Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обоснование геомеханических факторов для диагностики опасности карстопроявлений при недропользовании

ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Обоснование геомеханических факторов для диагностики опасности карстопроявлений при недропользовании"

УДК 622.84

Мельник Виталий Вячеславович

ОБОСНОВАНИЕ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ОПАСНОСТИ КАРСТОПРОЯВЛЕНИЙ ПРИ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИИ

Специальность 25.00.20 «Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-2 ЛЕН 2010

Екатеринбург - 2010

004615072

Работа выполнена в Институте горного дела Уральского отделения Российской академии наук

Научный руководитель - доктор технических наук

Сашурин Анатолий Дмитриевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Тагильцев Сергей Николаевич

доктор технических наук Зотеев Олег Вадимович

Ведущая организация - Пермский государственный

технический университет

Защита состоится « № » декабря 2010 г. в часов на заседании

диссертационного совета Д 004.010.01 при Институте горного дела УрО РАН по адресу: 620219, г. Екатеринбург, ГСП-936, ул. Мамина-Сибиряка, 58.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института горного дела УрО РАН.

Просьба направлять отзывы почтой в 2 экземплярах, заверенных печатью организации, по указанному выше адресу.

Автореферат разослан «3 » кИд^лМ- 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета р .

доктор технических наук, профессор ■ — В.М.Аленичев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В современных условиях рыночной экономики особенно остро встает вопрос рационального использования территорий для строительства и эксплуатации объектов недропользования, поскольку опасные геологические процессы делают огромные экономически выгодные территории непригодными для использования. Карстопроявления занимают особое место среди опасных процессов, происходящих в земной коре, по степени скрытости его протекания, внезапности проявления, катастрофичности последствий и трудности прогнозирования. Только в России карстовым деформациям подвержено около 13 % территории, в том числе в пределах более 300 городов и тысяч более мелких поселений, в которых проживают 19 % населения страны. Суммарный экономический ущерб от карстового и тесно связанного с ним суффозионного процессов составляет в России, по экспертным оценкам, от 30 до 45 млрд. руб. в год. В связи с этим разработка научно обоснованного подхода к рациональному использованию карстоопасных территорий, учитывающего закономерности воздействия карстопроявлений на объекты недропользования, представляет собой актуальную научную и практическую задачу.

В работе исследована роль геомеханических и геодинамических факторов в развитии карстопроявлений, разработана методика диагностики карстопроявлений территорий для безопасного строительства и эксплуатации объектов в различных областях экономики, связанных с недропользованием.

Работа выполнена в рамках фундаментальных исследований: грантов РФФИ № 06-05-66404 (2006-2008 гг.) и № 07-05-00613 (2007-2009 гг.); федеральной целевой программы № 2007-5-1.5-21-03 (2007 г.); приоритетной программы фундаментальных исследований Президиума РАН №13 (2006 г.); интеграционной программы совместных исследований УрО РАН с СОРАН (2009 г.); программ отделения наук о Земле РАН №5 (2006 г.) и №6 (2008 г.); Госконтракта № 02.740.11.0317 (2009 г.).

Объект исследований - карстоопасный массив горных пород.

Предмет исследований - процессы деформирования в карстоопасных массивах и их влияние на объекты недропользования.

Цель работы заключается в исследовании геомеханических процессов и явлений, происходящих в районах распространения поверхностного и подземного карста, а также их влияния на активизацию карстопроявлений и параметры сдвижения от подземных карстовых пустот для оценки безопасности объектов недропользования в зоне их влияния.

Основные задачи исследований:

- анализ современного состояния и изученности опасности карстопроявлений, методов изучения карста и прогнозирования вредного влияния на объекты недропользования;

- изучение геомеханических процессов, происходящих на карстоопасном участке, и построение его геомеханической модели для определения параметров сдвижения от карстовых пустот;

- обоснование методов исследования массива горных пород при построении геомеханической модели;

- разработка методики оценки опасности карстопроявлений с точки зрения выхода процесса сдвижения на земную поверхность, а также влияние погребенного карста на устойчивость объектов недропользования;

- промышленные эксперименты по проверке разработанной методики для решения конкретных задач обеспечения безопасности строительства и эксплуатации объектов недропользования на закарстованных территориях.

Основная идея работы заключается в использовании зависимости опасности карстопроявлений от структурно-тектонического строения массива и его современной геодинамической активности, определяющей фильтрационные свойства и степень дезинтеграции налегающей толщи.

Основные защищаемые положения:

1 Активизация карстопроявлений происходит в зонах тектонических нарушений, обладающих высоким уровнем современных трендовых и циклических геодинамических движений. Современные движения

поддерживают горный массив в дезинтегрированном состоянии, вызывают образование новых и раскрытие существующих трещин, определяющих снижение прочностных характеристик и повышенную водопроницаемость породного массива.

2 Опасность карстопроявлений выражается в развитии деформационных процессов на земной поверхности. Параметры деформации поверхности зависят от глубины залегания, морфологии и степени заполнения карстовой полости. Современное развитие деформационных процессов определяется степенью изменения геомеханических и гидрогеологических характеристик массива горных пород под воздействием природной и техногенной геодинамической активности геологической среды.

3 Применение систем спутниковой геодезии в сочетании с геофизическими методами изучения приповерхностной части геологической среды (электрометрия, спектральное сейсмопрофилирование, георадарное зондирование) позволяет обосновать объемную модель геологического строения и определить количественные характеристики геодинамической подвижности карстоопасного участка. Полученная структурно-динамическая модель массива горных пород выступает в качестве геомеханической основы достоверного выявления и прогнозирования развития опасных карстопроявлений.

Научная новизна работы определяется следующими основными результатами:

1 Выявлены основные геомеханические факторы, определяющие опасность карстопроявлений, - современная геодинамическая активность тектонических нарушений, трансформация свойств пород в тектонических нарушениях и изменение гидродинамического режима.

2 Обоснованы принципы определения степени карстовой опасности на основании расчета возможности выхода процесса сдвижения от карстовых полостей на земную поверхность.

3 Разработана и успешно опробована новая методика диагностики

карстопроявлений и параметров образующихся пустот геофизическими и геодезическими методами.

Практическое значение работы. Разработанная методика диагностики карстопроявлений позволяет обеспечить безопасное освоение закарстованных территорий. Результаты диссертации использованы для решения практических задач определения причин карстопроявлений и выдачи рекомендаций по безопасной эксплуатации объектов различного назначения на закарстованных территориях Урала и Сибири.

Достоверность научных положений подтверждается положительным результатом большого объема экспериментальных работ в полевых условиях, использования проверенных методов исследования структуры горного массива и геодинамической активности, численного сопоставления результатов промышленных экспериментов с модельными представлениями, использования защищаемых в диссертации положений отделом геомеханики ИГД УрО РАН при решении задач обеспечения безопасности строительства и эксплуатации объектов недропользования на закарстованных территориях.

Личный вклад автора состоит в проведении натурных наблюдений, сборе, анализе и систематизации данных практики и ранее проведенных исследований. Лично автором разработана методика изучения геомеханических параметров карстоопасного массива; установлены критерии устойчивости, деформирования и обрушения земной поверхности от карстовых полостей; установлена взаимосвязь между геодинамической активностью карстоопасной территории и выходом воронок обрушения от карста на земную поверхность.

Реализация работы осуществлена при исследовании процессов сдвижения и решении вопросов охраны объектов, находящихся в пределах развития карста, на Качканарском ГОКе, Высокогорском ГОКе, ОАО «Илецксоль», СУБРе, объектах линейных инженерных сооружений г. Сургута и ОАО «Уралтрансгаз», при производстве инженерных изысканий в Пермском крае и на других объектах недропользования.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных конференциях «Геомеханика в горном деле» (Екатеринбург, 1999, 2000, 2007, 2009 гг.), «Неделя горняка» (Москва, 2005, 2006, 2007, 2008 гг.), молодежных научно-практических конференциях «Проблемы недропользования» (Екатеринбург, 2007, 2009, 2010 гг.); на технических совещаниях по решению проблем карстопроявлений (ОАО Высокогорский ГОК, ОАО «Илецксоль», Качканарский ГОК, СУБР, ОАО «Уралтрансгаз»),

Публикации. По теме диссертации опубликовано 30 печатных работ. Основные положения диссертации и методика исследований изложены в 16 работах, в том числе 7 в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения. Содержит 189 страниц машинописного текста, в том числе 8 таблиц и 72 рисунка. Список использованных источников включает в себя 102 наименования.

