Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Методика прогноза инженерно-геологических условий месторождений "Светлинского" типа на стадии разведки

ВАК РФ 04.00.07, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Методика прогноза инженерно-геологических условий месторождений "Светлинского" типа на стадии разведки"

л 4_3 ( I

О '} ДПР

ГСЮУДАРОТВ^й^ КСШШТ РОССИЙСКОЙ (ЩЩРЛДИИ но висш^у ОЬРАЗОВАшДО

Московская государственная геологоразведочкая ехадзмкя

На правах рукописи УДК. 624.131 ■

АШ*/РСЬА ШИЛ ВАЛЕРБ2ША

МЕТОДИКА ПРОГНОЗА ШШШЮ-ШкШ-Ж&Ж

УСиьитороьтш твижскогсг Ш

НА СТАДИЙ РАЗВВДШ

Специальность: 04.00.07 - инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертация на соискание учёной степени кандидата геолого-михералсгшеских наук

Москва, 1934

Диссертационная работа 'выполнена на кафедре инженерной геологии Московской государственной геологоразведочной академии и кафедрегидрогеологии и инженерной геологии Уральской государственной горно-геологической -академии

Научный руководитель: Доктор гс-слого-минералогкчэеких наук Л.А.ЯРГ .

Официальные оппонента: Доктор геодого-кпкералогических наук . Л.В.ШАУМЯН.

Кандидат гёояого-агаяералогичвских наук В.й.КУЗЬКИН

Ведущая организация: Уральский комитет по геологии и

исдсдьзоЕанкзо недр

'Защита диссертации состоится 21 апреля IS94 г. в аудитории». 5-49 в 15-00-часов на заседании совета по защитам К.063. 55.04 в Московской государственной геологоразведочной ш-саде-шк по адресу: II7487, Москва, ул.Миклухо-Маклая, дом 23.

С диссертацией мокко ознакомиться в библиотеке .MITA. Автореферат разослан /7 . марта 1994 г.

Ученый секретарь совета, профессор

В.М.Конояов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

'Основная тондещяя современного- горного, производства, заключается- в отработке полезных ископаемых, залегаждах в пределах глубоких горизонтов земной коры и, соответственно, в сооружении карьеров и подшмшх внработок глубокого заиюяення;

Оптимизация строительства горных предприятий и процесса отра-. ботки полезного ископает «ого требует обоснованной -оценки- инкенерно-теологических уоловий- /ЙГ// месторождений полезных ископаемых ещё на стадиях разведан; выделения -главных-йомпоненФов ИГУ, ,'определя-.ицих. процесс отработка ;•. опенки масштаба их воздействии, к црогно-зкрояачкя поведения. горных -пород арг .разработке аесторовдавия..

В .[380-90-х гг. открыта «03119 для Урала'• золоторудные кесто-' рокдёная Свотлшскоз и Воронцовскоэ й ряд-, перспективных золото-, рудник площадей /Андре-ЮйьевскаяСанарскач/.- Они характеризуют-.-ся. .ряд«* особенностей, которые существенно. глшшт • на кх отработ- . ку. Ссециу'.нпосгь .ЩУ_ этих- местороздонЕЙ- 'обусловлена наличием обводнённой глит-ктоя кори внветркваяяя, мощаостаа до 40С м, распространением закарстованных -ироыорпзованннх- известняков, слоннш твктопвчоскш'строением.' Это позволяет говорить об.особом,,'"евет-лннском"' '¿¡те .месторождений лсмезних ископаемых. Необходимость выбора оп5Пвдаяьйых то/лнгтсских и технологических -решений, учиты--.вшзих Ж месторождении, требует оцореяаэдего детального исследования их компонентов, ка основе результатов которого разрабаты-* вается достоверный прогноз,. способный обеспечить конструктивные . , решения, исключающие высокие 'коэффициенты запаса,' при которых кйд-дай градус угла згйожонзш.откоса выливается в дополнительные млн. куб-.м вскрыши и,, соответственно,'увеличивает затраты на разработку месторождения.

Ц е л ь и з. а д'а ч .й работ-.

¡¡эль исследования заключается в разработке методики прогнозирования ИГУ месторождений полезных аскопаег.«ых "сбэтлинского" типа на базе-комплексной количественной-оценки их компонентов. , В соответствии с поставленной цель» -основными задачами исследований являлись:' ■

- - обоснование набора компонентов ИГУ, определявших условия отработки мзстсроаяенлй- "свотлинского" типа;

.. - установление основных закономерностей ряолространония и ваашенив компонентов ИГУ;

-обоснование методики' ксмшгежсщо2 «<мячесха©£ш«6. оценки ЖУ месторождений рассматриваемого тина;

разработка обобщЭнной иодоли- мсс«оро;даг»кК "овэхлвдскаво" . тияа;' '

зыбор оптщшсьннх методов врогдозцровавю-'КПГ месгорождё-ний нь базе сравнительного анаэдза ярогясзанх оданок, подученных разами способами;

- выполнение прогноза ШГ • обработка' иеоюровдвазй • на стадиях разведки, различны?,ni методами.

