геоинформационную систему и систему управления. Модель системы горно-экологического мониторинга нагорного отвала представлена на рис. 11.

Рис. 4.1. Модель горно-экологического мониторинга нагорного отвала

Методика управления геоэкологической безопасностью нагорного отвала предусматривает следующий состав и порядок выполнения работ.

/. Обоснование необходимости управляющих воздействий

Критерием, необходимости управляющих воздействий выступает период времени до достижения критического значения скорости вертикальных деформаций. В результате данного этапа определяется момент начала управляющих воздействий.

2. Определение объектовуправляющих воздействий

По результатам корреляционного анализа выявляются факторы, которые оказывают наибольшее влияние на геоэкологическую безопасность нагорного отвала. Они же и выступают в качестве объектов управляющих воздействий.

3. Выбор методов управляющих воздействий

По результатам регрессионного анализа оценивается характер влияния факторов на состояния геоэкологической безопасности нагорного отвала. В соответствие с этим делается выбор в пользу того или иного метода управляющих воздействий.

4. Реализация методов управляющих воздействий

Инструментом реализации методов управляющих воздействий является технология отвалообразования. На этом этапе осуществляется изменение технологии и организации процесса отвалообразования в соответствие с выбранным методом управляющего воздействия.

5. Оценка реакции системы «нагорный отвал» науправляющее воздействие

На этом этапе производится сравнение значений показателей геодинамического состояния рабочей площадки, достигнутых после оказания управляющих воздействий со значениями до воздействий. В итоге выявляется тенденция изменения состояния геоэкологической безопасности отвала.

На основе достигнутых результатов определяется экономический эффект.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой на основании выполненных автором исследований содержится решение актуальной научно-производственной задачи, связанной с обеспечением безопасности процесса отвалообразования в нагорных условиях путем технологического управления геоэкологической безопасностью нагорных отвалов на основе оценки и прогнозирования геодинамического состояния рабочих площадок. Работа имеет существенное значение для открытых разработок рудных месторождений, при формировании отвалов вскрыши на склонах.

Основные результаты и выводы, работы заключаются в следующем:

1. На основе системных методов исследования рабочая площадка нагорного отвала определена в качестве предмета изучения, а ее геодинамическое состояние в качестве характеристики степени геоэкологической безопасности нагорного отвала.

2. Дополнена классификация геодинамических систем следующими признаками: характер развития, внутреннее состояние, соотношением сил, действующих на систему. Это в свою очередь позволило выявить факторы, определяющие состояние нагорного отвала и природу их возникновения. Дополнительными критериями классификации факторов выступили: характер связи с показателем геоэкологической безопасности, характер ответной реакции на управляющее воздействие, характер зависимости с показателем геоэкологической безопасности.

3. Обоснован критерий количественной оценки геодинамического состояния нагорного отвала - относительное изменение скорости сдвиговых деформаций приоткосной зоны рабочей площадки отвала. Дополнительным показателем оценки степени опасности состояния предложен период времени до достижения критиче-

ской скорости сдвиговых деформаций Предложенные критерии позволяют оценить степень геоэкологической безопасности нагорного отвала, прогнозировать ее динамику. Правильность выбора критериев оценки геодинамического состояния нагорного отвала подтвердилось в ходе долговременного промышленного эксперимента на отвале № 3 Дальнегорского датолитового месторождения.

4. По данным натурных инструментальных наблюдений за деформациями рабочей площадки нагорного отвала были созданы математически модели геодинамического проведения отвала на разных этапах отсыпки. Адекватность моделей подтверждена соответствием расчетных значений результатам натурных наблюдений, и соблюдением условий Гаусса-Маркова и Фишера с 90% доверительной вероятностью.

5. Установлены функциональные зависимости скорости вертикальных деформаций от параметров отвалообразования. В частности, от высоты отсыпки отвала и от угла наклона склона при подвигании фронта отвала вкрест простирания и по простиранию склона. Установленные зависимости позволили определить объект управляющих воздействий и сделать обоснованный выбор методов технологического управления геоэкологической безопасностью нагорного отвала. Правильность выбора подтвердилась положительными результатами промышленного эксперимента, в результате которого, в процессе отсыпки отвал № 3 поэтапно был переведен из опасного в безопасное геоэкологическое состояние.

6. В ходе промышленного эксперимента для горнотехнических условий Дальнегорского датолитового месторождения установлено критическое значение скорости вертикальных деформаций отвалов на склонах, 30 см/сут.

7. На основе полученных результатов теоретических и опытно-промьшленных исследований и обобщения данных, имеющихся в научной литературе, предложена комплексная методика горно-экологического мониторинга нагорного отвала, включающая в себя три элемента: методику оценки текущего состояния геоэкологической безопасности, методику прогнозирования геодинамического состояния и методику технологического управления геоэкологической безопасностью нагорного отвала. В ходе промышленной апробации комплексной методики горно-экологического мониторипга нагорного отвала подтвердились падеж-ность и эффективность предложенных способов контроля и управления геоэкологической безопасностью нагорного отвала.

8. Экономический эффект от применения результатов диссертационного исследования при отсыпке отвала № 3 Дальнегорского датолитового месторождения составил 906,3 тыс. руб.