Автор выражает благодарность за профессиональное руководство научному руководителю д.т.н. А.Д. Сашурину, за содействие, поддержку и консультации по вопросам диссертации проф., д.т.н. C.B. Корнилкову, а также сотрудникам отдела геомеханики ИГД УрО РАН за сотрудничество и поддержку, оказанные в период выполнения исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы.

В первой главе диссертации представлено современное состояние методов оценки карстопроявлений, поставлены задачи исследований.

Проблеме изучения условий и закономерностей развития карста, способам и методам инженерной защиты от него, прогнозированию проявлений карста и оценке карстоопасности посвящены работы многих известных российских и зарубежных исследователей, таких как Г.А. Максимович, A.A. Крубер, Н.В. Родионов, H.A. Гвоздецкий, Д.С. Соколов,

И.А. Саваренский, В.М. Кутепов, A.B. Ступишин, В.И. Мартин, И.А. Печеркин, В.В. Толмачев, J. Corbel, J. Jarin, A. Bogli и другие. В инженерной геологии вопросам изучения карста посвящены работы В.Д. Ломтадзе, B.C. Лукина, А.Г. Чикишева. Гидрогеология карста исследовалась Н.Д. Будановым, В.Ф. Прейсом, Н.С. Шабалиной, В.П. Новиковым, И.И. Плотниковой. Разработкой геофизических методов изучения карстопроявлений занимались A.A. Огильви, Л.В. Пинягина, П.В. Вишневский, A.A. Абрамов. Вопросами оценки карстовой опасности занимались З.А. Макеев, В.В. Толмачев, Ф. Ройтер, X. Молек, И.А. Саваренский, H.A. Миронов, Г.Н. Дублянская и В.Н. Дублянский.

Анализ современного состояния проблемы опасности карстопроявлений показал, что общепринятой интегральной мерой рассматриваемой опасности до последнего времени является среднемноголетняя интенсивность провалообразования, предложенная З.А. Макеевым в 1948 г.

Существует ряд нормативных документов, регламентирующих проведение изысканий, проектирование, строительство и эксплуатацию зданий и сооружений на закарстованных территориях. Меры защиты в них сводятся к ограничению строительства, снижению ответственности сооружений, выбору противокарстовых мероприятий на карстоопасных территориях по тем же косвенным признакам, основанным на статистически-вероятностной оценке территории.

Методы, позволяющие непосредственно оценивать карстовую опасность, только начинают внедряться в практику проектирования объектов, в том числе делаются попытки компьютерного моделирования процесса сдвижения от карстовых пустот, но в этих работах рассматривается идеализированная среда без учета реальных структурных особенностей карстового массива и современной геодинамики. Недоучет этих факторов в реальных условиях может привести к непредсказуемым последствиям.

Таким образом, разработка методики, направленной на прогнозную оценку потенциальной опасности выхода обрушений от карстовых пустот на

поверхность, вида и формы деформирования поверхности с учетом геомеханических факторов, определяющих свойства закарстованного массива, является основным направлением исследований в диссертации.

Во второй главе обоснованы основные геомеханические факторы, определяющие карстоопасность массива горных пород, - тектоническая нарушенность и современная геодинамическая активность карстоопасного массива, а также определена взаимосвязь этих факторов с гидрогеологическими характеристиками массива, отвечающими за процессы карстообразования. Активизация карстопроявлений возможна в тех зонах породных массивов, где открытые и взаимосвязанные трещины, определяющие водопроницаемость скальных горных пород, возникают и сохраняются в связи с геодинамической активностью.

Исходя из обоснованных Д.С. Соколовым четырех необходимых условий развития карста (наличия растворимых пород, их водопроницаемости, движущейся воды и ее растворяющей способности) можно обосновать основные факторы, влияющие на активизацию карстопроявлений.

Обрушение возможно только при достижении карстовой полостью предельных размеров, при этом интенсивность подземной карстовой денудации в естественных условиях (по формуле А.Г. Чикишева) составляет, мм/1000 лет

И = 0,0126()Т/Р, (1)

где И - интенсивность карстового процесса; Q - сток; Т - содержание в воде растворимой карстующейся породы; Р - площадь карстующихся пород; 0,0126 - коэффициент для карбонатных пород (для сульфатных 0,0117). Для известняков

И = 0,0126-0,00266-550/1 =0,018

Следовательно, растворение карбонатных пород в естественных условиях играет ничтожно малую роль в активизации провалообразования.

Основными причинами активизации карстопроявлений являются:

- современная геодинамическая активность тектонических нарушений, определяющая повышенную водопроводимость и раскрытие трещин, а также высокую степень дезинтеграции налегающей над карстовой полостью толщи;

- нарушение гидродинамических условий в результате эксплуатации трещинно-карстового водоносного горизонта, что приводит к увеличению скорости движения воды и изменению направления ее движения;

- утечки из городских коммуникаций и нарушение поверхностного стока, что приводит к повышению агрессивности и усилению поверхностной инфильтрации.

Влияние активной тектоники и техногенной деятельности на проявления карста представлено на схеме проявления карстово-суффозионных процессов по району г. Дзержинска, построенной филиалом ОАО ПНИИИС «Противокарстовая и береговая защита» (рисунок 1). Практически вся территория города является карстоопасной, но провалы происходят преимущественно в тектонически нарушенных зонах, особенно в местах пересечения тектонических нарушений. Статистическая обработка результатов мониторинга показала, что 86% всех образовавшихся карстовых провалов приходятся на зоны тектонических нарушений и прилегающие к ним территории и только 14% провалов расположены за их пределами (рисунок 2).

Современными исследованиями установлено, что значения смещений и деформаций в зонах тектонических нарушений за счет межблочных подвижек в 4 - 6 раз превышают внутриблочные смещения и деформации участков массива, находящихся между этими зонами. Кроме повышенной водопроницаемости, массив горных пород над карстовыми полостями в таких зонах приведен в дезинтегрированное состояние, уменьшающее его прочностные свойства.

Взаимосвязь гидрогеологических, структурно-тектонических и геодинамических характеристик карстоопасного массива имеет большое значение при прогнозировании карстопроявлений. Фильтрационные свойства горного массива, отвечающие за процессы карстообразования в нем,

Рисунок 1 - Схема проявления карстово-суффозионных процессов по району г. Дзержинска за 50 лет (1956 - 2005 гг.)

Рисунок 2 — Количественное соотношение зон образования карстовых провалов

полностью зависят от степени его трещиноватости и тектонической нарушенности. Современная геодинамическая активность тектонических нарушений, в свою очередь, провоцирует активизацию трещиноватости и переход массива в дезинтегрированное состояние, предопределяя развитие обрушений над карстовой полостью.

В третьей главе обоснована методика исследования карстопроявлений, проведена оценка методов глубинной диагностики структуры карстоопасного массива, определены оптимальные геофизические методы построения

reo механической модели, рассмотрены методы исследования современной геодинамической активности тектонических нарушений.

Достоверное выявление опасных карстопроявлений требует обязательного изучения тектонической структуры и оценки уровня геодинамической активности породного массива. Специальный комплекс геофизических и геодезических исследований позволяет оценить блочную структуру, степень нарушенное™ и уровень современной подвижности отдельных структурных элементов карстового массива. Исследования, проведенные в настоящей работе, показали, что наиболее информативными, производительными, достоверными и дешевыми являются геофизические методы изучения карста в сочетании с технологиями спутниковой геодезии GPS.