Н а у ч я а я нов a sua рабой»' ШУШезгсх в следуп-

цем: '

- впервые обоснованы шшшрис-1ч?о.,ю.гкчсохяа особошюсти Светлшгского и Воронаовского кссяорездеикЦ, про^'.сзд^таюда характерный гонбмяеский тип шэдрорудонх мооторокдвшй}

' - выявлены основные* факгорн, опрэделящиэ уеловкл отработки масторозденнй "Ъвотмшстхро«. rauá;-

- обоснован количественный -метод --окошек ШТ нэсгороздшшй "светлинсксго" тала к ус-гановлсщ/ закокошрноетк ах -пространственного изменения; :¡ .

- предложен комплекс исходов прогноза ЩУ в&ггороедеыий . "све.тлвнского" типа ко данным разведочных рабод?; ...

. - обоснована возможность использования метода аналогий .для прогноза услозий. отработки месторождений рассиатржаемого ткна;

- разработана модель uiec'fápó&ceauü "свстливстгс" типа и вы-, йолкон прогноз 'Ш7 их отработки истодам м-&т«1ййадошя\>- моделирования. ' •

3: а щ и ц г е м ы о ко л огеа и я

I. .По совокупности сло;щж, снегщфетасккх швошш ыташ-нерно-геолопнейкнх условий шдаьаоа .особый тал "оБатлинский".

Прогноз условий ограгшкя asetapeí^eaité. "доздюсвдго* 'на. U& сдадая разведки ««^гт^игасшса '^еайадоватшЕыа»« аанж-дова-тт. жттш, 'ак&ют'йк. и

1' 5» Сшшжзж p&tUmaposumie викяс-

рблДйгпй! дакщэ рездплею» -кассвва горних яороа

на области <шо-ред»?й ase уг^.чш-эста бортов карьеров. .

П р а к т и ч е с к а я з к а ? я а о. с т ь р a. tí о х в заключается з 'том, что предложенная методика позволяет осупдаствить на ранних стадиях исследований* м&стороаданий '•"светлинского" типа прогноз устойчивости .откосов бортои карьеров и в'озмскийго разви- • тая инненерно^геологических процессов.

'. 'А с р о б а д к. я. р а 6 о т. ы. Основные доложет-шя диссертации. прэде^'авлекы. в.тезисах I Всесоюзного съезда инженеров-геолотов, гидрогеологов и геокриологов в г.Киеве -/1988 г/ и докладыва-т-лись на Международное симпозиуме "Иккенерная геология каррта" а .гЛерки /19;й г/; вд'кон^вретшях.йойодах -учёных БСШ^ГИ)' /1388>' £983' гг./, на конференциях профвссорск0-првподаватвль'«»'ого ссста-: '■ ва f-íFfA /1988, 1983 гг./, У1ТА 71280,' 138? гг./; на территориальных научнс-твхнячвсюа, конфереотхях- з г^атаринбу^гв /ГЭ37,. ISSS». ISSÍ гг./ ж г.лунгуре /1388 г/ л отражены в 4-х научЕО-пройзвод- '. сгвеннкх отчетах. Но'теме' диссертация опубликовано.? работ.-

И сход к ы е мат е риалы, Фактически*. материалом для- оеоснойан1Ш-"научных. полозэекй и выводов послужили собственные . полевые и ка-лератеные исследования автора,, выполненные в I985-I9S3 годах. Кроне того, в процессе работы-над диссертацией нснользова-нн фондовые материалы .УралГеолКдаа, многочисленнче литературные' источники.

Объем работ и. Диссертация состоит из введения-, четырех глав и заключения, излояешшх на - страницах машинописного, текста, содержа 39. рисунков, 20- таблиц, список литература из 107 наименований.

Автор выражает особугэ благодарность, л искреннюю признательность .научному руководители диссертационной работы профессору, доктору геолого-мвкератогическЕХ наук Л4'А.йрг, которая уделяла большое вшишшэ Есследованки,!. и н^лравхяла гос.

. Автор признателен заслуженному дантело науки ÍCSCP,. доктору гв0лого-манвралог1яеских-'Н£-1ук, профессору Г.К.Бовдарику к доктору геолого-минёралогическшс наук В.В.Иеядкну за внимание, советь*, рекомендация при выполнении работы.

■Глубокую благодарность диссертант, выражает ■ заведующему кафедрой • "Гидрогеологии и инженерной геология" У1ТА профессору.\.О.Н.Гряз-нову, доцентш Л.И.Афааасиади, й.11Л1о8и.чозу, Н.С.ШабавжоЙ, • О.У.Гутлаи за научные консультации и полезнее.советы, а ч-анае сотрудникам кафедры за оказанную поддержу и "помощь.

Содернан'ие. -работ и

.. ' ' 1.;С0НРЕИШСЖ -СШТ0ЙБЙЙ11ЛУЧШХ РАЗРАБОТОК, ' , ' П0СВЯ1ф£ШЦХ; Щ>Ш1€Кй1ЖЙаД1&1Ю ИГУ ИЗЙОЮгШБ'Ш-.