Подводя итог проведенным исследованиям, следует отметить, что посредством реализации методологических принципов исследования нами были решены поставленные задачи и достигнута конечная цель диссертационной работы - разработки методов оценки и прогнозирования геодинамического состояния рабочих площадок нагорных отвалов и обоснования технологических приемов управления геоэкологической безопасностью нагорного отвалообразования.

Основные положения диссертации изложены в следующих опубликованных работах:

1. Гильфанов М.Р. Собственная сейсмичность геотехногенного объекта как информативный показатель состояния микро-геодинамической системы // Горн. информ.-аналит. бкж. - М.: Изд-во МГГУ, 2003. - № 11 - С. 108-112.

2. Гильфанов М.Р. Технологическое управление устойчивостью // Сб. Третья меясрегиональная научно-практическая конференция (материалы конференции) Часть I - Чита.: Издательство ЧитГУ, 2003. - С. 21-24.

3. Бабелло В.А., Овешников Ю.М., Гильфанов М.Р., Галинов В.Ю. Оценка влияния неупорядоченной отсыпки отвальных пород на устойчивость отвала "Восточный" угольного разреза «Уртуйский» // Горн, информ.-аналит. бюл. - М: Изд-во МГГУ, 2003. - № 9 - С. 198 - 201.

4. Гильфанов М.Р., Галинов В.Ю Проявление плывунных явлений в прибор-товом массиве Уртуйского буроугольного месторождения // Сб. Четвертая научно-техническая конференция Горного института (материалы конференции) Часть 3 -Чита: Издательство ЧитГТУ, 2003. - С.7-8.

5. Гильфанов М.Р. Классификация факторов определяющих состояние микро - геодинамических систем // Горн, информ.-аналит. бюл. - М.: Изд-во МГГУ, 2002. -№10-С. 61-62.

6. Гильфанов М.Р. Динамическое поведение отвала в условиях предельно-устойчивого состояния // Экологические проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья (Плаксинские чтения): Труды международного совещания. - Чита: ЧитГТУ, 2002. - С. 47-52.

7. Гильфанов М.Р. Критерий оценки гсомеханического состояния отвального массива // Сб. Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых - М.: Издательство ИПКОН РАН, 2002. - С. 40-41.

8. Gilfanov M.R. The system approach to the geodinamic objects selection of nature consumption // «Human - Environment - Universe» - Irkutsk, 2001. - P. 215.

9. Галустьян Э.Л., Гильфанов М.Р. Определение интенсивности отсыпки нагорных отвалов по наблюдаемым деформациям приоткосной зоны // Сб «Совершенствование методов маркшейдерского и гидрогеологического обеспечения горнодобывающих предприятий». Ленинград.: Издательство ВНИМИ, 1989. - С. 95101.

Лицензия ЛР № 020525 от 02.06.97 г. Сдано в производство 12.10.2004 г.

Уч.-изд. л. 1 Усл. печ. л. 1

Тираж 100 экз. Заказ № V

Читинский государственный технический университет 672039, Чита, ул. Александро-Заводская, 30

РИКЧитГУ

3!- 59 98

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Гильфанов, Марат Рафаэльевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НАГОРНОГО ОТВАЛА

1.1. Изученность проблемы.

1.2. Нагорный отвал и его особенности.

1.3. Методы оценки геоэкологической безопасности нагорных отвалов.

1.4. Управление геоэкологической безопасностью нагорных отвалов.

1.5. Выводы.

Глава 2. МОДЕЛЬ ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ

НАГОРНОГО ОТВАЛА

2.1. Нагорный отвал как микрогеодинамическая система.

2.2. Модель геодинамического поведения системы «нагорный отвал»

2.3. Управления геодинамическим поведением нагорного отвала.

2.4. Выводы.

Глава 3. ПРОМЫШЛЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ОЦЕНКЕ, ПРОГНОЗУ И УПРАВЛЕНИЮ СОСТОЯНИЕМ

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НАГОРНОГО ОТВАЛА

3.1 . Оценка и прогноз состояния геоэкологической безопасности нагорного отвала Дальнегорского датолитового месторождения

3.2 . Технологическое управление геоэкологической безопасностью нагорного отвала Дальнегорского датолитового месторождения

3.3 Выводы.

Глава 4. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ГОРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО

МОНИТОРИНГА НАГОРНЫХ ОТВАЛОВ.

4.1 . Положение горно-экологического мониторинга в составе Единой государственной системы экологического мониторинга.

4.2 . Горно-экологический мониторинг нагорных отвалов.

4.3. Система инструментальных наблюдений.

4.4 Расчет экономической эффективности.

4.5 Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геодинамическая оценка, прогнозирование и управление состоянием геоэкологической безопасности нагорных отвалов"

Активная производственная деятельность человека в верхних частях литосферы вносит существенный дисбаланс в экологическое равновесие биосферы Земли. С каждым годом возрастает интенсивность техногенного воздействия на литосферу, значительную долю которого составляют открытые горные работы. Все чаще в разработку вовлекаются новые крупные месторождения. В частности в Забайкалье наиболее перспективные месторождения расположены в северной части региона в условиях гористого рельефа местности. К ним относятся такие крупнейшие месторождения полезных ископаемых как Удоканское медное, Чинейское титано-ванадиево-магнетитовое, разработка которых может привести к существенной трансформации окружающей природной среды в регионе. Горные работы в таких условиях необходимо вести с обязательным экологическим сопровождением, которое включает в себя оценку и прогнозирование геодинамического состояния нагорных отвалов с целью выявления и предупреждения опасных оползневых процессов и явлений.