Наиболее эффективны электроразведка, георадарное зондирование и спектральное сейсмопрофилирование. Электроразведка обеспечивает площадные исследования для диагностики тектонического строения карстоопасной территории и ограничения закарстованности по площади. Георадарное зондирование используется для диагностики состояния налегающей толщи и распространения приповерхностного карста, а спектральное сейсмопрофилирование - для оценки степени дезинтеграции горного массива, уточнения структурного строения и выявления геоморфологии глубинного карста.

Информацию о деформации земной поверхности за определенное время можно получить только на тех участках, где проводится постоянный геодезический мониторинг в течение длительных периодов. Текущие исследования современной геодинамической активности, которая предопределяет фильтрационные свойства карстоопасного массива и степень дезинтеграции налегающей толщи, наиболее эффективно проводятся с использованием технологий спутниковой геодезии GPS.

В четвертой главе проанализированы имеющиеся методы оценки воздействия пустот на земную поверхность, обоснована расчетная

геомеханическая модель карстоопасного массива, разработан экспериментально-аналитический метод оценки опасности карстопроявлений, обобщены методы укрепления карстующихся пород.

Для построения геомеханической модели карстоопасного участка требуется проведение следующего комплекса исследований. На первом этапе выполняются мелкомасштабные электроразведочные исследования, дающие общее представление о тектонической структуре горного массива. Далее проводится детализация крупномасштабными электроразведочными исследованиями, которая позволяет ограничить площадь распространения карста. На следующем этапе проводятся глубинные исследования морфологии карста методами георадарного зондирования и спектрального сейсмопрофилирования. Гидрогеологические условия и гидродинамический режим исследуемого участка определяются в процессе заверочного бурения скважин и проведения опытно-фильтрационных работ.

Параметры современных геодинамических движений выявляются методами спутниковой геодезии, комплекс которых позволяет оценить возможность активизации процессов карстообразования за счет раскрытия водоносных трещин и активизации суффозионного выноса. Далее расчетным путем оценивается возможность выхода процесса сдвижения от карстопроявлений на земную поверхность, размеры, глубина возможных деформаций и степень влияния этих деформаций на объекты недропользования.

Опасность карстопроявлений определяется возможностью и параметрами выхода процессов обрушения на земную поверхность. В работе проанализированы различные методы, подходящие для расчета сдвижения от карстопроявлений, в том числе:

методика для расчета сдвижения, разработанная Институтом горного дела Минмета СССР;

методика, разработанная М.А. Кузнецовым и В.В. Громовым для оценки возможности разрушения сводов естественного равновесия в толще слепых залежей;

методика оценки устойчивости обнажений «эквивалентных пролетов», разработанная И.Д. Ривкиным.

Все рассмотренные методики, которые могут быть использованы для расчета сдвижения горных пород от карстовых пустот, имеют одно существенное ограничение - в массиве не должно быть тектонических нарушений и обводненных массивов горных пород, что является главным критерием развития карста.

На основании исследований геомеханической модели карстоопасного участка и обобщения существующих методов расчета в диссертации предлагается для расчета процесса сдвижения от карстовых полостей использовать зависимости, учитывающие параметры карстовой полости, глубину ее залегания, степень заполнения дисперсным материалом и взаимное расположение с геодинамически активными нарушениями:

1 При геодинамически пассивных нарушениях в налегающей толще пород земная поверхность не претерпит опасных деформаций, если

Н3>551Ги, (2)

где Нз - глубина залегания карста (рисунок 3); /э - эквивалентный пролет карстовой полости (выражение (3)); / - крепость пород по М.М. Прото дьяконову.

Для карстовых полостей, где длина по простиранию (¿) меньше двукратной величины проекции обнажения вкрест простирания на горизонтальную плоскость (/), т.е. Ь < 21, значение эквивалентного пролета определяется по формуле:

В карстовых полостях большой длины, удовлетворяющих условию Ь>21, можно принять, что 1Э — I

Рисунок 3 - Схема к определению устойчивого состояния земной поверхности: а -разрез вкрест простирания карстовой полости; б - проекция на вертикальную

плоскость

2 При геодинамически активных тектонических нарушениях на земной поверхности не образуется провала, но развиваются плавные деформации, требующие специальных мер по обеспечению безопасности объектов, если

НЖ-У^Ж, (4)

где Н, - глубина залегания карста; 5 - площадь карста в плане; V - объем карста; Кдисп - объем дисперсного заполнителя; К - коэффициент, определяемый по остаточному разрыхлению обрушенных пород.

Использование этих зависимостей позволит ввести ограничения по использованию различных методов оценки в зависимости от степени геодинамической активности карстоопасной территории.

Предлагаемая методика для расчета параметров процесса сдвижения карстовых полостей позволяет определить степень опасности карстопроявлений, возможность безопасного строительства и эксплуатации объектов недропользования на карстоопасных территориях. В случае попадания объектов недропользования в зону опасных деформаций требуется проведение специальных мероприятий по укреплению карстующихся пород. Строительство на таких территориях должно быть технически и экономически

обосновано, а методы укрепления карстующихся грунтов и особенности строительства на карстоопасных территориях регламентируются специальными нормативными документами.

В пятой главе представлена опытно-промышленная проверка и практическое применение результатов исследований.

Исследования карстопроявлений на Красногорском участке газопровода Бухара - Урал проводились с целью обеспечения безопасности эксплуатации газопровода. Проблема заключалась в выходе на земную поверхность воронок обрушения диаметром до 8 - 10 м и глубиной порядка 3 - 5 м, в результате чего часть трубы третьей нитки газопровода оказалась обнаженной и в подвешенном состоянии.

На первом этапе были проведены мелкомасштабные исследования, выявившие наличие и параметры тектонического нарушения, далее была произведена детализация, ограничившая площадь распространения карста как по глубине, так и по площади. Данные по имеющимся гидрогеологическим скважинам на территории карстопроявлений показали наличие депрессионной воронки от скважинного водозабора, что предопределило смену гидродинамического режима. Диагностика современной геодинамики показала активность тектоники, проявившуюся в сильной дезинтеграции тектонического шва. Все это предопределило активизацию карстопроявлений на данном участке. Проведенные через год повторные геофизические исследования показали продолжение развития этих процессов, и увеличение площади карста. Новые провалы образовались в спрогнозированных местах, что подтвердило состоятельность предложенной методики. Расчет параметров сдвижения, по методу эквивалентных пролетов, позволил определить возможные размеры воронок обрушения и соотнести их с прочностью трубопровода, что обосновало безопасность эксплуатации газопровода с точки зрения обрыва от провисания.

Исследование процесса обрушения под подъездной железной дорогой Высокогорского ГОКа показало, что причиной является развитие процессов

карстообразования, связанное с формированием гидродинамического потока с озера, находящегося на борту, в карьер. В результате образовалась незаполненная карстовая полость предельных размеров, что привело к обрушению. Наличие тектоники на данном участке предопределило повышенную дезинтеграцию массива и высокие фильтрационные показатели. Геофизические исследования позволили ограничить площадь распространения карста, а методы расчета параметров сдвижения - опасную зону деформаций, за которую были вынесены дополнительно уложенные железнодорожные пути.

Разработанные методики не только позволяют решать задачи безопасной эксплуатации имеющихся объектов недропользования, выявлять причины произошедших аварийных ситуаций и выдавать рекомендации по их ликвидации, но и решать задачи прогнозирования карстопроявлений перед строительством сооружений. В результате проведенных инженерно-геофизических изысканий при строительстве мостового перехода через реку Уфу в Свердловской области и опор антенной связи в Пермском крае были выбраны оптимальные параметры сооружений, места их благоприятного расположения, а также разработаны меры защиты участка строительства от активизации процессов карстопроявлений.