V ПОЛЙЗШХ 1ЮКШАЙШ ' ■ . '

На развитие иккенеркой/геолстей-мэстаро;данжг полезных нско-паемвх оказала большее влияние труди «¿-.и.Саварзнекого, П.Попова, Я.й.Навкжоза, ¿.Б.Оергееш, В.Д.Лаа-здзи,- Г.Г.Оккордрва, К.В.Кзлалзкского, ..Й.С.Коларово., Г.А..Голо;1ковсксн,. В.В,'5ромыа и др. За-доеладяяе. года накоплен зна1?ятальшн;..огшт и аодгомшен• целый ряд• методейеоких руководств и пособий по шденэр^о-гзологкческому изучению ыестфозденйй 1юлезь"1Х KCKoi'ásuiax при- их разведке, раз-райотанжх ШЩ'ШЛ^О, ВШНЛ,'ifüTA, иГ/, УХТА. , -

В глава рассчотршш основное аспекты прогнозирования инженер.. -но-геолйгкчэских условий разработки кестороздени*. Выявление закономерностей (¿рркмроБашш. и пространственной изменчивости шсаен&р-^о-гэологических .условии базируется - на естественно-историческом подходе к анализу' геологических, объектов, ..Вчу посвященц работы Г.К.Бондарика. /1968,1971,1973/, Г.А.Голодковской. /1275/, В.Д.Лсм-тадзе /1986/, Я.И.Панюкова Д 978/,.-Г,Г.Скворцоза 71966/.

В основ/ аспекта виазлонш характера ir степени влияния различных компонентов на состояние массивов горных пород при вскрытии месторождений положены теоретические работа Т.К.Бондарика /1371, I97¿/. K чисду компонентов,• трвбуэдих оценки при иияенер*' н.о-геологических исследованиях относятся:теологическое строение, структурно-текстуркнз■■особенности и трен;мноБ&тость, ■ состав и свойства горных цород, развитие экзогенных геологических процессов, гидрогеологические условия..Изучений' и оценка этих 'компонентов посвдамщ- работ«: В.:,.Белоусова/Í97I/, Г.К.Бондарш:а /1972-, 1986/ Г.л.ГолодхоБСиой /1975, lüób, Líó't/; Е.А.-Гвоздецксгс /1554/, v -В.Г.Глущко /197В/,' Н.В.Коло^енского /1952/, ЛжЦа'Юкова /1985/, ' И.Б.Испов'а /1974/, И.л.Нечёркина /1584,,19о7/, Я.В.Родионова /1958/ Д.С.Сокодоза ./196*/, Г.Р.Оквораова /1966,. 1970/, В.П.1\узъкина /1374,1985/, С.Н.Чернышоиа- /1983/, Л.В.Шауиян /1й:?Ь,13е7/, М.А.Ярг /1974 j X -i 91/ *

Б работе оетзча-зтсл,' что прогноз - инжекерно-геояогйческих' ус-•• ловкй;отработай месторождений долкен базироваться на <общенаучных прия^шах-продавденин с использованием современных, конкретных методов прогнозирования-. В основу подхода-автора & вопросам, про-

гвозкроваяяя полонены разрабо-игн Т.К*Бондарика . ШзЗ, 1572, 1966/,' . А.А.Кагана /1384/, Г.Г.Скзорлова /1966, 1970/, Б.В.Смйрнова /1Э75, 1363/. ' • ■'.."•:.'

Е работе рассмотрены основные метода прогноза инженерно-геологических условий.. Остро стоит проблема прогноза инженерно-гаологЕческах- условий на стадиях разведай местсроадениа. 3 осо- •'. бекности это относится к-месторождениям "светлинского" тйпа, ,'ую которых необходимо щйьгенэть: кокшлоксйрованио методов гнкенерно-. теологической -аналогии и. штематкчвскбго^модшхироьагая. -. •

.'. . 2.: КРАЖИ (ШРК ГШЖШЖКИХ УСЛОВИЙ ..

адвдроддоМ- "оазт^шккого" • т

"Сьетлкнсккй" тан. местороядешгй откосится к новому' для Урала . , пройышлешзо-генотнческагу талу' золотого оруденения.-Изучаемый' тип включает в себя СЕетлйпсков ■ и Воронцовское месторождения, .геолог- • ' гяческал поззщня которых фиксируется зона,® 'регионельшх разломов, . проходящих но граница.-!' структур П и Ш-порядка. Светлинскоэ приурочено к Восточно-Уральскому лодйягн»,. Воронцовское- - 'ТагилоЧЛегнг-тогорскому прогибу.

Рудное ноле Снеишоного ыесюрохдвит представлено переслаи- ■ вониеагдвтавулканогенных^ метатерркгещшх пород .палеозойского возраста,, являэднхся рудовмвщащши и подстйЯапцйии-.их -мраморами я -. мршоризовантми известнякши.

В геолегическо.».: строении Воровдовского месторождения принимает участие.туфы, туфопесчанкки, .туфоалеврожян, андезиты, которые подстилаются- тфаморкзованиши и брокч!фов.анято! известняками. 'Для изучаемых шстрроаденкй .характерно блоковое строение, тектонические нарушения, носят сдоиго, сДвиго-надвигош^ характер с крутима углайа падения.

Процесс рудообразования кесторсздения был сопря-кён с процес-саьш метаморфизма и метасоматоза. Ыетасоглатэтеские процессы зклю-чают: лист-ъенитазацгю п бэреэитнэащяо, желеэпсто-магниевуи бази-Амкааио, грейзенизедив, аргидлизадшо горных пород.

Характерной особенностью изучаемого - типа месторождений полезных кскоцаешх. является развитие глубинного карста и мезозойских кор выветривания, мощностью до 400 м.

В пределах аесаорсздений -развиты водоносные к'ошшжсн: кор выветривания, трещинных и, трещигмо-карстовых вод. .