С точки зрения оценки воздействия на окружающую среду оползневые процессы, связанные с техногенной деятельностью человека, входят в состав объектов эколого-гсодинамичсского наблюдения. В числе методов исследования наиболее важное место занимает горно-экологический мониторинг, являющийся составной частью мониторинга окружающей природной среды.[1,

2,4]

Известно, что существует проблема обеспечения геоэкологической безопасности промышленных отвалов на наклонном основании, в связи с проявлениями в таких условиях опасных экзогенных геологических процессов — деформаций, обрушений и оползней.

Острота и актуальность проблемы обеспечения геоэкологической безопасности при размещении отходов вскрыши в гористой местности значительно повышается в связи с увеличением крутизны склонов и высоты отсыпки. При этом решается двойственная задача. С одной стороны, необходимо обеспечить геоэкологическую безопасность в процессе отвалообразова-ния. С другой стороны - эффективное функционирование нагорного отвала.

Проблема обеспечения геоэкологической безопасности наиболее остро стоит на рабочих площадках нагорных отвалов, в местах непосредственной работы горного оборудования и персонала.

При этом следует отметить, что существующие критерии оценки степени опасности оползневых процессов не позволяют дать объективную количественную оценку геодинамического состояния отвала и выполнить прогноз его изменения. А следовательно, не позволяют сделать обоснованный выбор управляющих воздействий по обеспечению геоэкологической безопасности и порядка их реализации.

Актуальность данной темы обусловлена тем, что проблема выбора мероприятий по обеспечению геоэкологической безопасности отвалообразова-ния в нагорных условиях, порядка их применения и оценки эффективности в настоящее время не имеет достаточной теоретической и практической проработки.

Таким образом, с одной стороны актуальность проблемы с другой стороны ее относительная неразработанность определили выбор темы исследования.

Объект исследования.

Объектом исследования являются нагорные отвалы вскрышных пород.

Предмет исследования.

Деформационные процессы, протекающие в приоткосной зоне рабочей площадки нагорного отвала.

Задачи исследования.

Для достижения цели были поставленные следующие задачи:

1. обобщить и проанализировать существующие методы оценки и прогноза геодинамического состояния нагорных отвалов и способы управления геоэкологической безопасностью процесса отвалообра-зования в нагорных условиях;

2. определить количественные показатели для оценки геодинамического состояния и прогноза опасности оползневых процессов на рабочих площадках нагорных отвалов;

3. выделить и систематизировать факторы, определяющие геодинамическое состояние нагорного отвала и исследовать их влияние на геоэкологическую безопасность отвалообразования;

4. создать математическую модель геодинамического поведения нагорного отвала и подтвердить ее адекватность промышленным экспериментом;

5. разработать методику горно-экологического мониторинга состояния рабочих площадок нагорного отвала;

6. разработать методы управления геоэкологической безопасностью отвалообразования в нагорных условиях.

Идея работы.

Выбор методов управления состоянием геоэкологической безопасности нагорных отвалов должен осуществляться на основе функциональной зависимости показателя геодинамического состояния рабочих площадок от технологических параметров отвалообразования.

В качестве критериев оценки состояния геоэкологической безопасности необходимо использовать величину и направление относительного изменения скорости сдвиговых деформаций приоткосной зоны отвала и длительность периода деформирования до достижения критического значения скорости сдвиговых деформаций.

Методы исследования. Обобщение опыта отвалообразования в нагорных условиях, отраженного в научных трудах отечественных и зарубежных исследователей; патентный поиск; натурные инструментальные наблюдения; системный анализ; классификация; математическая статистика и обработка экспериментальных данных с применением ПЭВМ; математическое моделирование; промышленный эксперимент.

Положения научной новизны, выносимые на защиту:

1. Критерием оценки состояния геоэкологической безопасности нагорных отвалов выступает относительное изменение скорости сдвиговых деформаций приоткосной зоны их рабочих площадок. Данный критерий позволяет определить период времени до достижения критической скорости сдвиговых деформаций и начало оползневого процесса.

2. Скорость сдвиговых деформаций приоткосной зоны нагорного отвала имеет функциональную зависимость от высоты отсыпки отвала при подвигании отвала вкрест простирания склона и от высоты и угла наклона склона при подвигании фронта отвала по простиранию. Уравнение функциональной зависимости позволяет прогнозировать состояние геоэкологической безопасности нагорного отвала и делать обоснованный выбор методов управления.

3. Горно-экологический мониторинг нагорного отвала может быть дополнен постоянными инструментальными наблюдениями приоткосной зоны рабочих площадок, выполняемыми с периодичностью, определяемой по соотношению фактической и критической скоростей деформаций, и включен в структуру технологии отвалообразования в качестве элемента технологической системы. Это позволит обеспечить достоверность оценки и прогноза геодинамического состояния отвала и выполнить эффективное управляющее воздействие, направленное на обеспечение геоэкологической безопасности.