Заключение

На основе выполненного комплекса исследований в диссертационной работе решена важная научно-техническая задача — оценка опасности карстопроявлений с учетом важнейших геомеханических факторов: структурно-тектонического строения массива и геодинамической активности тектонических нарушений. Разработанные в диссертации методики позволяют непосредственно оценивать карстовую опасность и делают возможным прогнозирование деформаций земной поверхности от сдвижения карстовых пустот.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1 Установлены основные закономерности активизации карстопроявлений на земной поверхности, которая возможна только в условиях повышенной водопроницаемости карстоопасного массива, в первую очередь зависящая от наличия тектонических нарушений и их современной геодинамической активности.

2 Доказано, что опасность карстопроявлений определяется возможностью и параметрами выхода процессов обрушения на земную поверхность. Параметры деформации поверхности зависят от глубины залегания, морфологии и степени заполнения карстовой полости. Современное, развитие деформационных процессов определяется степенью изменения геомеханических и гидрогеологических характеристик массива горных пород под воздействием природной и техногенной геодинамической активности геологической среды.

3 Обоснованы основные методы изучения геомеханического состояния и современной геодинамической активности карстоопасного массива для построения его геомеханической модели. Применение систем спутниковой геодезии в сочетании с геофизическими методами изучения приповерхностной части геологической среды (электрометрии, спектрального сейсмопрофилирования, георадарного зондирования) позволяет обосновать объемную модель геологического строения и определить количественные характеристики геодинамической подвижности карстоопасного участка. Полученная структурно-динамическая модель массива горных пород выступает в качестве геомеханической основы достоверного выявления и прогнозирования развития опасных карстопроявлений.

4 Произведена практическая проверка разработанной методики на объектах недропользования для решения задач, связанных с выявлением причин провалообразования, ликвидацией последствий карстопроявлений,

диагностикой и обоснованием безопасного строительства и эксплуатации сооружений на карстоопасных участках. Проверка показала, что разработанные методы геофизической и геодинамической диагностики карстоопасного массива позволяют достоверно определить исходные параметры, требуемые для оценки степени его опасности. Теоретически обоснованные зависимости подтверждаются натурными экспериментами и подтверждены заверочным бурением. Использование полученных зависимостей устойчивости толщи, налегающей над карстовыми пустотами от тектонической нарушенности и современной геодинамической активности массива, позволяет диагностировать карстоопасный массив относительно деформирования земной поверхности.

Применение решений, полученных в работе, и внедрение их в практику позволит обеспечить безопасность объектов недропользования в карстоопасных областях и вовлечь новые, ранее не использованные, земли в жизнедеятельность.

Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендуемых ВАК РФ:

1 Мельник В. В. Геоэлектрический контроль геомеханических явлений [Текст] / А. А. Кашкаров, А. А. Панжин, В. В. Мельник // Маркшейдерский вестник. - 1998. - №2 (24)-98. - С. 17-20.

2 Мельник В. В. Анализ условий сопоставимости масштабов природных и техногенных геодинамических явлений и методов их изучения [Текст] / А. А. Кашкаров, В. В. Мельник, С. В. Усанов // Маркшейдерия и недроведение. -2001.-№1. -С. 25-27.

3 Мельник В. В. Использование геоэлектрических методов для оценки геомеханических и гидрогеологических параметров природных и техногенных горных массивов дамбы хвостохранилища Качканарского ГОКа [Текст] / А. Д.

Сашурин, В. В. Мельник // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2002. - №12. - С. 85-87.

4 Мельник В. В. Исследование и создание геолого-структурной и геомеханической модели участка недропользования [Текст] / В. В. Мельник, А. Л. Замятин // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2005. -№4-С. 226-230

5 Мельник В. В. Диагностика карстоопасности методом спектрального сейсмопрофилирования [Текст] / В. В. Мельник // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. - №7- С. 153-156.

6 Мельник В. В. Исследование структурных особенностей массива горных пород подземных сооружений [Текст] / В. В. Мельник, А. Л. Замятин // Известия вузов. Горный журнал. - 2008. - №8. - С. 165-171.

7 Мельник В. В. Оценка опасности карстопроявлений геофизическими методами [Текст] / В. В. Мельник // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2008. - №9. - С. 143-147.

Статьи, опубликованные в научных сборниках, журналах и материалах конференций:

1 Мельник В. В. Взаимосвязь электрометрических и структурных геомеханических моделей скальных массивов [Текст] / А. А. Кашкаров, В. В. Мельник // Проблемы геотехнологии и недроведения: докл. междунар. конф. / ИГД УрО РАН. - Екатеринбург: УрО РАН, 1998. - С. 25-29.

2 Мельник В. В. Методы исследования комплекса геомеханических, гидрогеологических и геоэлектрических параметров горных пород и массивов [Текст] / А. А. Кашкаров, В. В. Мельник // Геомеханика в горном деле: докл. междунар. конф. / ИГД УрО РАН. - Екатеринбург, 2000. - С. 20-22.

3 Мельник В. В Изучение строения участка земной коры и создание его геолого-структурной модели [Текст] / В. В. Мельник, А. Л. Замятин //

Уральская молодежная научная школа по геофизике, 5: докл. конф. -Екатеринбург: УГГГА, 2004. - С. 43-46.

4 Мельник В. В. Определение местоположения и размеров карстовых пустот на Илецком месторождении каменной соли [Текст] / В. В. Мельник, А. Л. Замятин // Геология и геоэкология европейской России и сопредельных территорий: Рос. молодежная науч. конф. XV, посвященная памяти К. О. Кратца. - СПб.: ИГГД РАН - 2004. - С. 57-62.

5 Мельник В. В. Применение метода спектрального сейсмопрофилирования для оценки геомеханического состояния массива горных пород вокруг шахтных выработок [Текст] / В. В. Мельник // Проблемы освоения недр в XXI веке - глазами молодых: сб. науч. материалов. - М.: ИПКОН РАН, РФФИ, 2006. - С. 58-62.

6 Мельник В. В. Геомеханические аспекты диагностики опасности карстопроявлений при недропользовании [Текст] / В. В. Мельник // Геомеханика в горном деле: докл. всерос. конф. / ИГД УрО РАН. -Екатеринбург, 2008. - С. 114-120.

7 Мельник В. В. Использование методов диагностики карстопроявлений при инженерно-геологических изысканиях [Текст] / В.В. Мельник // Проблемы недропользования: материалы III всероссийской молодежной научно-практ. конф. - ИГД УрО РАН. - Екатеринбург, 2009. - С. 12-16.

8 Мельник В. В. Исследование геомеханических факторов в диагностике опасности карстопроявлений при недропользовании [Текст] / В. Мельник // Proceedings of the X-th Jubilee national conférence with international participation of the open and underwater mining of minerais / International House of Scientists "Fr. J. Curie", Varna, Bulgaria. - Varna, 2009. - P. 297-302.

9 Мельник В. В. Методика диагностики опасности карстопроявлений при недропользовании [Текст] / В. В. Мельник // Геомеханика в горном деле: докл. научно-техн. конф. / ИГД УрО РАН. - Екатеринбург, 2009. - С. 185-192.

Подписано в печать 25.10.2010. Формат 60x84 1/16 Гарнитура «Times». Усл. печ. л. 1,4. Тираж 100 экз. Заказ №

Отпечатано в типографии ИПЦ «Издательство УрГУ» 620000, Екатеринбург, ул. Тургенева, 4

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Мельник, Виталий Вячеславович

ВВЕДЕНИЕ.

1. АКТУАЛЬНОСТЬ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ КАРСТОПРОЯВЛЕНИЙ.

1.1 Актуальность задачи защиты объектов недропользования от карстопроявлений.

1.2 Современные методы и подходы к решению задачи обеспечения безопасности от карстопроявлений.

1.3 Задачи исследований диссертационной работы.

Выводы.

2. ГЕОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И МОДЕЛЬ КАРСТООПАСНОГО УЧАСТКА МАССИВА.