Специфическиеособенности геологических условий изучаемых

«еатороадётш являются ..предпосылкой -дои выделения ."сзвтланского" . мвю-'.ичс'уордаавиий-по. юивнврир^г^эшох^еокш условиям.' •'.'••

' з, -шашшь -ишхщщб^г^агишш условий

.'Рассмотрены кшпонекты. шненернб-гесишгз'неских условвд,.ощ)с>-дэзшн^е-технолорю отработки -месторозденкй ,'сзетлкяскогоп ища. К их числу относятся.: т?рографическ>й состав пород , и их физйкб-'. .механические свойства; тектоническая обстановка местороздекий и . обязанная .с ней трециноватость и.блочноеть пород; -наличие коры выветривания- етяднестыо ¿¡о 400 м;'. развитие глубинного, карста.

■ й н н е в-е р н о - г е о л о г к ч е с к а.', я х .а'р а к те р. и с т и к а о с к о в н к х: г р,у пи г. о р к ы х пород.

В предыгах црстороздоний "свет.'шнского" типа выделены; класс, скалънвд, класс -рыхлых несвязных ь мягких сачзных .горнах пород.: ' ■

Скальные гожие породы щзедставлеш адедуюдаи генетическими группа:«;,

I. Лэулканогешше,- Еулканогчшнснтарригень'ьгй, терригеяко-харбонат-■ ' даэ /аЧ»§аболиш,' шфкбол-биотитовне порода, пердашты. аидезит-• базальтового состава, сланцы каарцевс-ада-йстне. г.ф£Моркзован-ные известняки и:-мраморы', туфы,' туфопесчаншЕ/ б^ различной степени нетаморйизованкыа. '¿.- йетассматичеекц изменённые вулканогенные, зулканогонно-терри-: генные,: тврригешю-карбонатнке-породи.. . ' •

Интрузивные породы - м^тэдорфизщ^ва'йные,- .'отал&кЬваниые» :серпен-

: типизированные ай®иболияг,- габбро, диабазы, даоратоше- одрргри-.

■ т' . •.'■.-

■ Породы характдрязу-отся сложнш рерй^иаивааиви, --Днализ надевания свойств' пород по разрезу .доказал,• что .-дли них: характерен ста- цкекарнай ре®м ажекчЕйоста.. йо возводкдо охарактеризовать свой-■ ства 'скальных ■ шред ■оцек.'.ши. их средних значений и .мерами их рассеяния. •'.:'■'. ' V -

Порода, слагаодие разрезы пестороздений, 1юдэергались..раз.!да-нвм цс времени действия в. характеру проявления 'мвтасоматическ'ш процессам,; ввразаввамоя ъ окварцевакии „ -а^иОолитизации, • бждагти-зацнц, гланизацЕй и рассланцапашш. нород, что а ^звэло да|фег>ен-штрко показателей ^иаико-механических свойств. Среди скальных . пород наиболее высокими прочностными свойствами обладает группа

метассматмчесяи изменённых. пород / Не = 12*7-201 Ша, 2,5-2,93 т/и3 /, Что связано с лерекристаллизашей, окварцеваяиеу, аафийо-литизоцией пород. Вариации' значений показателей свойств внутри , .группы определяются- относительным содерЕанием в порода кварца, • хлорита, карбоната, бкоткта и др. Наименее прочными является груп-..па'метаморфических пород / Не = 81-140.¡Ша,р = 2,7-2,91 т/м3/. Существование, в метшорфичесхих породах гранолехгадобластовшс структур,, сланцеватых я полосчатых текстур обусловило анизотропность физико-механических свойств /коэффициент анизотропии.предела прочности на растяаение равен 2,1-2,6/. Проверка подобия фи-, зкко-мехадическах свойств изучаемвх месторождений по грйтерклм Фшера а Сткодснг/а доказала,' что скальные породы «есторовдеюй? •/ мойно рассматривать как.'аналогичные. .

■ Класс мягких- связи-;:-: горнах пород /вскра;зные/ представлен мезокайвозойскиаи «хищениями различного -'генезиса, характеризую- • цдаяися-как тяаёдне, пнлеватыэ глины касшшнт-гидрослюдкстого состава с включениями песка до /Сзетлигское месторождение/.к дреевн к щебня до '¿5% /Воронцозское местороздение/.

Класс тягадис ,яеьа.чзаыу' гбрннх пород представлен заявляйте- . . леи карстовых полостей и тектонически раздробленными породами. В работе рассмотрены их-осно-внке' характеристики.

Зова тек т ..о н .и ч о с к и х н а р у и э н и 1, т р -е ч и н о в а т о с т ь и б. л с ч н-о с т ь го р о д.

• Изучаеше месторождения приурочены к.зонеи.крупных уектонв--чеекмх нарушений субмервдионального и субширотного .простираний с оперяющими юс'батее'келйими'нарушенияглй, обусловившими. их бло- . ковоа строение.и широкое развитие зон дробления мощностью 0,1-15 м /Свётлинское месторождение/, .0,1-120 м /Воронцовское месторокде- . ние/. На месторбздениях виделенн лктогеяетические ,• тектонические и. экзогенные трешяннЛитогйнетЕческие трйцина прослеживаются на вс») глубину' массива • а. совпадают с поверхкостш напластования, сланцеватости. Тектонические трекяны выдерааны по- црбстираниэ, - '" паршшелыщ оси. керна и наклонены к ней. Поверхности трещин о бо-розда«;, штрихами .и .зеркалами скодьяения. Трецины залечены - квар-цш, кальцитом,' хлоритом, часто- - без заполнителя. Экзогенные тре-•щинн' - згшетразаная а карстообразованля, разноориейтированшш,' заполненные, карбонатом, хлоритом» гидроокисями а&чеза.