Научная значимость работы заключается в том, что:

- обоснован критерий оценки геодинамического состояния нагорного отвала — относительное изменение скорости сдвиговых деформаций приоткосной зоны рабочей площадки отвала. Данный критерий позволяет количественно оценить степень геоэкологической безопасности нагорного отвала и прогнозировать ее динамику;

- выявлены четыре основных типа геодинамического состояния нагорного отвала: «устойчивое - равновесное» - безопасное, «неустойчивое — неравновесное - конструктивное» - условно безопасное, «неустойчивое — неравновесное — деструктивное» - условно опасное и «устойчивое - неравновесное» - опасное. Для каждого типа состояния определен характер динамики скорости вертикальных сдвиговых деформаций;

- предложена авторская структура системы «нагорный отвал», состоящая их трех основных элементов: откоса отвала, верхней площадки и собственно отвального массив, каждый из которых включает в себя подэлементы: откос рабочей площадки, откос нерабочего отвала, рабочую площадку отвала, нерабочую площадь отвала, приоткосную зону рабочей площадки отвала, сформировавшийся массив отвала;

- методику проведения горно-экологического мониторинга рабочих площадок нагорного отвала; t

- математические модели деформационных процессов приоткосной зоны рабочих площадок нагорных отвалов;

- эффективный контроль геодинамического состояния рабочих площадок нагорного отвала.

Личный вклад автора заключается в том, что им:

- разработана основная идея и цель работы, выполнена постановка основных задач исследования;

- выполнены планирование и организация промышленно-экспериментальных исследований;

- непосредственно и под его руководством получена совокупность экспериментальных результатов;

- выполнена обработка данных и интерпретация результатов научно-промышленных экспериментов;

Внедрение результатов работы.

Научные положения, рекомендации и методики используются в ОАО «БОР» при формировании нагорных отвалов вскрыши карьеров Дальнегорского датолитового месторождения; методика проведения мониторинговых инструментальных наблюдений за геодинамическими сдвиговыми процессами использовалась при исследовании устойчивости горно-технологических объектов Уртуйского буроугольного разреза на АООТ «ПГТГХО»; результаты исследований используются в ЧитГУ при чтении курса «Геомеханика». Имеются акты внедрения.

Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались, обсуждались и получили поддержку на следующих конференциях: на третьей межрегиональной научно-практической конференции «Технические науки, технологии и экономика» Чита, ЧитГУ, 2003г.; на научном симпозиуме «Неделя горняка — 2002, 2003», Москва, 2002, 2003; на четвертой научно-технической конференции Горного института ЧитГТУ, Чита, 2003 г.; на международной конференции молодых ученых и специалистов, «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых», Москва, 2002г.; на международном совещании «Экологические проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья» (Плаксинские чтения), Чита, 2002 г.; на международной научно-практической конференции «Человек — среда — вселенная», Иркутск, 2001 г.; на заседании геомеханической секции ВНИМИ, Ленинград, 1987 г.;

Публикации.

По материалам выполненных исследований опубликовано 9 печатных работ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений, изложенных на 180 страницах машинописного текста, включая 47 рисунков, 17 таблиц и списка литературы из 109 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Гильфанов, Марат Рафаэльевич

Выводы

Характеризуя исследования представленные в четвертой главе, необходимо отметить следующие результаты:

- в основу методики горно-экологического мониторинга нагорного отвала могут быть положены следующие принципы: взаимодействия с технологией отвалообразования; оперативности; непрерывности; объективности; адаптивность; целевой направленности на обеспечение геоэкологической безопасности;

- система горно-экологического мониторинга нагорного отвала может включать в себя следующие организационно-информационные элементы: инструментальные наблюдения, геоинформационную модель отвала и систему технологического управления;

- в основу выбора методики мониторинга нагорного отвала может быть положено текущее состояние геоэкологической безопасности,

- периодичность инструментальных наблюдений может быть определена на основе соотношения фактической и критической скоростей деформаций; по принадлежности к технологии предлагаем выделить оперативный и фоновый мониторинг, по типу наблюдений можно выделить непрерывные, серийные и экспертные мониторинговые наблюдения;

- для получения достоверной оценки состояния геоэкологической безопасности рабочих площадок нагорного отвала и принятия обоснованного управляющего технологического решения целесообразно применять непрерывные и серийные инструментальные наблюдения; а для оценки состояния геоэкологической безопасности откосов отвала, сформированных ранее, - экспертные наблюдения.