2.1 Основные факторы, определяющие карстоопасность массива горных пород.

2.2 Иерархически блочная структурами характерные зоны массива г горных пород.

2.3 Современная геодинамическая активность и закономерности ее распределения в массиве горных пород.

2.4 Взаимосвязь гидрогеологических характеристик карстоопасных участков со структурой и геодинамической активностью массива горных пород.

Выводы.

3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ПОСТРОЕНИИ ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ.

3.1 Обоснование методики исследования карстоопасного массива.

3.2 Изучение глубинного строения массива горных пород.

3.2.1 Построение геоэлектрической модели массива.

3.2.2 Выявление структурных особенностей массива с использованием спектрального сейсмопрофилирования.

3.2.3 Определение параметров и морфологии массива георадарным зондированием.

3.3 Методы диагностики параметров современных геодинамических движений.

Выводы.

4. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ОПАСНОСТИ КАРСТОПРОЯВЛЕНИЙ

4.1 Методы оценки опасности воздействия пустот на земную поверхность.

4.2 Расчетная геомеханическая модель.

4.3 Экспериментально-аналитический метод оценки опасности карстопроявлений.

4.4 Методы укрепления карстующихся пород.

Выводы.

5. ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРОВЕРКА И ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1 Исследования процесса карстопроявлений и разработка мероприятий по обеспечению безопасности газопровода «Бухара-Урал» на Красногорском участке.

5.2 Исследование и прогноз процесса карстопроявлений под подъездной дорогой Высокогорского ГОКа.

5.3 Диагностика опасности карстопроявлений на участке строительства перехода через р. Уфу.

5.4 Диагностика опасности карстопроявлений при строительстве антенных мачт мобильной связи.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование геомеханических факторов для диагностики опасности карстопроявлений при недропользовании"

В современных условиях рыночной экономики особенно остро встает вопрос рационального использования территорий для строительства и эксплуатации объектов недропользования, поскольку опасные геологические процессы делают огромные экономически выгодные территории непригодными для использования. Карстопроявления занимают особое место среди опасных процессов, происходящих в земной коре, по степени скрытости его протекания, внезапности проявления, катастрофичности последствий и трудности прогнозирования.

Только в России карстовым деформациям подвержено около 13 % территории, в том числе в пределах более 300 городов и тысяч более мелких поселений, в которых проживают 19 % населения страны. Суммарный экономический ущерб от карстового и тесно связанного с ним суффозионного процесса составляет в России, по экспертным оценкам, от 30 до 45 млрд. руб. в год.

В науках о Земле хорошо изучены причины, условия возникновения4 и развития карста. Для использования накопленных знаний в целях повышения эффективности и обеспечения безопасности освоения карстоопасных районов необходимо увязать процессы карстообразования с геомеханическими процессами деформирования вмещающих пород и налегающей толщи и воздействием последствий их проявления на объекты недропользования.

Проблеме4" изучения* условий и закономерностей развития карста, способам и методам инженерной- защиты от него, прогнозированию проявлений карста и оценке карстоопасности при освоении территорий посвящены работы многих известных российских и зарубежных исследователей, таких как Г. А. Максимович, А. А. Крубер, Н. В. Родионов,

ЬГ. А. Твоздецкий, Д. С. Соколов, И. А. Саваренский, В. М. Кутепов, JI. А.

Молоков, М. С. Газизов, А. В. Ступишин, В. И. Мартин, И. А. Печеркин, К.

А. Горбунова, В. В. Толмачев, J. Corbel, J. Jarin, A. Bogli и другие. Вопросам 4 инженерно-геологического изучения карста посвящены работы В! Д. Ломтадзе, В. С. Лукина, А. Г. Чикишева, Б. Н. Иванова. Гидрогеологические условия развития карста исследовались Н. Д. Будановым, В. Ф. Прейсом, Н. С. Шабалиной, В. П. Новиковым, И. И. Плотниковой, С. В. Палкиным. Разработкой геофизических методов изучения карстопроявлений занимались А. А. Огильви, Л. В. Пинягина, П. В. Вишневский, А. А. Абрамов. Вопросам оценки карстовой опасности посвящены работы 3. А. Макеева, В: В. Толмачева, Ф. Ройгера, X. Молека, И. А. Саваренского, Н. А. Миронова, Г. Н. Дублянской и В. Н: Дублянского.

Широкий круг ученых, занятых в этой области объясняется чрезвычайно широким распространением и многообразием карстовых проявлений, активно влияющих на безопасность жизнедеятельности людей.

Анализ современного состояния и изученности проблемы опасности карстопроявлений показал, что общепринятой интегральной мерой рассматриваемой опасности- до последнего времени являлась среднемноголетняя интенсивность провал ©образования. (случаев провалов/км год), предложенная! З.А. Макеевым. Все: методы исследования карстоопасного массива существующие на настоящий момент времени, сводятся;, как правило, к определению потенциально опасных с точки зрения карстообразования участков и ограничению строительства и эксплуатации объектов недропользования на этих территориях. Методы, позволяющие непосредственно оценивать карстовую опасность для объектов недропользования лишь, начинают внедряться в практику проектирования в карстовых районах.

В настоящее время1 делаются попытки математического моделирования обрушения налегающих пород над карстовой полостью А. К. Федосеевым. Однако в модели развития процесса обрушения? используются идеализированные среды, не учитывающие особенностей массива горных пород налегающей толщи и происходящие в ней геодинамические процессы.

В* работе исследована роль геомеханических и геодинамических 5 факторов в развитии карстопроявлений, разработана методика диагностики карстопроявлений территорий для безопасного строительства и эксплуатации объектов в различных областях экономики, связанных с недропользованием.

Разработанные технологии предотвращения, снижения риска и тяжести последствий катастроф, связанных с процессами карстопроявлений имеют широкую перспективу использования в различных областях экономики, связанных с недропользованием, а именно:

- добыча всех видов твердых полезных ископаемых;

- добыча и транспортировка нефти и газа;

- строительство;

- транспорт;

- инженерные сети коммунального хозяйства населенных пунктов.

Работа выполнена в рамках фундаментальных исследований: грантов

РФФИ № 06-05-66404 (2006-2008 гг.) и № 07-05-00613 (2007-2009 гг.); федеральной целевой программы № 2007-5-1.5-21-03 (2007 г.); приоритетной программы фундаментальных исследований Президиума РАН №13 (2006 г.); интеграционной программы совместных исследований УрО РАН с СОР АН (2009 г.); программ отделения*наук о Земле РАН №5 (2006 г.) и №6 (2008 г.); Госконтракта № 02.740.11.0317 (2009 г.).

Объект исследований.— карстоопасный массив горных пород.

Предмет исследований. - процессы деформирования в карстоопасных массивах и их влияние на объекты недропользования.

Цель исследований. Заключается. в исследовании геомеханических процессов и явлений, происходящих в районах распространения поверхностного и подземного карста, а также их влияния на активизацию карстообразования и параметры сдвижения от подземных карстовых пустот для оценки безопасности объектов недропользования в зоне их влияния.

Основные задачи исследований:

- анализ современного состояния и изученности опасности карстопроявлений, методов изучения карста и прогнозирования вредного 6 влияния на объекты недропользования;

- изучение геомеханических процессов, происходящих на карстоопасном участке, и построение его геомеханической модели для определения параметров сдвижения от карстовых пустот;

- обоснование методов исследования массива горных пород при построении геомеханической модели;

- разработка методики оценки опасности карстопроявлений с точки зрения выхода процесса сдвижения на земную поверхность, а также влияние погребенного карста на устойчивость объектов недропользования;

- промышленные эксперименты по проверке разработанной методики для решения конкретных задач обеспечения безопасности строительства и эксплуатации объектов недропользования на закарстованных территориях.