шделены 4 сиояеда трещин. Наиболее объективными показателями степени и характера трецвдоватостд по керну скважнк являются модуль трв1!(иноватости> модуль кусковатссти, показатель состояния

трещин. По комплексу показателей, характеризующих треаданьватость и блочяость автором выделены.следующие категории горных пород /табл. I/.

. Таблица I'

йгассЕйикация пород по степени трэщинозатости

¡категория но степени трещинова-тости Модуль трещи-йовато-стйЛ, тр/и Модуль куско-ватости, ■кус/м Показатель ■ состояния,Ш, % ■Линейный размер бло-ка,.£; м Выход кеока, ВЯ, % . Количество зон дробления,- %, Коэффициент структурного ослабления

Слаботре- щиноэа- тые менее 6 менее 7 4-0 и более более -0,15 ■ 80-100 20 0,06

;^редне- трещино- ватке 6-10 7-12 .20-40 0,1-0,15 40-80 20-50 o,oz

Зильно-трещино-затые • 10-16 12-16 5-20 0,07-0,1 20-40 50-80 . 0,005

Раздроб- . денные более 16 более. •16 менее . 5 . менее ■ 0,07 менее 20 80 -

Процесс' карст о о бра зо в. а н к я и е го р а. з в и т-и- е на м е с т о р о к д е н и я. х.

•Специфической -.особенность» иестороздедай- "светлинского" тйпа является широкое.развитие карбонатных пород /мраморов, мрЗморкзо-ванныхи брекчировакных известняков/ и- связанных с их растворением процессов. Свойство« карстуккихся пород является их прсстран- -ственная неоднородность /по степени и характеру, закарстовакности/ •по площади и глубине. Наибольшая.вероятность'наличия интенсивно Закарстованных зон связана с зоцдаи -повышенной »рещиноватости,- .раздробленности и с контактами пород различного петрографического состава. В .пределах Изучаемых.месторождении развиты поверхностные и . падзешше'формы /закарстозаннне трещины, каверны,- вааалн, полости/. .. Отличительной чертой карбонатного массива Воронцсвского месторождения является наличие большого количества -поверхноотиис фош карста: депрессий, воронок, западин. Для количественной опенки степе-.. ни закарстованности карскуодгхсй • массивов -кспользовеь •кба'рфщиввт

линейной закарстованноста /Кз/

Кз * ■ |к * IOOfi, где • . ■ £обц

ir,'" сушарйая длина карстовых ферм-, вйдрнтых'скважшши, к;

ЕсхЗщ - общая длина скважин, и.

С учётам изишнензя коэффициента линейной закарстованности,

■ 'структурно-тектотетеского строения, мощности зоны аэрации, проведено районирование карбонатного массива. Выделено три блока:

Едок I - интенсивно закарстованных пор^д, характеризующийся, модностью зоны аэрации 17-70 м, амрохш развитием круанкх: карстових форд до глубин 210 м и мелких форм до 300-400 м; значения Кз сос- • тавдяют. 0,8-1 в интерзале глубин 50-160 м.

■ Елок Я -. закарстованных мраморззовашяас гзвестняйоэ и иржоров с . крупными формами до глубин 2X0-240 м; Кз- составляет 0,6-0,3 до

глубины-120 м. . •.!'•.

£шк Ш - сдабозакарстованкых. пород, включающий so ну агралщ ков-ностьз ¿0-200 w, .с редкими крупнкш карстовыми формами до глубин

■ 100 ы; Кз составляет 0,6-0,8.

По отэфшцкенту линейной закарсуованяссти установлена грани-• ца зон взаимосвязанного и локального карста.

Процесс выветривания горных п о -, р о д- и р а с п. р о с т ранение- кор. в. н в е.т -р и в а н и я н а м е с т о р о н д е & и я х. На месторозденидх широко распространена мезозойская кора выветр!--"вания, мощностью до 400 и. Но морфологии и генезису коры делятся ■• ■на'площадные и линейные /яинейно-треыганше и контактово-карсто-.вые/,' Для элювиальных пород типичен каоланит-гидрослюдистый геохимический профиль. В строении коры выветривания выделены -облшеч-нанг зона./Я/ - представленная слабовыветрвлши породами -с густой сеть» трещин, .участкали клею^ач гдинисто-даесвяно-цебнистый состав, и зона литсадарка А/, представленная нереслаквангеи горизонтов глинистых пород, развитых по'породам различного состава и со-храакваши реликтовое, структуры. Анализ показателей физико-меха-икчьеккх свойств различных горизонтов зовн литонарка показал пра-: вомерность -их объединения а один инженерно-геологический элемент

■ ь' позволил охарактеризовать выделенную зон/ средними значениями

. показателей свойств.Хоитактово-карстовые коры выветривания представлены Злокша, остаточных и переоглокешшх /"бесструктурных"/. ' пород. Для них характерно отсутствие зональности и значительные вариации физяко-механическюс свойств.

ю ' , -,

•Проанализированные выше компоненты инженерно-геологических -условий, определяющие, конструкцию карьера, позволяет рассматривать-Светлинское' и Ворощовсксе месторождений как едйшй специфический тип который требует адекватного метода прогнозирования инкенерно-'геологических; услозий разработки месторождений.