Заключение

В диссертации, представляющей собой законченную научно-исследовательскую работу, на основе результатов экспериментальных и теоретических исследований предложено решение актуальной научно-производственная задачи, заключающейся в разработке методов оценки и прогнозирования геодинамического состояния нагорных отвалов и активных технологических методов управления их геоэкологической безопасностью. Основные результаты и выводы работы заключаются в следующем: 1. Представление нагорного отвала в качестве микрогеодинамической системы, состоящей из взаимосвязанных элементов, позволили нам выделить рабочую площадку нагорного отвала в качестве предмета исследования, а ее геодинамическое состояние представить в качестве характеристики степени геоэкологической безопасности нагорного отвала. В диссертационной работе для идентификации нагорного отвала как системы существующая классификация геодинамических систем была дополнена следующими признаками: по характеру развития, по внутреннему состоянию, по соотношению сил. Это в свою очередь позволило выявить факторы, определяющие состояние нагорного отвала, и природу их возникновения. Дополнительными критериями классификации факторов выступили: характер связи с показателем геоэкологической безопасности, характер ответной реакции на управляющее воздействие, характер зависимости с показателем геоэкологической безопасности.

2. В результате обобщения и анализа существующих методов оценки и прогноза геодинамического состояния нагорных отвалов был сделан вывод о том, что применяемые критерии оценки не отражают в полной мере динамику деформационных процессов и реальное состояние гео экологической безопасности нагорного отвала. Это послужило основанием для выдвижения в качестве критерия оценки геодинамического состояния нагорного отвала относительное изменение скорости деформаций его рабочих площадок. Дополнительным показателем оценки степени опасности состояния выдвинут период времени до наступления критической скорости сдвиговых деформаций. Показатель относительного изменения скорости деформаций позволил выделить четыре типа геодинамического состояния системы «нагорный отвал»: «устойчивое - равновесное» - безопасное, «неустойчивое — неравновесное -конструктивное» - условно безопасное, «неустойчивое — неравновесное — деструктивное» - условно опасное и «устойчивое - неравновесное» - опасное. Правильность выбора критерия оценки геодинамического состояния нагорного отвала и определения типов состояния подтвердилось в ходе долговременного промышленного эксперимента, проведенного в процессе отсыпки нагорного отвала № 3 Дальнегорско-го датолитового месторождения. По данным натурных инструментальных наблюдений за деформациями рабочей площадки нагорного отвала были созданы математически модели геодинамического проведения отвала на разных этапах отсыпки. Адекватность моделей подтверждена соответствием расчетных значений результатам натурных наблюдений, и соблюдением условий Гаусса-Маркова и Фишера с 90% доверительной вероятностью.

3. В процессе исследования были установлены функциональные зависимости скорости вертикальной деформации от параметров отвалообразования. В частности от высоты отсыпки отвала и от угла наклона склона при подвигании фронта отвала вкрест простирания и по простиранию склона. Установленные зависимости позволили определить объект управляющих воздействий и сделать обоснованный выбор методов технологического управления геоэкологической безопасностью нагорного отвала. Правильность выбора подтвердилась положительными ре зультатами промышленного эксперимента, в результате которого, в процессе отсыпки отвал № 3 поэтапно был переведен из опасного в безопасное геоэкологическое состояние. Тем самым была обеспечена его геоэкологическая безопасность.

4. Важным итогом исследования явилось то, что в ходе эксперимента было установлено критическое значение скорости вертикальных деформаций для Дальнегорского датолитового месторождения, 30 см/сут.

5. Достоверность оценки текущего геодинамического состояния нагорного отвала и перспективного прогноза была обеспечена разработанной в ходе исследования методикой горно-экологического мониторинга нагорного отвала, включенного в состав технологии отвалообразования. В основу методики были положены принципы: взаимодействия с технологией отвалообразования; оперативности; непрерывности; объективности; адаптивность; целевой направленности на обеспечение геоэкологической безопасности. Отличительной особенностью предложенной методики горно-экологического мониторинга нагорного отвала является выполнение инструментальных наблюдений приоткосной зоны рабочих площадок с периодичностью, определяемой по соотношению фактической и критической скоростей деформаций. В ходе промышленной апробации предложенной методики подтвердились надежность и эффективность способов контроля и управления геоэкологической безопасностью нагорного отвала.

6. Экономический эффект от применения результатов диссертационного исследования при отсыпке отвала № 3 Дальнегорского датолитового месторождения составил 906,3 тыс. руб.

7. Подводя итог проведенным исследованиям, следует отметить, что посредством реализации методологических принципов исследования нами были решены поставленные задачи и достигнута конечная цель диссертационной работы - разработки методов оценки и прогнозирования геодинамического состояния рабочих площадок нагорных отвалов и обоснования технологических методов управления геоэкологической безопасностью нагорного отвалообразования.

8. В целях продолжения развития теоретических основ и практических достижений при управлении геоэкологической безопасностью нагорных отвалов считаем необходимым определить некоторые перспективные направления дальнейших исследований. Основными, на наш взгляд, являются следующие направления:

- создание имитационных моделей, описывающих в режиме реального времени состояние наблюдаемого нагорного отвала;

- совершенствование системы инструментальных мониторинговых наблюдений в части применения геофизических средств непрерывного приборного контроля деформаций породного массива отвала;

- разработка методики применения дистанционных средств контроля пространственного положения контуров отвала и передачи информации от наблюдаемого объекта в центр обработки.

Считаем, что исследования, проведенные нами в диссертационной работе, являются составным звеном в комплексе теоретических и прикладных исследований в области обеспечения геоэкологической безопасности нагорных отвалов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Гильфанов, Марат Рафаэльевич, Чита

1. Положение о Единой государственной системе экологического мониторинга. Утв. МПР России 09.02.95 № 49.