Основная идея работы заключается в организации комплексного мониторинга геомеханических процессов в приповерхностной части земной коры, основанном на сочетании как традиционных (бурение скважин и геодезические наблюдения за деформациями), так и геофизических методов для прогноза и контроля развития карстообразования и сдвижений горных пород на урбанизированных территориях и изучении» геодинамики закарстованной территории.

Основные защищаемые положения:

1 Активизация карстопроявлений» происходит В1 зонах тектонических нарушений, обладающих высоким? уровнем современных трендовых и циклических геодинамических движений. Современные движения поддерживают горный массив в дезинтегрированном состоянии, вызывают образование новых и раскрытие существующих трещин, определяющих снижение прочностных характеристик и повышенную водопроницаемость породного массива.

2 Опасность карстопроявлений' выражается, в развитии деформационных процессов на земной, поверхности. Параметры деформации поверхности зависят от глубины залегания, морфологии и степени 7 заполнения карстовой полости. Современное развитие деформационных процессов определяется степенью изменения геомеханических и гидрогеологических характеристик массива горных пород под воздействием природной и техногенной геодинамической активности геологической среды.

3' Применение систем спутниковой геодезии в сочетании с геофизическими методами изучения приповерхностной части геологической среды (электрометрия, спектральное сейсмопрофилирование, георадарное зондирование) позволяет обосновать объемную модель геологического строения и определить количественные характеристики геодинамической подвижности карстоопасного участка. Полученная структурно-динамическая модель массива горных пород выступает в качестве геомеханической основы достоверного выявления и прогнозирования развития опасных карстопроявлений.

Научная новизна работы определяется следующими основными результатами:

1 Выявлены основные геомеханические факторы, определяющие опасность карстопроявлений, — современная геодинамическая активность тектонических нарушений, трансформация свойств пород в тектонических нарушениях и изменение гидродинамического режима.

2 Обоснованы, принципы определения степени карстовой опасности на основании расчета возможности выхода процесса сдвижения от карстовых полостей на земную поверхность.

3 Разработана и успешно опробована новая методика диагностики карстопроявлений и параметров образующихся пустот геофизическими и геодезическими методами.

Практическое1 значение работы. Разработанная методика диагностики карстопроявлений позволяет обеспечить безопасное освоение закарстованных территорий. Результаты диссертации использованы для решения практических задач определения причин карстопроявлений и выдачи рекомендаций по безопасной эксплуатации объектов различного 8 назначения на закарстованных территориях Урала и Сибири.

Достоверность научных положений подтверждается положительным результатом большого объема экспериментальных работ в полевых условиях, использования проверенных методов исследования структуры горного массива и геодинамической активности, численного сопоставления результатов промышленных экспериментов с модельными представлениями, использования защищаемых в диссертации положений отделом геомеханики ИГД УрО РАН при решении задач обеспечения безопасности строительства и эксплуатации объектов недропользования на закарстованных территориях.

Личный вклад автора состоит в проведении натурных наблюдений, сборе, анализе и систематизации данных практики и ранее проведенных исследований. Лично автором разработана методика изучения геомеханических параметров карстоопасного массива; установлены критерии устойчивости, деформирования и обрушения земной поверхности от карстовых полостей; установлена взаимосвязь между геодинамической активностью карстоопасной территории и выходом воронок обрушения от карста на земную поверхность.

Реализация работы осуществлена при исследовании процессов сдвижения и решении вопросов охраны объектов, находящихся! в пределах развития карста, на Качканарском ГОКе, Высокогорском ГОКе, ОАО «Илецксоль», СУБРе, объектах линейных инженерных сооружений г. Сургута и ОАО «Уралтрансгаз», при производстве инженерных изысканий в>Пермском крае и на других объектах недропользования.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных конференциях «Геомеханика в горном деле» (Екатеринбург, 1999, 2000, 2007, 2009 гг.), «Неделя горняка» (Москва, 2005, 2006, 2007, 2008 гг.), молодежных научно-практических конференциях «Проблемы недропользования» (Екатеринбург, 2007, 2009, 2010 гг.); на технических совещаниях по решению проблем карстопроявлений (ОАО Высокогорский ГОК, ОАО «Илецксоль», Качканарский ГОК, СУБР, ОАО «Уралтрансгаз»).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 30 печатных работ. Основные положения диссертации и методика исследований изложены в 16 работах, в том числе 7 в изданиях рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и заключения. Содержит 189 страниц машинописного текста, в т. ч. 8 таблиц и 72 рисунка. Список использованных источников включает в себя 102 наименования.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Мельник, Виталий Вячеславович

Выводы

1 Практическая проверка разработанной методики на объектах недропользования для решения задач сохранения действующих инженерных сооружений, их безопасной эксплуатации, а также для обоснования возможности строительства новых инженерных сооружений показала, что:

- разработанные методы геофизической и геодинамической диагностики карстоопасного массива позволяют достоверно определить исходные параметры, требуемые для оценки степени его опасности;

- теоретически обоснованные зависимости подтверждаются натурными экспериментами и заверены разведочным бурением; использование полученных зависимостей устойчивости налегающей толщи карстовых пустот от тектонической нарушенности и современной геодинамической активности массива позволяет диагностировать карстоопасный массива на предмет деформирования земной поверхности.

2 Использование разработанной методики диагностики карстопроявлений при исследованиях на Красногорском участке газопровода «Бухара-Урал» сделало возможным предсказать места выхода карстовых провалов, их размеры и степень опасности этих процессов при эксплуатации газопровода.

3 Исследования, проведенные в районе подъездной железной дороги Высокогорского ГОКа, позволили определить площадь опасных деформаций с определением границ безопасного строительства объездной ветки.

4 Диагностика опасности карстопроявлений при проведении инженерно-геологических изысканий на участке строительства мостового перехода и антенных мачт мобильной связи определили возможность их строительства на указанных участках с обоснованием их безопасной эксплуатации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе выполненного комплекса исследований в диссертационной работе решена важная научно-техническая задача: оценки опасности карстопроявлений с учетом важнейших геомеханических факторов — структурно-тектонического строения массива и геодинамической активности тектонических нарушений. Разработанные в диссертации методики позволяют непосредственно оценивать карстовую опасность и делают возможным прогнозирование деформаций земной поверхности от сдвижения карстовых пустот. Это повышает безопасность строительства и эксплуатации объектов недропользования в районах распространения карста, позволяет привлечь для строительства территории, ранее относящиеся к разряду карстоопасных.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1 Установлены основные закономерности активизации карстопроявлений на земной поверхности. Активизация карстопроявлений возможна только в условиях повышенной водопроницаемости карстоопасного массива, которая в первую очередь зависит от наличия тектонических нарушений и их современной геодинамической активности.

2 Доказано, что опасность карстопроявлений определяется возможностью и параметрами выхода процессов обрушения на земную поверхность. Параметры деформации поверхности зависят от глубины залегания, морфологии и степени заполнения карстовой полости. Современное развитие деформационных процессов определяется степенью изменения геомеханических и гидрогеологических характеристик массива горных пород под воздействием природной и техногенной геодинамической активности геологической среды.

3 Обоснованы основные методы изучения геомеханического состояния и современной геодинамической активности карстоопасного массива для построения его геомеханической модели. Применение систем спутниковой геодезии в сочетании с геофизическими методами изучения приповерхностной части геологической среды (электрометрия, спектральное сейсмопрофилирование, георадарное зондирование) позволяет обосновать объемную модель геологического строения и определить количественные характеристики геодинамической подвижности карстоопасного участка. Полученная структурно-динамическая модель массива горных пород выступает в качестве геомеханической основы для достоверного выявления и прогнозирования развития опасных карстопроявлений.

4 Произведена практическая проверка разработанной методики на объектах недропользования для решения задач, связанных с выявлением причин провалообразования, ликвидацией последствий карстопроявлений, диагностикой и обоснованием безопасного строительства и, эксплуатации сооружений на карстоопасных участках. Проверка показала, что:

- разработанные методы геофизической и геодинамической диагностики карстоопасного массива позволяют достоверно определить исходные параметры, требуемые для оценки степени его опасности;

- теоретически обоснованные зависимости подтверждаются натурными экспериментами и заверены разведочным бурением; использование полученных зависимостей устойчивости налегающей толщи карстовых пустот от тектонической нарушенности и современной геодинамической активности массива позволяет диагностировать карстоопасный массива на предмет деформирования земной поверхности.

5 Применение решений, полученных в работе, и внедрение их в практику позволит обеспечить безопасность объектов недропользования в карстоопасных областях и вовлечь новые, ранее не используемые земли для жизнедеятельности.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Мельник, Виталий Вячеславович, Екатеринбург

1. Леггет Р. Города и геология Текст. / Р. Леггет. М.: Мир, 1976. — 559 с.

2. Claire W. H. ASCE Urban Planning Guide Текст. / Claire W. H. American Society of Civil Engineers: Manuals and Reports on Engineering Practice, 1969. -№49.

3. Оценка и управление природными рисками Текст. / под ред. Рагозина А. Л.-М.: Круг, 2003.-320 с.

4. Гвоздецкий Н. А. Карст. Природа мира Текст. / Н. А. Гвоздецкий. М.: Мысль, 1981.-214 с.

5. Вопросы изучения карстовых явлений в районе г. Дзержинска Текст. / И. А. Саваренский и др. // Труды / ЛГГП. T. XVII. - М., 1962.

6. Ломтадзе В. Д. Инженерная геология. Инженерная петрология Текст. / В. Д. Ломтадзе. Л.: Недра, 1984. - 512 с.

7. Ронов А. Б. История осадконакопления и колебательных движений Европейской части СССР (по данным объемного метода) Текст. / А. Б. Ронов // Труды / Геофизического Института АН СССР. №3 (130). - М., 1949.

8. Кавеев М. С. Геологические условия развития и особенности проявления карста в центральной части Волго-Камского края Текст. : автореф. дис. докт. геол.-минерал, наук / М. С. Кавеев. — Казань, 1963. 37 с.

9. Соколов Д. С. Основные условия развития карста Текст. / Д. С. Соколов. -М.: Госгеолтехиздат, 1962. 321 с.

10. Максимович Г. А. Основы карстоведения Текст. : Т. 1. / Г. А. Максимович. Пермь: Кн. изд-во, 1963. - 444 с.

11. Ступишин А. В. Равнинный карст и закономерности его развития на примере Среднего Поволжья Текст. / А. В. Ступишин. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1967. — 292 с.

12. Гвоздецкий Н. А. Проблемы изучения карста и практика Текст. / Н. А. Гвоздецкий. -М.: Мысль, 1972. 392 с.

13. Дублянская Г. Н. Картографирование, районирование и инженерно-геологическая оценка закарстованных территорий Текст. / Г. Г. Дублянская, В. Н. Дублянский. — Новосибирск: Наука, 1992. — 144 с.

14. Дублянская Г. Н. Теоретические основы изучения парагенезиса карст-подтопление Текст. / Г. Н. Дублянская, В. Н. Дублянский. — Пермь: ПТУ, 1998.-204 с.

15. Кутепов В. М. Устойчивость закарстованных территорий Текст. / В. М. Кутепов, В. Н. Кожевникова. — М.: Наука, 1989. 152 с.

16. Толмачев В. В. Инженерное карстоведение Текст. / В. В. Толмачев, Ф. Ройтер. М.: Недра, 1990. - 151 с.

17. Саваренский И. А. Руководство по инженерно-геологическим изысканиям в районах развития карста Текст. / И. А. Саваренский, Н. А. Миронов. -М.: Изд-во ПНИИИС, 1995.- 167 с.

18. Макеев 3. А. Принципы инженерно-геологического районирования карстовых областей Текст. / 3. А. Макеев // Карстоведение. — 1948. вып. 4.-С. 43-45.

19. Колосов Е. В. Методология обеспечения экологически безопасного освоения природных ресурсов закарстованных территорий Текст. : автореф. дис. . д-ра техн. наук / Е. В. Колосов. Нижний Новгород, 2000. - 56 с.

20. Буданов Н. Д. Гидрогеология Урала Текст. / Н. Д. Буданов. — М.: Наука, 1964.-304 с.

21. Ильин С. В. Гидрогеологическая характеристика поля шахты и условия проходки ствола шахты № 6 Текст. / С. В. Ильин // Материалы карстовой конференции в г. Кизиле. Кизил: ОНТИ НКТП, 1935.

22. Выявление геофизическими методами потенциально опасных участков канала р. Вагран, подверженных суффозионно-карстовым процессам Текст. : отчет о НИР / ИГД УрО РАН; рук. А. Д. Сашурин; исполн.: В.В. Мельник [и др.]. Екатеринбург, 2007. - 49 с.

23. Федосеев А. К. Математическое моделирование развития карстовых процессов Текст. / А. К. Федосеев // Стратегия и процессы освоения георесурсов: материалы ежегодной научной сессии Горного института УрО РАН по результатам НИР. Пермь, 2008. - С. 99-101.

24. Рекомендации по изучению карста геофизическими методами Текст. / ПНИИИС. М.: Стройиздат, 1986. - 112 с.

25. Борзунов В. М. Разведка и промышленная оценка месторождений нерудных полезных ископаемых Текст. / В. М. Борзунов. — М.: Недра, 1982.-310 с.

26. Инструктивно-методическое руководство по эксплуатационной разведке и геологическому обслуживанию на горнодобывающих предприятиях Минчермета СССР Текст.: утв. Минчерметом СССР 12.12.1974. Донецк: Дон НИГРИ, 1975. - 215 с.

27. Методы геофизики в гидрогеологии и инженерной геологии Текст. / В. С. Матвеев и др. М.: Недра, 1972. - 295 с.

28. Огильви А. А. Геоэлектрические методы изучения карста Текст. / А. А. Огильви. М.: Изд-во МГУ, 1957. - 195 с.

29. Огильви А. А. Геофизические методы исследований Текст. / А. А. Огильви. М.: Изд-во МГУ, 1962. - 411 с.

30. Финкелыптейн М. И. Применение радиолокационного приповерхностного зондирования в инженерной геологии Текст. / М. И. Финкелыптейн, В. А. Кутев, В. П. Золотарев. -М.: Наука, 1986. 128 с.

31. Савченко О. В. Горный массив и сооружения: методы контроля и прогноза состояния Текст. / О. В. Савченко, Ю. С. Рябоштан //. Проблемы гидрогеомеханики в горном деле и строительстве: тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. : Ч. 1 . Киев, 1996. - С. 69.

32. Гвоздецкий Н. А. Карст. Вопросы общего карстоведения Текст. / Н. А. Гвоздецкий. -М.: Географгиз, 1954. 351 с.

33. Справочное руководство гидрогеолога Текст. / под ред. В. М. Максимова. М.: Недра, 1979. - С. 114-117.

34. Рац М. В. Трещиноватость и свойства трещиноватых горных пород Текст. / М. В. Рац, С. Н. Чернышев. М.: Недра, 1970. - 164 с.

35. Рац М. В. Неоднородность горных пород и их физических свойств Текст. / М. В. Рац. М.: Наука, 1968. - 108 с.

36. Геологическая структура. Опыт формализованного определения и описания. Статья 1. Определение понятия геологической структуры Текст. / Ю. А. Косыгин и др. // Геология и геофизика. 1966. -№11.

37. Тектонические разрывы на участках сейсмического микрорайонирования Текст. / А. С. Алешин и др. М.: Наука, 1982. - 134 с.

38. Кофф Г. JI. Изучение разломов при инженерно- геологических исследованиях в сейсмоактивных областях Текст. / Г. JI. Кофф, Р. М. Лобацкая. Варшава: ПГИ, 1991.- 224 с.

39. Вегенер А. Происхождение материков и океанов Текст. / А. Вегенер // Современные проблемы естествознания. M.-JL: Геоиздат, 1925. — 145 с.

40. Кузьмин Ю. О. Современная геодинамика и оценка геодинамического риска при недропользовании Текст. / Ю. О. Кузьмин. — М.: Агентство экологических новостей, 1999. 220 с.

41. Балек А. Е. Управление напряженно-деформированным состоянием скального массива при подземной разработке рудных месторождений системами с обрушением. Текст.: автореф. дис. . д-ра техн. наук; ИГД УрО РАН. Екатеринбург, 2007. - 32 с.

42. Гликман А. Г. Физика и практика спектральной сейсморазведки Электронный ресурс. / А. Г. Гликман. Режим доступа: http://www.newgeophys.spb.ru/ru/book/index.shtmc.

43. Исследование суффозионно-карстовых провальных процессов на территории микрорайона Красная Горка г. Каменска-Уральского, оценкариска и оконтуривание границ возможного их проявления Текст. : отчет оi

44. НИР/ ИГД УрО РАН; рук. А. Д. Сашурин; исполн.: В. В. Мельник и др.. -Екатеринбург, 2001. — 61 с.

45. Панжин А. А. Исследование короткопериодных деформаций разломных зон верхней части земной коры с применением спутниковой геодезии Текст. / А. А. Панжин // Маркшейдерия и недропользование. 2003. - № 2.-С. 43-54.

46. Кашкаров А. А. Геоэлектрический контроль геомеханических явлений Текст. / А. А. Кашкаров, А. А. Панжин, В.В. Мельник // Маркшейдерский вестник. 1998. -№ 2 (24). - С. 17-20.

47. Мельник В. В. Диагностика карстоопасности методом спектрального сейсмопрофилирования Текст. / В. В. Мельник // Горный информ.-аналит. бюл. 2006. -№ 7. - С. 153-156.

48. Мельник В. В. Оценка опасности карстопроявлений геофизическими методами Текст. / В. В. Мельник // Горный информ.-аналит. бюл. 2008. №9.-С. 143-147.

49. Бурсиан В. Р. Теория электромагнитных полей, применяемых в электроразведке Текст. / В. Р. Бурсиан. Л.: Недра, 1972. - 367 с.

50. Вопросы подповерхностной радиолокации Текст. / под ред. А. Ю. Гринев. М.: Радиотехника, 2005. — 416 с.

51. Геофизические работы с выдачей заключения о размерах области подработки под площадку и строительство жилых домов в г. Березовский Текст. : отчет о НИР / ИГД УрО РАН; рук. А. Д. Сашурин; исполн.: В. В. Мельник [и др.]. — Екатеринбург, 2005. — 52 с.

52. Антонович К. М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии Текст.: т. 1. / К. М. Антонович. — М.: Картоцентр-Новосибирск: Наука, 2005. — 334 с.

53. Антонович К. М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии Текст.: т. 2. / К. М. Антонович. — М.: Картоцентр-Новосибирск: Наука, 2006. 360 с.

54. Панжин А. А. Исследование геодинамических процессов с применением ОР8-технологий Текст. / А. Д. Сашурин и др. // Горный информ.-аналит. бюл. 2003. - № 7. - С. 34-38.

55. Панжин А. А. Мониторинг геодинамических процессов на горных предприятиях и урбанизированных территориях Текст. / А. А. Панжин, Н. А. Панжина // Горный информ.-аналит. бюл. 2007. — № 3. — С. 171-183.

56. Панжин А. А. Результаты наблюдений за деформациями породных массивов методами спутниковой геодезии. Текст. / А. А. Панжин // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли: труды междунар. конф./ ИГД СО РАН. Новосибирск, 2001. - С. 158-162.

57. Кузнецов М. А. Сдвижение горных пород на рудных месторождениях Текст. / М. А. Кузнецов, А. Г. Акимов, В. И. Кузьмин. М.: Недра, 1971. -224 с.

58. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных разработок на месторождениях руд черных металлов Урала и Казахстана Текст. . Свердловск: ИГД ММ СССР, 1990. - 63 с.

59. Кузнецов М. А. Определение границ зон опасных-' сдвижений при разработке слепых залежей ограниченных размеров Текст. / М. А. Кузнецов, В. В. Громов // Сдвижение земной поверхности и устойчивость откосов: сб. науч. тр. Л.: ВНИМИ, 1980. - С. 39-43.

60. Руппенейт К. В. Некоторые вопросы механики горных пород Текст. / К. В. Руппенейт. М.: Углетехиздат, 1954'. — 384 с.

61. Юматов Б. П. Технология открытых горных работ при разработке рудных месторождений Текст. / Б. П. Юматов. М.: Недра, 1966. - 220 с:

62. Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Расчетно-теоретический, Текст.,: в 2 кн.: кн. 1 / под ред. А. А. Уманского. 2-е изд., перераб. идоп. - М.: Стройиздат, 1972. — 599 с.

63. Слесарев В. Д. Механика горных пород Текст. / В: Д. Слесарев. М.: Углетехиздат, 1948. - 303 с.

64. Методические указания по постановке исследований сдвижения горных пород на моделях Текст. / сост. В. Н. Земисев и др. Л.: ВНИМИ, 1964. — 100 с.

65. Слесарев В. Д. Механика горных пород Текст. / В. Д. Слесарев. М.: Углетехиздат, 1948. - 303 с.

66. Влох Н. П. Управление горным давлением в крепких породах на основе исследования закономерностей формирования их напряженного состояния Текст. : автореф. дис. д-ра техн. наук / Н. П. Влох; ЛГИ. Л., 1973. - 46 с.

67. Смирнов А. Ф. Обобщенные паспорта прочности и сопротивление одноосному сжатию массива скальных пород Кривбасса Текст. / А. Ф. Смирнов // Горный журнал. 1978. —№ 5. - С. 56 - 58.

68. Фисенко Г. Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов Текст. / Г. Л. Фисенко. 2-е, изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1965. - 377 с.

69. Громов В. В. Условие устойчивого состояния земной поверхности при разработка слепых рудных залежей Текст. / В. В. Громов // Сб. науч. тр. / ВНИМИ. №. 89. - Л., 1973.-С. 22-24.

70. Ривкин И. Д. Условия устойчивости пород над выработанным пространством слепых рудных залежей Текст. / И. Д. Ривкин. Кривой Рог: НИГРИ, 1968. - 10 с.

71. Мельник В. В. Исследование структурных особенностей массива горных пород подземных сооружений Текст. / В. В. Мельник, А. Л. Замятин // Изв. вузов. Горный журнал. 2008. - № 8. - С. 165 - 171.

72. Иконников JI. Б. Основные результаты карстомониторинга г. Дзержинска (1992-2005 гг.) Текст. / Л. Б. Иконников // Геориск. 2008. - № 3. - С. 50 -54.

73. Мельник В. В. Геомеханические аспекты диагностики опасности карстопроявлений при недропользовании Текст. / В. В. Мельник // Геомеханика в горном деле: докл. Всерос. конф. / ИГД УрО РАН. -Екатеринбург, 2008. С. 114 - 120.

74. Рекомендации по проектированию зданий и сооружений в карстовых районах СССР Текст. . М.: ПНИИИС, 1967. - 53 с.

75. Обобщение опыта осушения Высокогорского железорудного месторождения Текст. / М. Г. Седлов и др. -М.: ГИПРОЦВЕТМЕТ, 1971.

76. Инженерно-геофизические исследования массива горных пород на участке реконструируемого мостового перехода через р. Уфа Текст. : отчет о НИР / ИГД УрО РАН; рук. А. Д. Сашурин; исполн.: В. В. Мельник [и др.].

77. Екатеринбург, 2008. — 51 с.

78. Мостовой переход через реку Уфа у поселка Саргая Красноуфимского района Свердловской области Текст.: предварительные материалы об инженерно-геологических изысканиях на объекте / ИЦИП. — Екатеринбург, 2008. 25 с.