• 4. ЦРШО&ЗРСШШЁ шаш^т^опшйшх ■ • ..УСЯШа РАЗРАЩЩ.ЙЙС!Т0Р02ЩЗНШ1 П5ВЕтЮКОГО"

• îî'HiA

Логически .-'завершением штазнерно-геологических исследований месторождений полезных ископаемых является прогнозирование инке-нерно-геологических условий их отработки. Предсказание развития ингенарно-геологкческкх процессов при отработке местороздений в

■ .сложных инхенерно-геологическкх условиях nosrooriio только при ра-^

. щюнальиом сочетании взашлоуточняющих а дополняющих методов, про- . . гнозирования. К числу таких методов для местороздений "светлин-ского" типа относятся:' метод аналогий и методы математического '•• моделированкя, в частности интегрального показателя и аналитический. Б работе рассмотрена основные теоретические аспектк применения методов. -. .

П р о г н о'з ■ и н к е н е р н о-- г е о л о г И'ч è с к и х' у с л о в и й методом аналог ий. . Моделью -аналогом месторождений "-светлшского" типа выбрано Астафьевское кестороэдение пьезокварца. Согласно исследованиям Я.Б.Розовского /19Б0, 1987/ критерии геологического подобия выво-• дятся на основании изучения основных Фгасгоров,. определягацих физическую природу объекта. В качестве показателей оценки подобия ,дош изучаемого тина местороздений предложены: геолого-структурная позиция месторождений; петрш'рарнческий состав пород .и юс ыдзико-механические свойства; характер изменения пород эндогенными и экзогенными процессами; треаиноватость и блочность пород. В работе выполнено сопоставление модели-аналога и научаемых местороздений на основании Критериев подобия и условий однозначное?.-:, включающих. перечисленные показатели и критерии оползне- к нрекоинообра-зования. доказана адекватность мзетороздений и модели-аналога. Результаты явились основой прогноза, формирования и развития' пнае-

■ аерно-гесЛогическах процессов в период отработки, а такие позво-. лили выбрать наиболее оптимальные углы з&токения проектируемого

-карьера. •

'шполнена верификация данного метода прогнозирования' путал

сопоставления-данных до оштно-зкспдуатацио'ннсму карьеру Свотле:-!-;

• ского уестош'лцення,

2 р 6 г н р. з;, и н н е. н е' р н геологи ч е с к-и х .. у с д о вий и' е\Г.:о.Д.а м'-и . и а.'.т е и а т к ч е с к ого .

м о д. 3 л и р о в £1' я е я». '■'■

.Рассмотрев ме^д-т^аа#1еского ио«енврован55а-на базе. икте- . 'грэльйдго • аоказатавд, .когошй 'йредуаяатравеет кваплексвуэ келиче-: • .ственнуй оценку геологических. параметров компонентов 'ищенерао^-.;' геологических условий. Еыбор гео.;югкчьских параметров определял- .• •

■ ся их шшшш.1 на устойчивость бортов .карьеров. 3 качестве гболо-.../ ' тачб'еккх"шфйле«ров были выбраны дая п о. р о.д .. .к с, р к. б ы ■

•в а т р и в а н и я: мощность /т ■/', .плотность пород /р '/> природная влазнос^ь / ' кчйшсс'ль. 'на граааде-теаучебяв /Мг/,

■ влажность' на границе раск&чывшш» / /, .удельное сцепление' /. С /, угол внутреннего «рения /.V /; д л я с-к а л ь а н х г о р -а'н-х п. о-'р б'Д: Л> ,' водопог.';ощяш;е /Мп /. предел.дгрочносЛ!

на одноосное сжатие / 8с' /,- коэфг-адшп? крепости / '/к/, С .,. линейный разаер блс/;а /;{ /,кооф^'щши' лилейной закарстоааккбс-ти /Кз/.. Для ызеторо-ддений с ашг шкзкерно-геологическимй условиями комплекс параметров может быть скорректирован. Автором построены ноделк выбранных параметров,. выполнена .геологическая ш-торпретэдм. их-структуры,; уешзовлеш-общие и локальные взконелер-. '-воота пространственной изменчивости паригед-ров.. Для йгаль-нкх до.. род ебцке'закономерности пространственной яэменгевости. параметров - . к вкражшэтея в-увелкчення-значений показателей по глере удаления от

• поверхности коры'.выветривания. "Дохалытв- ансмалшг-связаны с изме-:. веншгли мшшрйльного' состава,' степень'э мс-тасоггат11ческого-..из?лене-щя пород.; ' ' ' ' :".'.;■- .'"'.'

:В. качестве.. н|гагноз;груецого параметра выбран и рассчитан угол наклона'" откосов уетуп'оБ карьера /Л /.-'Ддд- него подсчитаны значении парных коэ;».";1щае;1тс.в коррал?щ::;-! с покнзатгчми скальвйх "пород /таол.,2/.' - •'..'.-

.Таблица 1.

; -Матрица парных коз£*\>кциё.а>'ез коррзлщкк /скальных горных пород/ :• показатели - . И^з 'Яс. £к -Кз -

Д. . I. -0,15 0,43 - 0,35 0,71 -0,47

И-л I -0,01 -0,05 - 0,03 -. . 0,02

Яс '. I .. ' ;0,61. .0,01 -0,16-'

£к I . С',14 -.0,66

В ■ 1 -0,2 -

Кг ■ • . I

Анализ парных коэ#идантон корреляции поззоггея обосновать наббр геологических параметров - компонентов йнтеграяьнсго пока- . затаиш. Оценка весовых хса#ициектов шаюдвена на основе рзгрес-' сии, имещей вид:

.'А = 0,43 Хс + 0,68£ - 0.Й4 Кз , где 5с - предел прочности на'одноосное сжатие, "Ла; . С линейный разиер б^.ока, м; Кз - ко-•'эффицквнт. 'линейной закарса'овдаюотв.

Полученное значение божественного коа#игшента 'корреляции 0,87 свидетельствует о тесной связи мекду аС и ьубранншйгкоклонента-, ми. На основе оценок 'значений норжровашшх гзологетеских параметров рассчитаны величини 'интегрального.показателя /СГ-.У, синте-"зировака модель его пола и построен график зависимости Л. -//-У /. Результаты могут рассматриваться в качестве обобщённой прогнозной оценки разреза горных пород "светлинскогс" типа местороадений.

Прогнозное и н я е к е р к о- г е о, л о г и ч а -сков-".-районирование с ' использование ы ком и-л е к с а м е т о д о в.

•Необходимым условней прогноза является вкпфшэаие специального инаенерно-геалогичесЕОго • районирования,- На основании зависимости Л =-.. / / У / виделено три класса пород, 'который' соответствует разная сложность инженерно-геатоплескга условий и разная устойчивость пород. Дта 'шрод корывиветркваник значительной, мощности' и сложного переслаивания разных пород субстрата обосновано ограничение использования интегрального показателя дяя решения прогнозах задач. В связи с этим- прогноз иьт.е нерно-геологупеоких условий стработхш иесторовдений "светлинекого" типа для кор выветривания осуществлен с -использованием аналитического метода и метода аналогий, на основании которых коры выветривания "свзтлииско-го" типа объединены в один. 1У класс устойчивости /табл.. ,3/.

■ . ■ Таблица 3.

'Модель инкеиерно-геодогиеояшс.условий лт кест'ороэдрг11ий "еветлзавского" типа •

шдекс масса, устойчивость : пород

относительно устойчивые

П ' средней устойчивости

Ш

низкой ' устойчивости

1У .

неустойчивые

Ькачешш п:гт.еграль-нсго показателя

Рекомендуемые ор-иенти-розочнне углы наклона'-откосов уступов бортов карьера в условиях осукешга

1-0,7 , • С5~?1(

0,7-0,4 , 55-65°

0,4-0

■38-55с

¿0-25'

о

Возмозд&е. ШУ.ояерно-геологиче-скпе процессы, явления

Река\».ея£уа.шй комплекс мето-доз ггаегноза инженерно-геологических условий, на стадия: разведки

----1—

Единичные осыпи

Вывалы, обрушения

Оснпи,вывалы , об-тзушечия значительных . , объёмов

Прог.юины, оползни» сушфози-онные и ' эрозионные процессы

Метод, аналогий, методы математического. моделирования ■

/аналитический >1. интегрального показателя/

Метод аналогий, метод'прямого расчёта углов наклона бортов карьера.

ЗЛШКШВ •.

. Выполненные исследования позволяет сдатать. следующие вывода: I. Обоснованы основные' компоненты,- обуславливающие единый подход к шшекерно-гзологетзской шенке Свеаышнскбго и Воронцовского месторождений,^ ряда перспективных площадей, йа золоторудное оруде-нениз. К нал принадлежат: геодого-структуркая. позиция, блоковое строение массивов горных.пород, литтого-потрографический состав, характер метасоматич'ескях изменений пород, особенности .гидрогеологических .условий и'набор экзогенных процессов. . . . - ■' ■ 2.. Установлены осповкие хсшоненгн шкенерно-гвсяогических условий, .определяющие их сложность и поззоляшие выделить.для ус-ловий'Урзла новый "светлинский" .тш. золоторудных месторождений. .

" 3. ¿¿явлены основные закономерности распространения и-изменений компонентов инженерно-геологических условий , в пределах месторождений.. ...

Установлено, что разрез изучаемого типа месторождений имеет , двухярусное; строение. Верхний ярус слокен рыхлыми и мялами, связными породами /вскрышными, заполнителем карстовых полостей, текто-ниташг и. породами кор выветривания/. Лидой ярус - прочными скаль-, ными породами, в'различной степени изменёнными .процессами метаморфизма, метасоматоза, а также карстовым. Показано, что для разреза ■пород каждого яруса характерен "стационарный" режим изменчивости . показателей свойств»

.4. Выбран е обоснован комплекс методов прогнозирования инжа-вернсмгеатогическюс условий местороздений "сват.танскогс" типа на стадиях разведки /метдд-аналагим к методы катшатэтеского моделирования/-.

5.: Прогноз методш аналогий выполнен о применением качаствен'-ных и полуколичественных критериев подобия. Моделью-аналогом ме-. стороздений "свбтлинского" .чщт выбрано. Асжафьевское честорокде-вие,- Доказано, что метод аналогий 'является однш из самых эффективных при прогнозировании отработки месторождений, характеризухь . щихся. слокными инаенерно-геологическши условиями. Он является , ' основой при .прогнозном кнжзнерно-ггеолбшческстл районировании и, определении вероятности возникновения ¡гняенерно-геологических .процессов. Особое значение метод приобретает при решении прогнозных задач для месторождений с широким развитием кор выветривания.

£.. Для -компаексиой .ко;яивс?»огщой' оценка ашигостн' ккжснерно-геолсгяческкх условий была кспользохгана.методика, првдтсивккаа- и разработанная Г.К.Бовдарикш и •В.В.Паадаюкм. Выбраны и обоснованы количэстззтше показатели., отраааздие инленарай-геолегические условия. Построен^' мамматэтеекта модели полей показателей.и вияс-нега! обдар и локальные закономерности. Для каздой ячейки зкспе-ршзитальпой основы рассчитаны значения интегрального ноказателя ." и- построена модель его поля. . ■''

7. На базо .интегрального покайате.гя' нкпоявек сроп-;оз инженерно-геологических условна отработки ыесторогжеяйй "етатдашсйЬгд" типа. Получена зависимость угла наклона бортов, карьере й" интегрального показателя, -На основании графика гависшостя ■<£ . ~ / /-У / выполнено шкежзрно-геолагическое. райош;ровавке ниааего 'яруса кзу-чаемых мёсторб/зденай. Выделены 3 катэгораи елозшсстд, отвечащие классам устойчивости: 1 класс относительно -устййчкзкх лород; ; Я класс. - срслчей" устойчивости; Е1 масс - нгзкой усто^чияостз. ' ■' • 8..Обоснована ограничения в яриекзагг •ннтеграпького- показателя для решения прогнозных задач,' отноенздасяЕ к'участках 'развз- . тей кор в1гнотр1ша.Ч2К /на ысстора\де'»ийх "светяЕнекогб"' тжв/:. • Они объеденены в 17 класс устоЗчивостл пород, /неусгсйташге/.

9. На базе комплекса методов составлена' Сйобгйннаа кодекь мегторозденкй "светяанского" яшаг выполнено прогнозно® пкнвцзрио-¡реологическое районирование, ■ чте позвсышт корректно 'решить воггоэ-сн устойчивости 'Сортов карьеров и резвязжя. Енгшпсряо-гешаэгкческжг

.процессов.

10. 'Дашге£!аке иссладоланш* но даишй пройгаш дашяг <йй£б. направлены на верн&ккаци» протеев«» да®®^енге<шашгегаас условий ра&ведкя. обт^ектоз первоочередного вев&шв, еЕсгевахвзащ®; обобщение данных иннечерно-геаюгнческтео 'изучения мгегароядензй для. прогноза глубоких.горизонтов.

: II; 'Яредлагасцая ачтором методике прошозярэвакпя. зккенеряо-геологичёскнх услиый отработки ыестороз^еннй "св&ташн<ж«яЧ$*' типа .монет явиться осноео^ дая разработки олтшалышх решвивй,. касадк Щ'.ссся строительства карьеров глубокого зайкакЕя :г технологии разработки. полезных нбкепдеш'х;. •. '

12.. Иредставдеинке в работе результата были. ксао.'а-зошнн. при цроектерс-вь.чш1 и строительство Светлкнского.'терьера. Верий'вшциг. прогноза, выполненного путей сравнительного анализа прогнозных дш-вда с фактическим, иодученного на отатко-зксхиуатацЕОннш угэйзае-' Сватливского месторождения, показала аС/Тективпоств методвкг, щ&а-лаж-ивой автором.

' Список

работ, опубликованных по теме диссертации

• I, Методика изучения: закарстовашюста кралрризотзаннк«' известняков с.целью прогноза водоярктоков и устойчивости бортов прозкти-•' рузмого-карьера.'..Тезиса докладов ■ "Проблемы изучения техногенного карста',' Кунгур, 1588', с 35 /совместно с Э.й.Айанаскадк, В.П.Нсви-ковнм/. ...

■ 2. Основные аспекты изучения кнкеперпо-гаологических услов1Й "светлийского" типа месторождений. Тезис;; докладов I всесоюзного съезда.инженеров-геологов, гидрогеологов и гзокркологов. Киев, 10-14 октября 1388'г./совместно , с Э.Й.Афаиаевада, '.В,П.Новтсовыи/.

3. Гидрогеологические условия, как-фактор, форлзфущий инке-нерво-геояостяескую обстановку. ыеотораздетш. Тезксп докладов "Всероссийской конференции по изучению.иодзокних вод Урала." 'Челя-■ банек, 1989 /совместно а. Э.И.А&анасиада, •В.и.Новйковыи/^

4. Особенности методики прогноза условий разработки по данниа разведочных работ на одном из месторождений Дачкарского рудного узла. Деп. в ВШИТИ,'. 29,03.89,. & 205(3. .

5. К оценке степени закярстованнсстя мрдаоров и мрааоризован-Ш»х известняков.. Йен. в ВИНИТИ (К.08.20, 'У? 4462.

6. Комплексная оценка степени, трепдааоватостя и прогноз устойчивости бортов проектируемых карьеров на стадиях разведки место-. ■рождений. Теология и разведка, 1992, 6, с. 74-80. / совместно с ..

Э.И.Афанасиади/. . ■, '

7. Проблемы гидрогеологии, инкекорнсй геологии к геоэкологии при разведке и эксплуатация».меотороздекий лаяозных кскопашнх на. Урале. Изв. УТИ, сер. Геология и геофизика, 3353, вып.2, с.189-199 '/совместно с Э.Й.А11шаскади, О.Н.Грязнодад к ..др./'»