2. Положение о порядке осуществления государственного мониторинга состояния недр Российской Федерации. Приказ МПР РФ от 21.05.2001 №433.

3. Требованиями к мониторингу месторождений твердых полезных ископаемых. -М.: МПР РФ, 2000.

4. Госгортехнадзор России. Положение о геологическом и маркшейдерском обеспечении промышленной безопасности и охраны недр. Постановление от 22.05.2001 №18.

5. Госгортехнадзор России. Временное положение о горно-экологическом мониторинге. — М.:. 1997.

6. Госгортехнадзор России. Инструкция по согласованию годовых планов развития горных работ. Постановление № 85 от 24.11.99.

7. Госгортехнадзор России. ЕПБ на открытых горных работах. М.: 2003.

8. ГОСТ Р 22.1.06-99. Безопасность в чрезвычайных ситуациях мониторинг и прогнозирование опасных геологических явлений и процессов. Общие требования. — М.: Изд-во стандартов, 1999. 14 с.

9. Александров С.И., Гамбурцев А.Г., Олейник О.В. Биосфера как окружающая среда и как объект воздействий// Вестник РФФИ. — 2000. № 6. С. 39-46.

10. Бабелло В.А., Овешников Ю.М., Гильфанов М.Р., Галинов В.Ю. Об увеличении ёмкости отвалов угольного разреза «Уртуйский» // Горн, информ.-аналит. бюл. М.: Изд-во МГГУ, 2002. - № 11. - С. 174 - 176.

11. Бабелло В.А., Овешников Ю.М., Гильфанов М.Р., ГалиновВ.Ю. Оценка влияния неупорядоченной отсыпки отвальных пород на устойчивость отвала "Восточный" угольного разреза «Уртуйский» // Горн, информ.-аналит. бюл. М.: Изд-во МГГУ, 2003. - № 9 - С. 198 - 201.

12. Белоцерковец Ю.И. Эволюция осадочного слоя земной коры как физической системы // Системный подход в геологии. М.: Наука, 1989. — С. 26-33.

13. Борисов А.А. Механика горных пород и массивов. — М.: Недра, 1980. — 360 с.

14. Боровиков В.П., Боровиков И.П. Statistica Статистический анализ и обработка данных в среде Windows. — М.: «Филинъ», 1997. - 608 с.

15. Введение в механику горных пород: Пер. с англ. Под ред. X. Бока. — М.: Мир, 1983-276 с.

16. Вернадский В.И. Несколько слов о ноосфере // Успехи биологии. — 1944.-Т. 18.Вып. 2.-С. 113-120.

17. Вернадский В.И. Проблемы биогеохимии. — М.: Наука, 1980. — 320 с.

18. Витке В. Механика скальных пород: Пер. с нем. -М.: Недра, 1990. — 439 с.

19. Вознесенский Е.А. Динамическая неустойчивость грунтов. М.: Эди-ториал УРСС, 1999. - 264 с.

20. Вычислительная математика и техника в разведочной геофизике. Справочник геофизика. Под ред. В.И. Дмитриева. М.: Недра, 1982. — 222 с.

21. Галустьян Э.Л. Управление геомеханическими процессами в карьерах. М.: Недра, 1980, 237 с.

22. Гамбурцев А.Г. Концепция мониторинга природно-технических систем // Геоэкология. 1994. - № 4. - С. 12-19.

23. Гарецкий Р.Г., Каратаев Г.И. Основные проблемы экологической геологии / Геоэкология. 2002- № 1, С. 28 - 35.

24. Герасимова А.С., Королев В.А. Проблемы устойчивости геологической среды к техногенным воздействиям. // Гидрогеология, инженерная геология: Обзор / АО "Геоинформмарк". — М., 1994. — 47 с.

25. Гильфанов М.Р Критерий оценки геомеханического состояния отвального массива// Сб. Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых М.: Издательство ИПКОН РАН, 2002. - С. 40 - 41.

26. Гильфанов М.Р. Классификация факторов определяющих состояние микро геодинамических систем // Горн, информ.-аналит. бюл. — М.: Изд-во МГГУ, 2002. -№ 10. - С. 61 - 62.

27. Гильфанов М.Р. Собственная сейсмичность геотехногенного объекта как информативный показатель состояния микро-геодинамической системы // Горн, информ.-аналит. бюл. — М.: Изд-во МГГУ, 2003. — № 11-С. 108-112.

28. Гильфанов М.Р. Технологическое управление устойчивостью // Сб. Третья межрегиональная научно-практическая конференция (материалы конференции). Часть I Чита.: Издательство ЧитГУ, 2003. — С. 21 — 24.

29. Глазков Д.Д. Системный подход к применению механизированных комплексов. Кемерово.: 1980 .- 112с.

30. Голодковская Г.А., Куринов М.Б. Экологическая геология наука о геологической среде // Геоэкология. — 2001 - № 2, С. 29-36.

31. Гончаров С.А. Перемещение и складирование горной массы: Учебное пособие для вузов. — М.: Недра. 1988. — 199 с.

32. Горшков С.П. Экзодинамические процессы освоенных территорий. — М.: Недра, 1982.-286 с.

33. Государственный доклад "О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 2002 г." — М.: Центр международных проектов, 2003.—458 с.

34. Гудман Р. Механика скальных пород. М.: Стройиздат, 1987. 232 с.

35. Гупта X., Растоги Б. Плотины и землетрясения. — М.: Мир, 1979. -252а

36. Гусева Т.В., Мишин А.В., Сковородкин Ю.П. Современные движения на разных масштабных уровнях // Физика Земли. 1996. - №12. - С. 8691.

37. Делицин И.С. Системный подход к изучению эволюции земной коры. М.: Наука, 1989.-221 с.

38. Дементьев Л.Ф. Выделение систем в геологическом пространстве // Системный подход в геологии. М.: Наука, 1989. — С. 26 — 33.

39. Замятнин А.А. Природные процессы и их вариации // Природа. — 1999 -№11.-С. 89-90.

40. Заруба К., Менцл В. Инженерная геология. — М.: Мир, 1979. — 468 с.

41. Землянский А.А. Обследование и испытание зданий и сооружений: Учебное пособие.-М.: Изд-во АСВ, 2001.-240 с.

42. Иванов И.П., Тржецинский Ю.Б. Инженерная геомеханика. — СПб.: Наука, 2001.-416 с.

43. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. — М.: Гидрометеоиздат, 1984. — 560 с.

44. Изучение оползней геофизическими методами / Н.Н. Горяинов, А.Н. Боголюбов, Н.М. Варламов и др. М.: Недра, 1987. - 157 с.

45. Ильин А.И., Гальперин A.M., Стрельцов В.И. Управление долговременной устойчивостью откосов на карьерах. — М.: Недра, 1985. — 248 с.

46. Искусственная активизация оползней / Г.П. Постоев, И.Ф. Ерыш, В.Н. Саломатин и др. — М.: Недра, 1989. 134 с.

47. Канке В.А. Основные филосовские направления и концепции науки. Итоги XX столетия. — М.: Логос, 2000. — 320 с.

48. Капица С.П. Курдюмов С.П. Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М.: Едиториал УРСС, 2003. - 288 с.

49. Королев В.А., Николаева С.К. Геоэкологическая оценка зон влияния инженерных сооружений на геологическую среду // Геоэкология. -1994. -№ 5. -С. 25 -37.

50. Красносельский Э.Б. и др. Отвалы на горных склонах JL: Наука, 1975. 152 с.

51. Крячко О.Ю. Управление отвалами открытых горных работ. М.: Недра, 1980. 255 с.

52. Кузнецов И.В., Писаренко В.Ф., Родкин М.В. К проблеме классификации катастроф: параметризация воздействия и ущерба // Геэкология. — 1998.- № 1.-С. 16-29.

53. Куринов М.Б. Экологическая геология: основные понятия, принципы, приоритеты // Геология и разведка. — 1997. № 1. — с. 151-156.

54. Лидин Г.Д. Горное дело: Терминологический словарь. — М.: Недра, -694 с.

55. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул: Учеб. пособие для втузов. — М.: Высш. шк., 1988. — 239 с.

56. Льюнг Л. Идентификация систем. Теория для пользователя: Пер. с англ./ Под ред. ЯЗ. Ципкина. — М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. 1991. 432 с.

57. Малинецкий Г.Г. Хаос. Структуры. Вычислительный эксперимент: Введение в нелинейную динамику. — М.: Едиториал УРСС, 2002. — 256с.

58. Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б. Современные проблемы нелинейной динамики. М.: Едиториал УРСС, 2002. - 360 с.

59. Методические рекомендации по организации и ведению государственного мониторинга экзогенных геологических процессов / А.И. Шеко, B.C. Круподеров и др. М.: ВСЕГИНГЕО, 1997.

60. Методические указания по наблюдениям за деформациями бортов разрезов и отвалов, интерпретации их результатов и прогнозу устойчивости. Л., ВНИМИ. 1987. - 118 с.

61. Методические указания по определению экономической эффективности внедрения научно-технических мероприятий, разработанных с учетом особенностей НИР, выполняемых ВНИМИ. Л.: ВНИМИ, 1985.

62. Методическое пособие по инженерному изучению горных пород. В 2-х томах. Том 1. Полевые методы /Под ред. Е.М. Сергеева. М.: Недра, 1984.-423 с.

63. Могилевский В.Д. Методология систем: вербальный подход . Отделение экон. РАН; науч.-ред.совет изд-ва «Экономика». — М.: «Издательство «Экономика», 1999. 251 с.

64. Могилевский В.Д. Формализация динамических систем. — М.: Вузовская книга, 1999. 216 с.

65. Моисеев Н.К. Математические задачи системного анализа. — М.: Наука, 1981.-488 с.

66. Морозов В.Н., Татаринов В.Н. Методика выбора участков земной коры для размещения экологически опасных отходов // Геоэкология. 1996. - №6 - С. 109-120.

67. Насонов И.Д. Моделирование горных процессов. М.: Недра, 1978. -256 с.

68. Осипов В.И. Геоэкология междисциплинарная наука об экологических проблемах геосфер // Геоэкология. - 1993. - № 1. - С. 4 - 18.

69. Осипов В.И., Парабучев И.А. Проблемы геоэкологии // Инженерная геология. 1995. - № 6. - С. 51- 66.

70. Певзнер М.Е. Основные направления исследований по предупреждению деформаций горных пород на карьерах./ Предупреждение деформаций горных пород при разработке месторождений полезных ископаемых: Сб. науч. тр. М., ГИГХС 1986. вып. 70 - С. 3-9.

71. Писаренко В.Ф., Родкин М.В. О типах распределений параметров природных катастроф // Геоэкология. — 1996. № 6 — С. 3-12.

72. Политехнический словарь / Под ред. А.Ю. Ишлинского. — М.: Советская энциклопедия, 1989. — 392 с.

73. Попков Ю.С. Теория макросистем (равновесные модели). — М.: Эдито-риалУРСС, 1999.-320 с.

74. Попов В.Н., Байков Б.Н. Технология отстройки бортов карьеров. — М.: Недра, 1991.-252 с.

75. Попов И.И., Шпаков П.С., Поклад Г.Г. Механизм деформирования скальных пород отвалов при сдвиге // Проблемы механики горных пород. Материалы Восьмой Всесоюзной конференции по механике горных пород. -М.: Наука, 1987. С. 104 -110.

76. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. М.: Недра, 1980. - 348 с.

77. Ржевский В.В., Ревазов М.А. Принципы управления состоянием бортов глубоких карьеров // Горный журнал. 1975. - №1. - С. 38-40.

78. Родзин В.И., Семенцов Г.В. Основы экологического мониторинга (инженерные задачи рационального природопользования)/Под редакцией И.Г. Малышева. Таганрог: ТРТИ, 1988. - 260 с.

79. Салихов B.C. Экологическая геология: Учебное пособие. — Чита: Чит-ГТУ, 2002. 172 с.

80. Сигачев Н.П., Киселева З.Н. Экзогенные процессы районов строительства восточной части Читинско-Ингодинской впадины. — Чита: Чит-ГТУ, 2001. 140 с.

81. Современные методы прогноза оползневого процесса / Под ред. М.В. Чуринова, Е.П. Емельянова и Г.Р. Хоситашвили. — М.: Наука, 1981. — 120с.

82. Сомервилл С.Г., Пауль М.А. Словарь по геотехнике. Пер. с англ. — JL: Недра, 1986.-240 с.

83. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Корн Г., Корн Т. М.: Наука. 1984. - 804с.

84. Теория и методология экологической геологии / В.Т. Трофимов и др. — М.: Изд-во МГУ, 1997. 368 с.

85. Теория и методология экологической геологии / В.Т. Трофимов и др. -М.: Изд-во МГУ, 1997. 368 с.

86. Теория систем для энергетиков: Учебное пособие / Н.И. Воропай. — Новосибирск: Наука, Сибирская издательская фирма РАН, 2000. — 273с.

87. Толковый словарь по охране природы / Под ред. д-ра биол. наук В.В. Снакина. — М.: Экология, 1995. — 191 с.

88. Толстых Е.А., Клюкин А.А. Методика измерения количественных параметров экзогенных геологических процессов. М.: Недра, 1984. — 117 с.

89. Трофимов В.Н., Герасимова А.С., Красилова Н.С. Устойчивость геологической среды и факторы ее определяющие // Геоэкология. — 1994. -№2.-С. 18-28.

90. Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г. Содержание и соотношение геоэкологии и экологической геологии. Тез. докл. Всероссийской науч.-техн. конф. "Экология и геофизика". — Москва, 1995. С. 39 - 46.

91. Урманцев Ю.А. Общая теория систем // Системный подход в геологии. М.: Наука, 1989. - С. 7 - 26.

92. Философия экологии: общая теория экологии, геоэкология, биоэкология. Учебное пособие / В. А. Кобылянский — М.: ФАИР-ПРЕСС, 2003.— 192 с.

93. Фисенко Г.Л. Предельные состояния горных пород вокруг выработок. М.: Недра, 1976. - 272 с.

94. Фисенко Г.JI. Устойчивость бортов карьеров и отвалов. — М.: Недра, 1965.-378 с.

95. Хазанов м.И. Искусственные грунты, их образование и свойства. -М.: Наука, 1975. 135 с.

96. Цитович Н.А. Механика грунтов. — М.: Высшая школа, 1973. — 280 с.

97. Эфрон Б. Нетрадиционные методы многомерного статистического анализа. М.: Финансы и статистика, 1988. — 264 с.

98. Ямщиков B.C. Методы и средства исследования и контроля горных пород и процессов. — М.: Недра, 1982. — 296 с.

99. Gilfanov M.R. The system approach to the geodinamic objects selection of nature consumption // «Human — Environment — Universe» — Irkutsk, 2001. —P. 215 — 216.

Информация о работе

Гильфанов, Марат Рафаэльевич
кандидата технических наук
Чита, 2004
ВАК 25.00.36

Диссертация

Геодинамическая оценка, прогнозирование и управление состоянием геоэкологической безопасности нагорных отвалов - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы