Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Оценка инженерно-геологических условий территорий освоения Ишидейского и Хандинского угольных месторождений с использование метода аэроландшафтной индикации

ВАК РФ 04.00.07, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Оценка инженерно-геологических условий территорий освоения Ишидейского и Хандинского угольных месторождений с использование метода аэроландшафтной индикации"

I/ У (

П Г г» р- н

зударственпый комитет российской Федерации по высшзиу • . образовании

ТоискзЯ поштехническпЗ уппверсптет

Еа ярзгах рукописи

Бачков Олег Анатольевич

ОЦЕНИ ПШЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯ ТЕРРИТОРИИ ОСВОЕНИЯ ИЩШ&ОГО И -ХАНДЕЗСКОГО УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ G ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛЕТОДА АЭРО ЛАНДШАФТНОЙ ' ПНДШЦЕЗ 1

Спсвиаяьвость 04.00.07 - инженерная reoгогия, мерзлотоведение, грунтоведение

А ВТ О Р Е 5 Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени кандидата - геомго-микераюгическпх наук ,

Томсз IS93

работа зшвоЕвенБ ъ ?оиско£ государзгвааной врхвгс.ктурно-стронтельвой акадешп;

Научный руководите ль - доктор геолсго-мйВ8раяогичас1шх • кау

профзссор В.Е.Озь:<02схеико Офипиедьные оппоненты: доктор геогого-кннерагогиэдсхЕх нау.

профессор Г.Гийвгцо» кандидат геойого-уаиерааоггч-еск«^ н у к, доцеа! 2.Я.£кейьяаогз

Ведуцая организация - Томская геологс-рсзгсдсчкая зксвгдп

Запита соотоется пи заседании специохкгированного Сове?a £ 053.60.08 г То:;ско по техническом университете.

Адрес: 65^004, г.Touch, пр. Хгвавс, 33.

С диссертационной работой кокко ознакомиться в библиотеке Томского лолш-ехнического увйвегсс?е?с.

AsTopsqopay' разослав г

Ученый секретарь специализированного Совета, к. г.-и. в. Б. ¿.Эзрпетогас

Подписало z г.с-ч. 01'ЛГ.93 г,г хирк: I£CC ossi Йакао Я 310« DiccTucn zzticpwzopm 7ГАС4; г.Хшск 5,Я£фСОЯПВ£Я.2*

Актуальность тс;^ ;:г:пе;;а"нз-геп.~ог'.;чеахг5 иосгеаозанг~ч, пр-аодшне во 7гояьагЛ- :;ес?орсхдешт а период предварительно.'! з легально:! вазгедок, пгчзгатш дать зсестороанзп, комплекснуз оцеа^у я игезерво-гсо логячес кзх усяоикл их территорий как дел ра эра Сет к:» проектов строительстза кзрьереш, так я дал .освоения я обуетрслст-■ за пралепшЕИх площадей.

- Пря освоении угольных месторождений Зост очной Сибири возникает значительнае трудности ввиду крайне неблагоприятных природных условий, вирзкасняхея в исключительной заболоченности и тру,~-. недоступности зх терраторни. Крокэ того, климатические условия региона являются причиной довольно короткого летнзго полевого сезона, что приводит к необходимости в сзатые сроки проводить геолого-разведочные я научно-исследовагельскиз работы. 3 згой связи, приобретает впквее значение проблема зкедревкя в научно-исследовательские ресота дистаипоннж методов и в первуа счередь, метода аэроландшафтной индикации который позволяет на основе дз-пв^рированяя материалов аэрофотосъемки, получить Ееобходимуя аи-• формаии» об явженерво-геологкчеокпх условиях изучаемых районов.

•В на пен случае метод аэролаадс.афтвой индикации реализован в сочетании с традиционными нетода?4Я шгаенерво-геслсгнческой съемки, что позволило установить тесные взаимосвязи невду ландшафтными и инженерно-геологическими параметрами в пределах территорий' Ивгаде'Яского я Хандинского кесторожденна иркутской области. Выявленные взаимосвязи, в своя очередь, позволили установить закономерности пространственно;} изменчивости и няе н ерно-ге о логических условий территорий освоения месторождения, которие учитывались при последующе* их типологическом районировании Тт- построения инженерно-геологических моделей.

, Полученные результат исследований являются необходимой основой для репепия практических задач, связанных с разработкой проектов подготовки и освоения территории ИвадеДсгг.го и Хандинского месторождений, а так&е охрани и -рационального использования природной среды, что и определяет актуальность настоящей работи.

Цель и задачи работы Цель работы состоит в изучении и оценке инженерно-геологических условий Шшдейского и Хандинского угольных месторождений и прйлегаощлх к ним территорий с применением метода аэроландшафткой индикации.

'В задачи'исследований еходидо:

- тфовеств евализ состоя ея я пробяеиы, касавшейся применения йЕроландшафтной ивдикапии в инженерной геологии;

- выявить взаимосвязи кег.ду лавдиэфтнни строением и инкеиер-но-геогогвческики условиями территории "месторождений;

- использовать выявленные закономерности при типологическом внЕенерво-геслогическом райовирововви территорий месторохдевии с псстрсевием соответствующих картографических моделей;

- дать комплексную прогноз ну 1> опенку изменений ивкенерБО-геологических и ландсафтных условии при освоении и. эксплуатации—.. нестороЕденнй. ' .

Научная новизна работы заключается ь следующей:

1. Впервые метод аэроландсефтной ввдикашш использован при оценке внкеверно-геологических условий территорий освоения угольных кестороадевий Восточной Сибири.

2. Установлена взаимозависимость гандшафтвой структуры и ивьенерно-геояогической обстановки территорий месторокдевка, показана возможность и эффективность дешифрирования последней по квтеривлак двстационвах съенок.

3. Разработан алгоритм расчета корреляционных зависимостей между яавдвафтвши и инжеверно-геодопгаескими. параметрами.

4. выполнено типологическое районирование территорий место-■ рокдевиЕ на основе корреляции инженерно-геологических условий с морфологической структурой ландсафта.

5. Построены карты инженерно-геологических условий и типологического районирования месторождений .на основе ландсафтно-индикационвого анализа их территорий. ■ . .

Практическая ценность работы заключается в использовании результатов вес ледов г ввй при решении следующих задач: •

- опенке инженерно-геологических условий терр!торий освоения кесторОЕдевий; '

- технико-экономическом обосновании проектов промышленного, .гражданского, линейного и других видов строительства при обустройстве месторождений, а также детальном планировании изыскательских работ на поздних стадиях проектирования и "строительства, углеразрезов;

- организации мониторинга и составлении экологических программ в охранных мероприятий по рациональному природоаспользова-

НИЮ.. ■ '■

Реализация результатов работы

Результаты Еыполненвых исследований"были переданы в ПГО '

"Йркутскгеояогйя" и "Зоетепбгппрошахт" для разработки проектов строительства карьеров.

Апробация работы

Материала диссертационной работы расокатрявазись а обсужжа-лись на научных семинарах кафедры инженерной геологии Томской государственной архитектурно-строительной академии, Томского политехнического университета, на заседании НТС ПГО "Иркутскгеолс-гия", рассматривались при утверждении запасов угля з ГШЗ, региональных конференциях, опубликованы в сборниках статей.'

Основные защищаемые положения и выводы автора сводятся к следувщему:

1. Метод аэропандшафтной индикации является универсальна'..! и в комплексе с другими методами позволяет выявить закономерности инженерно-геологического строения и произвести оценку инаенерно-геологических условий освоения угольных месторождений. Геоморфологические, геоботанические я гидрографические индикатор« образует в совокупности слоаные пространственные структуры, отвечающие природно-терряториальныи комплекса!? разного уровня и одновременно отражающие распространение гедлого-генетичесянх комплексов поверхностных отложений и свойственные им гидрогеологические, геокриологические условия, а также современные геологические процессы.

2. расчеты корреляционных'взаимосвязей ленду показателями геоботанических и геоморфологических индикаторов и ведущими компонентами ивненерно-геологичесхих условий (литодогическим, составом пород, глубиной залегания первого от поверхности земли водоносного горизонта, строением и состоянием толщи нногояетненерз-лых пород) позволил выбрать наиболее информативные параметры аэро-ландпафтных индикаторов для различных типов месторождений, которые рекомендуется использовать при оценке инкенерно-геологическнх условии месторождений. Для Ишидейского месторождения наиболее устойчивыми оказались связи ме&ду глусивой залегания гр, . товых вод и эти ос и те ль нам превышением рельефа, а для Хандинского меаду состоянием горных пород и-видовым составом растительности. Установленные ¡аяономернсстл кспользовака для получения ин».енерно-геологическси !нформации и выполнения типологического инкезерно-геологичесхого , районирования.

3. Методологические приены тияологического инженерно-геологя-¡ёского районирования оензваны на использовании двухзтапного подала к. его выполнение. На первой этапе внполнялась типизация ;аядшафтных единиц с их индикационным анализом, что позволило сос-

тевить кавдиафтно-индикационные карты территорий месторождений, Еаглядво отражающие иерархию ландшафтных таксонов различного ранга. На втором этапе осукествлялось собственно типологическое инженерно-геологическое районирование, где выделение таксонов проводилось на основе корреляции инкенерно-геологических факторов с ландшафтным строением территории. Выделенные на картах типологического районирования таксономические единица (инженерно-геологическая группа, тип, подтип и вид) позволяют произвести комплексную инженерно-геологическую оценку территории месторождений, б также служат основой для организации мониторинга природной среды при освоении последнего. Являясь моделью еотественн го ненарушенного состояния природной среды; карты типологического районирования позволят в дальнейсек проследить за изменениями инженерно-геологических условий в процессе разработки кесто-* рождений открытый способом. .

Ч. Разработанные принципиальные методические положения и приемы .открывают, широкие возможности для использования метода ЕэроландЕафтной индикации при инженерно-геологической оценки угольных месторождений по результатам разведки;

Публика пии

* По теме диссертации опубликовано 3 статьи. Результаты исследований отражены в двух отчетах, которые переданы в ПРО. "Еркутскгеокогия" и "Восгсибгипровахт".

Объем работы

' Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения,' содераит 166 страниц машинописного текста, - 8 рисунков, 16 таблиц. Список литературы включает 132 ваимёновавий," из них 3 на английском языке.

Фактический'материал •

В работе использованы материалы, полученные, авторЬм при выполнении инженерно-геологических исследований на Ишидейском и Хандкнскои месторождениях, проводившихся кафедрой инженерной геологии, оснований и фундаментов Томской Государственной архи-тектурно-строитеяьвой академии. ' -

Б процессе исследований дешифрировались аэрофотоснимки, проводились натурные испытания грунтов, изучались физико-меха--' нкческие свойства горных пород в полевых и лабораторных условиях, гидрогеологические и геокриологические особенности, а также современные физико-геологические процессы и явления. Расчеты коэффициентов взаимной корреляции ландшафтных и инженерно-гео-

югических параметров зыполнени с использованием ЭВМ по методике, зазработанной автором гт изложенной з диссертационной работе.

Диссертационная работа выполнена на кафедре инженерной гео-югии, оснований и фундаментов-Томской государственной архитектурно-строительной академии под руководством доктора геолого-ыи-зера логических наук^профессора В.Е.Ольховатенко, которому автор зыракает искреввют признательность. Автор внракает глубокую благодарность кандидату геолого-минералогических наук, доценту Г.Г. Зербаку за поддержку в проведении исследований, ценные советы г замечания при.подготовке диссертации. Автор признателен всей зотрудникам кафедры инке верной геологии, оснований и фундаментов за поыодь в проведения исследований и оформлении диссертационной заботы. - .

СТРУКГ7РА И СОДЕРЖАНКЕ РАБОТЫ

В первой главе изложены методологические основы применения зэро ландшафт ной индикации в- пнненерво-геологическнх целях. Проанализировано развитие и современное состояние аэроландпафтной Индикации, опубликован них в работах С. П. Альт ера, В.П.Мирошви-!енко, В.Н.Брпханова,. Е.Л.Галкиной, Е.А.Востоковой, С.З.Викторова, А.В.Сздова, И.С.Гудилина, й.С.Комарова, М. Н.Петру севич, Я.В.Протасьевой, Б.Н. Достсвалова, Е.С.Мельникова, В. В. Юззтцеля,, Б. В. Виноградова, V.И.Винокурова, коллективных трудах сотрудников Зсесоюзного аэрогеологического треста, Лаборатории аэрсиетодов {инГео СССР, МГРИ, ВСЕГЙНГЕО и др. Освецен американский опыт зриненешя аэрометодов по материалам журнала „ Photo -gRammetftie Engineering." -

Критический анализ имеющихся литературных источников пока-зол, что теоретические и научно-методические положения аэролзнд-ввфтйо-индикапвонного метода монно считать в основном, .разработанными. Отмечено преимущественное использование данного метода 7ря мелкомасштабных исследованиях 'регионального плат. Яедоста-гочно изучены возможности метода при крупно- и ср-дпемасигабних 1в*еверно-геологических.изиоканиях* особенно при изучении анке-черно-геологическях условий территорий угольных месторождений, >а исключением исследований природоохранного направления, па ден-зтзувиих карьерах Кузбасса, ЕМ А и др.

В связи с зтяя, в диссертации разработаны методические по-юкения-, касающиеся инненерно-геологического изучения угольных !естороадений на основе.аэроландаафтно-индикационаого анализа гх территорий. При этой э проведенных исследованиях реализован

скстепвый подход, позволявший выявить-и "изучить все совокупной1! откосекиГ; элементов, в качестве которых'выступает природно-тер-рЕтсркагьные -комплексы; а элементами систем служат рельеф, растительность, геологическое строение, гидрогеологическая и геокриологическая обстановки. '

Б главе подробйо рассмотрены понятия, определения и терии-е;ы, употребляемые при аэроландаафтно-иидикаиионных исследованиях, лглокенв теоретические основы метода." Дано современное определение ландшафта под которым понимается природно-территорволь-выЗ комплекс, обладающий единым геологическим строением, едно-тгпнык рельефо;.;, общим клииатои, единообразны!.: сочетанием гидрографических, гидрогеологических,'.геотермических условий, поче. бпоиевоаоЕ и характерным набором-(местностей, урочищ, фаций).

Рассмотрены понятия частных и комплексных ландшафтных индикаторов, дешифровочвых признаков, факторов дешифрирования. ПсдроСнб описаны деиззфровочные признаки индикаторов, включавшие рисунок в тон аэрофотОЕзображения,-форку, размера н тени объектов. Рассмотрены теоретические и методические'основы экстраполяции, - базирующиеся на трудах С.П. Альтера, Б.В.Виноградова,' . Ю.К.Винокурсвв, Г.К.Еовдаркка и др.

Ездоке из общая методика еерожандшафтно-ивдккациоявих исследований. .3 кет одическом плане процесс иссл_едоваш:а подразделяется' на гра этапа: предварительной, полевой, камеральный.

На первой этапе на основе априорной информации составляйся предварштелыше ландсафтно-индикационные карты, основное содержание которых составляют ковтуры частных и комплексных индикаторов, предположительно отвечающих природио-территориальиыа комплексам различного таксономического ранга. Составляется, предварительные таблицы ландсафтных индикаторов и 'их•индикационного значения. По картам высираются клвчевые участки, по которым в деяьнейвек отрсбативавтся' признаки дешифрирования и типология ландс-афтных единиц.

Главны;-! содержанием - полевого этапа исследований является' получение фактического материала о взаимосвязях иекду внешними йзисноккчнами) и скрыть^;;; (деципиентными) компонентами ландшафта. ¿тс осуществляется путем компяексирования наземных ланд-шафтно-индикацконнах исследований и полевого детифрироэаиия аэрофотоснимков с традиционными методами -инкенерно-геологической сьекки (ыарирутнымй ваблвдёниямй, горно-'буровнаи работами, зондировкой, а такье лабораторными исследованиями состава и

фязако-механическях свойств пород).

В кааераяьакЯ период составляется окончательные варианты ландшафт но-и иди каином них карт. Проводятся зксграполяшопвие операция на основе расчитываемых -корреляционных взаимосвязей мехду ландшафтными и ивяенерн^-геологическики параметрами.. Показателем ■ таких взаимосвязей скукит коЭДицяеяг взаимной сопряженности Чупрова. Для автоматизации вычислительного процесса автором разработан алгоритм расчета данного коэффициента, реализуемый на ЭВМ. _

Составленные ланДЕафтно-явдакааяовные карты является необходимым промежуточным материалом, на основе которого производятся типизация и районирование территорий иестороадевий и строятся соответствуюшие инненерно-геологпческие карты.

Во второй главе проанализированы физико-географические условия ' месторождения, особенности геологического строения, гидрогеологические усяовпя_ и обводненность. Отмечается, что физико-географические условия Мшлдейского и-Кандинского месторождений будут , оказывать существенное влияние на их разработку и обустройство прилегавших территорий. Значительные перепады тегапгратур в течение года будут способствовать интенсивному осыпанив пород в бортах карьеров. Исключительное распространение заболоченных участков - 70-80 f территории йшидейского и более 90 % Хандинского месторождений требует организации мелиоративных работ. Строительство промышленных и гражданских объектов необходимо вести с учетом присутствия много летне мерз лых пород, особенно в пределах Хандинс-. кого месторождения, где их- мощность достигает 95 м.

Выявлено трехярусное строение иесторокденяй. Штник структурным этаком з пределах обоих месторождений являются палеозойские образования. Средний ярус в пределах Иаидейского аесторонде-ния образует горные породы среднего мезозоя,.содержащие угольные пласты рабочей моцвости. Углеваецзоцие кайнозойские отложения составляют второй структурный этах з пределах Хандинского кесто-' роидения. Верхний ярус обоих местороадений представлен покровными •отлокенкямл четвертичного возраста.

В глазе рассмотрена гидрогеологические условия несторсидений. В пределах Ишядейского месторождения выделяются" три водоносных комплекса: подземные воды четвертичных от'лоаевий, подземные воды врсквх отложений я подземные воды иалеозойского фундамента. В гидрогеологическом строении Хандинского месторождения танке участвуют три водоносных комплекса: вадугояьвый, угольный я под-

угсрытий. Наиболее слоквки по строении является ведугольвыВ комплекс из-зо распрсстровевЕЯ ивсгсяетеей керзасти. Б его пре-дггах выделяется водзекнае води трех типов - кв&:ерздатни.2 се-зснно-талых пород, воды сквозеых тедяког л подхеролоттге напорные роди.

3 целой горвве породы обоих кестороздеввй характеризуется, высокой оСЕОдвенностьа. Огшдзеяые водсарнго;:;: в карьер составляют кр. йшвдейскок иесгорогдевия 13 тыс.к* к/сут. и 36 тыс.м3/сут. - во Хакднксхоп, что требует дополвете&ких эвеетвш;- неропрклтий.

В процессе обустройства к освоения территорий кесторокдевий г сферу ?оздействия сооружений ва игсцодях распространения мало- ■ поцкых четвертичных отлоьеник будут гоаяекаться породы коренной оововк. Е главе дзны еведе виг о составе г физико-механических свойствах этих пород, В качестве горных пород подстилавшего комплексе для Каиденсксго местсрокдекпя выступая? выветрелые песчаники и вдеврояктв врокок и векдекей тодди, а дяя Кандинского --палеозойские песчаники, алевролиты бортов депрессии и неогеновые песчаао-гяивастые разности, приуроченные к двищу впадины.

В третьей главе приведены результата исследований по аэр'о-ландЕафгвог; кндшедаа гшкекернс-геологкческкх'условий территорий освоения Кивдейсксго и Хввдввокого кестсрокдеввй. Произведена оценка фвкторов дешфрироЕания, .зехвеИвиив из которых является технические (виды испояьсуекух аэрсфотсматериаков, тип пленок, летательные средства и др.), етмосферво-оптвчес.кие (сезон и вре-кя сьеккн, пояснение солнца, облачность и др.), а также природные условия характеризуемых территорий и особенности их.яанд-игд^тов.

Охарактеризованы частные ландшафтные индикаторы, используемые автором при оценке инженерно-геологических условий Евидейско-го и У.авдгшского месторождений. Наиболее укйверсалькшг.индикато-роы явился рельеф. По геоморфологической позиции индицировались генетические типы поверхностных отложений, границы их распространения, относительный возраст, уровень залегания грунтовых вод, геологические процессы и явления. „• .

Рельеф изучался такке как и один из компонентов' инженерно-геологических условий. В эгем случае производилась его детальная морфологическая характеристика с инструментальным-дешифрированием' аэрофотоснимков. Для йцидейсксгс месторождения использовался комплексный морфологический показатель - коэффициент густоты эрозионного расчленения территории. По величине данного коэффициента;

автором произведена дифференциация территории .кесторохдевкя на такие твпн местности как слаСорасчлевенныя (2=0,1-0,3), средве-рзочяевевнвЯ (К=0,2-0,б) и сильнорасчлеиенныа (К'» 0,6).

Использование геоботаническйх индикаторов основывалось на уставов венных взаимосвязях растительности с почвогрунтами, под-зеэткш водами и мерзлотвыме условиям;;, флористический состав и структура ¡¿пт сцен азов позволяет охонгуривать площади распространения отличавшихся по составу поверхностных отво&ений, определять пояокевие грунтовых вод. Для Хандинского ■ месторождения по растительности индицировались геокриологические условия. Установлено, что показателями наиболее низких температур - 1,6-2,2 °С п высокой льдист ости - до 0,65'служат-торфяники. На наличие керзявх пород указывает лиственничные и еловые- леса. Кедровке и березовке леса, напротив ивдицирувт талое состояние грунтов. Тзняковае зоны в долинах рек, озерных котловинах и болотных иассавах определялись по развитии пышной ос оково-разнотравно а, кустарниковой растительности.

По гидрографическим индикаторам определялось обкее направление неотектонического режима характеризуемых месторокдевиЯ. На основе анализа рисунка речной сети установлено, чтс территории месторождений испитывввг погружение. Амплитуду погружения зеобходйяо•уточнять путей создания опорной геодезической сети.

: Геокорфологические, геоботаввческие я гидрографические индикаторы образуем в совокупности сложные пространственные структура, отгечавщие природно-территориаяьным комплексам (ПТН) разных рангов я одновременно отражающие распространение теолого-ге-гетичеекпх комплексов поверхностных ст гоне ниц и свойственные т 'идрогеояоглческие,.. геокриологические условия,, а' такгае современ-ше геологические процессы. Данное свойство ПТН обуславливает х использование в качестве комплексных индикаторов, что'и было •еализовано ъ проведенных исследованиях. Основными комплексными ндикаторами'.сдукпяа урочивд, отвечающие• формам мезорельефа и арактервему распространении в их пределах растительных сооб-еств. Согласно методике, .изложенной в диссертационной работе аждый выделенный в процессе исследований ПТЯ'охарактеризован ландсафтннх и ин&енерно-геологических позиций. В пределах Еидейского месторождения установлено 6 типов местности и об апов урочищ. Территория ХвнДинекого иесторокдевва вклвчэет 4 ¡па местности к 13 типов урочищ. Вес - выделенные ПТЕ систем ати-1рованы з виде лакдпафтно-нндикационвых таблиц, которые отрака-• выявленные взаимосвязи морфологической структура'ландшафта с

инженерно-геологическими условиями характеризуемых месторожде- . ний. Данные по физико-механическим свойствам горнах пород, слагавших каждый ПТК приведены в соответствующих таблицах. Показатели состава, состояния и сбойств горных пород изучались в по-, легых и лабораторных условиях. Показатели сопротивления сдвигу торфов и грунтов текучей консистенции определялись методом вращательного среза по сдвигоиетру-крыяьчатке СК-8, а твердых и мерзлых - методом одноплосксстного среза в-сдвиговом приборе 333-25. '

В глэве произведен расчет корреляционных взаимосвязей некоторых показателей геоботанических и геоморфологических индикаторов с компонентами инкеверво-геологических условий. 3 качестве первых служили видовой состав, растительности, относительные превысения над базисами эрозии и крутизна поверхности. Компонентами инженерно-геологических условий гыбраны: лито логический состав пород, глубина залегания первого от поверхности водоносного горизонта, мощность слоя сезонного промерзания - для Ипи-депского месторождения и литодсгический состав пород, мощность деятельного слоя, состояние горных пород (мерзлые или талые), температура нвоголетненерзлых пород - для Хандинского.

Еа основе выполненных исследований установлено, что для Кшкдейского месторождения устойчивыми является связи меед глубиной залегания грунтовых вод и относительными превышениями рельефа. Отмечайся также связи мевд глубиной сезонного про-мерзакия-'-протаивания с крутизной поверхности (табл. I). '

Для Хандинского месторождения устойчивыми являются связи между состоянием горных пород (.мерзлое или талое) и.видоеыи составом растительности. Температура многолетнекерзлых пород также связана с растительны« покровом (табл. I).

Наиболее значимыми как в пределах ИяидеСского, так и Хав-динекого месторождений является связи иевду выбранными инкенер-но-геоюгическичи параметрами и видовым составом растительности. Устойчивость остальных связей определяется по их направленности и величине корреляционного коэффициента (табл. I).

В четвертой главе проведено типологическое инкенерно-гео-логическое районирование Ишидейского и Хандинского месторождений на основе корреляции ландшафтного строения ¡женерно-геодоги-ческимк особенностями их территорий.

В главе дан анализ работ в области теории и практики районирования. Решевир данной проблемы посвящены исследования Г. К. Еондарика, Н.В.Еодоменского, Й.С.Еомарове, В.Т.Трофимова, Г.Л.

Таблица I

Коэффициенты корреляции пккеаерно-геологических и ландшафтных параметров

Инаенерно-,геологические параметры

•Тип местности

Индикационные показатели

!

!_

•'видовой!Отнооитель-! '.состав !нке превы- ! ¡расти- !венйя '! !тельяос.2 !

Цитологический состав

йрутиз-на поверхности

лейденское местороедеше

Пойменный 0.С0 0,00 О,СО Надпойменный террасовый 0,00 0,00 0,00 Ьолотный 0,71 0,00 0,18 Водораздельные поверхности _ -0,42 .. 0,00 0,32

Уровень Пойменный -0,34' 0,61 _

Надпойменный терра-

грунтовых вод с02ый -0,2} 0,56 -

' Ьолотный -0,24 0,44 -

Водоразд. пог етакостный -0,40 0,19 -

Модность слоя Пойменный 0,61 0,26 0,10

сезонного про- Надпоймен вый -террасо-

мерзания вый 0,30 0,22 . 0,00

£0 лет ный 0,78 0,10 о/гг

Водсгаздельнне поверх-

ности 0,63 0,38 0,32

хаядкнско: Е MECT0P0I, дени2 - -

Отологический долин вый . 0,00 _

л л f\rft л> ■ Болотный 0,75 _ 0,52

сист ав .Склоногни 0,54 - 0,60

Плакорнай 0,41 - -

Мое;ноеть слоя Долинный■ ■ 0,57 0,00 0,10

сезонного про- Ео летний ' 0,75 0,44 0,20

;s ерзания-прс- Склоновый 0,60 0,31 0,48

т а ига ни я Плаксгнцй 0,64 0,26 • 0,00

Состояние гор- Долинный -0,32 _

ных пород Болотный -0,64 - -

Склоновый -0,69 _

Плаясг-ный -0,78 - -

Температута . Долинный - 0,00 0,00

иноголетнемерз- Болотный 0, 58 0,29 0,00

лых повод Склоновый 0,4с 0,26 0,25

плзкорнкл - 0,00 0,00

примечание.

Коэффициенты корреляции равными 0. "

0,05 принимались

Суяакшиной, Т.Я.Емельяновой, Е.С.Цоцур, Н.В.Крепиа. Вопросы ин&енерно-гео логической типизации месторождений'полезных иско-пгемых освещаются в работах В.д.Юмтадзе, Г.А.Голодкоеской, В.Е.Ольховатенко, Г.Г.Еербака и др. Анализ выполненных в данной области исследований показал большое разнообразие сукествующих принципов и методик проведения типологического районирования. Под типологическим районированием понимается выделение и последующее объединение определенных типов единиц различного порядка ь-а основе учеуа наиболее общих и существенных признаков,

свойственных им.

Осуществленное в диссертационной работе типологическое районирование территорий освоения Иудейского и Хандинского месторождений в методическом отношении проводилось в два этапа. На первом этапе выполнялась типизация ландшафтных единиц с их индикационным анализом. Результирующим материалом этапа явились-дандгафтно-индикационные карты территорий месторождений, наглядно отражавшие типологическую иерархию ландшафтных таксонов различного ранга. В качестве экспликаций к картам используются ландЕа^тно-И'дикапионше таблица.

На втором этапе осуоествлялось собственно-типологическое инженернр-геологическсе районирование. При этом реаяизовывалзсь двухряднпя система районирования, где выделение таксонов-проводилось на основе корреляции инженерно-геологических факторов с лавдгафтним строением территории. В результате образован следующий таксономстрнческий ряд: инженерно-геологическая. группа

- инженерно-геологический тип - инаенерно-геологический подтип

- инженерно-геологический .вид.

На основе выполненных исследований, с учетом особенностей инаенернс-геологических и яавдЕафтвых условий территорий .месторождений автором дастся следующие определения данного таксономического ряде : _

инкенерно-геологичаская группа - комплекс иньенерно-геоло-гических условий, обусловленный тектоническим строением/территории месторождения, историей геологического развития, определяющих общие условия залегания, состав в'свойства горных пород, их обводненность, а также общий ландшафтный облик территории. ■

Инжеверно-геологический тип - геолого-генетическкй комплекс покровных отложений, характеризушийся определенным составом, состоянием 8 свойствами горвых пород и в давдшафтнон строении соответствующий типу иестности.-

йняеверао-гео логический' подтип - определенная совокупность форм рельефа участка месторождения со свойственными грунтовыми и мерзлотными условиями и s ландшафтном отношении отвечавшим генетически и-динамически взаимосвязанным типам урочищ.

Инаенерно-геологический вид - форма рельефа с определенной разновидностью грунтовых условий, характеризующихся конкретным составом и физико-механическими свойствами и соответствующая выделяемому урочишу.

Для Ишидейского месторождения установлено - I инкенерно-угеологичесмая группа, 3 типа, 8 подтипов и 26 видов. Для Хавдинс-кого соответственно I группа, 4 типа, 7 подтипов, 14 видов (пригон. 1,2). ■

Проведенное районирование является смешанным, т.к. в конечном итоге превращается из типологического в индивидуальное, поскольку число инженерно-геологических видов становится равным числу урочищ, выделенных при ландшафтных исследованиях. В этой связи, за счет генерализации индивидуальных-природных комплексов-индикаторов и соответствующих им инженерно-геологических видов, в зависимости от общих, главных признаков, им присущих (состава и свойств отложений, гидрогеологических и геокриологических условий и др.), осуществлялся обратный переход к типологическому районировании. В силу указанного, при переводе ландиафтно-инди-кадвойных- карг в карты типологического внкенерно-геолсглческсго районирования некоторые границы ландшафтных единиц трансформировались: объединились или преобразовались в'геологические границы. Составленные карты районирования одновременно характеризует пространственную изменчивость геоморфологического, гидрогеологического, геодинамического и геокриологического факторов, т.е. отражай: инженерно-геологические условия.

. Комплект состёвЕС-нвых карг «ОЕет. служить графической осво- ' вой для организации мониторинга природной среды при освоении и эксплуатации месторождений. Являясь моделью естественного пена- . рушенного состояния природной среда, данные карта содернат материал по которому в дальнейшем возможно' рассчитывать, количественные изменения элементов как ландшафтного строения, так и ин-кенерно-геологических условий территор!й аесторокдений.

Выходом в прогеденаых типизациях:является комплексная инженерно-геологическая характеристика выделенных таксонов, включавшая гидрогеологические и геокриологические условия, современные фнэико-геологические процессы и явления, а также■ бизйко-мехави-

ческие свойства гсрвых пород верхнего и подстилающего комплекса (прилоа. 1,2)."

Пятая глава посвящена геоэкологическим аспектам освоения тидейсксго и хандинского месторождений. В главе осуществлен комплексный прогноз будущего состояния природной обстановки в результате интенсивного техногенеза при освоении и эксплуатация месторождения. Теоретические и методические аспекты прогнозирования освевдстся е работах Г. и.-Ьондарика ,,М.С.Захарова,Ь.В. Смирнова, В.А.Лисичкина, Г. А1Голодковской и др. Анализ имевшихся е данное области исследований показал, что в настоящее вреня достаточно полно сформулированы научные основы, стратегия'и тактика реализации прогноза, сведены в едивус систему методы прогнозирования.

В проведенных исследованиях при прогнозировании отрицательных последствий техногенеза использовался метод аналогий, в,основу которого лег проанализированный и■•обобщенный опыт проектирования," строительства и эксплуатации различных типов сооружений в пределах освоенных типовых районов-аналогов. Практический интерес врз'зто« представляет гиды неблагоприятных процессов и явлгвлй гаженернс-геологического плава, вызываемые ведением горных работ, в тагае сооружением и эксплуатацией сопутствующих объектов промышленного, гражданского и линейного .строительства. Специфика используемых технических решении, а такве особенности сооружения и эксплуатации углеразреза обусловливает развитие в пределах изучаемых месторождений двух типов нарушений: горногеологических и ландЕафтно-эхслогических. В первой случае объектом воздействия выступает геологическая среда, во второй - структура приредно-террнторпальных комплексов и «х компоненты. -

Для горно-геологических нарувений разработана специальная таблица, в которое прияедены ожидаемые неблагоприятные процессы ш явления и-рекомендации по их предотвращении на основе имеющихся прецедентов.

Для ландшафтно-зкологических нарушений рассмотрены охидае- ' иые изменения в негодно-климатических условиях территорий месторождений, гидрографической сети, почвах, флоре и фауне.

Совокупность технологических процессов при добыче и переработке полезного ископаемого, обнаженные поверхности отгалов и хвостохранилищ будут слумть сильным источникоя загрязнения атмосферы. Особенно высоким потенциал загрязнения будет отмечаться в пределах Хандинского месторождения, где особенности и ■пре-

обладание" стилевого состояния погоды суа;ественно свижапт экологическую емкость атмосферного воздуха.

Зогрязве'нио окруаасзей среда в пределах изучаемых месторождений будет способствовать речной сток.В неблагоприятных условиях здесь такхе находится Х2идянекое месторождение, т.к. замкнутый речной сток создает предпосылки для накопления отходов к их интенсивной инфильтрации з ниэтле горизонты почвогрун-тоз.

НЕКдейсное месторождение находится з более благоприятных гидрогеологических условиях. Речная сеть здесь более развита, реки водообпиьвн, хотя контрасность стога по сезонам года ха-. рактерна я"для данной территории.

В пределах освайваемых месгорождевиз с точки зрения устойчивости ландсафтов наиболее неблагоприятным ноыевтон является йВОГОлетЕЯЯ мерзлота, которая .при. ивтеЕсиввых техногенных воздействиях .деградирует. Особенно сильно этот процесс коснется гавдявского нестороЕдевяя, где многолетняя мерзлота имеет широкое респространение и больвув до 10-12 к моцвссть. Следует зьидать очень быстрых экологических изменений особенно на бо-готвых, маревых участках. .

Для территории Изидейсксго месторождения мерзлота не будет зказывгть-такого существенного влияния как на Хандивсксм- место-• юядевии. йвогодетвеиерзлае породы здесь локально распространены и имеют иадуп до 5-6' н нсцвость.

В результате загрязнения воздуха и почв будет отмечаться ябель песовасандевпй на плоцадях непосредственно прилегавших карьерным полям я 'суцествеввое сокращение прироста древостоя

а близлежащих. '

Техногенное воздействие на природнув среда неизбежно приедет к''резким изменениям условий авзнеобитавия животного мира пределах освоеннх территорий. В этой связи сжидавтся массовые яграцки- к дв&е зиииравле различных видов зверей, птпц и рыбы.

Осуществленный "комплексный прогноз позволил определить ^вместимость планируемого'производства с окрукасвей средой. ?и этом признается экологическая нецелесообразность формярове-•я и фувкцзовировавйя в пределах Хандпнского месторождения зврсднотехвлчесхой системы в связи с экстремальными условиями ¡воеввя. Более высокие средозацитвве функции природных компасов йшидёйского месторОЕдения позволят вести внгенерво-хо- • йственное освоение территории со строгим соблвдением техно-1гкческих режимов."горных и строительных работ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе исследований получевы следущие результаты определявшие теоретическую, нетодическую и_ практическую значимость диссертационное работы. . ".

1. На основании обобщений прикладных и теоретических исследований разработаны принципы изучения и оценки инженерно-геологических условий территорий освоения угольных месторождений, намечаемых к разработке открытым способом с использованием метода еэрсландсзфтной индикации. Реализация разработанной методика осуществлена на примере Иеидейского каменноугольного и хандинекого бУроугольного месторождений.

2. Выявлена роль ебцих ин&енерно-геслогических условий . (физико-геограбических условий, особенностей геологического строения, гидрогеологических условий и обводненности) на разработку проектов подготовки и освоения иесторсждевий и прилегающих территорий.

У. Выявлена роль частных и комплексных ландшафтных индикаторов инженерно-геологических условий. Установлена взаимозависимость компонентов ландсафта и инженерно-геологических условий территорий нес7ороз.дений и показана возмокность дешифрирования пегаедаег по материалам дистасионных съемок.

Ц. Разработан алгоритм количественной оценки .сопряженности даядсафтках и инженерно-геологических параметров^ на основании которого оценена достоверность результатов исследований и проведены экстрааоляционные операция.

5. Не основании установленных закономерностей ландшафтного ■строения и инженерно-геологических условий проведено типологическое районирование территорий месторождений 'применительно к ранению вопросов связанных с разработкой проектов подготовки, освоения и обустройства месторождений.

6. Построенные карты отражают схему проведенного районирования и закономерности пространственной изменчивости геоморфологического, гидрогеологического/ геодивсмического и геокриологического факторов. Данные картц совместно с ландЕафтно-индикаци-онными картами ыогут служить основой для организации • «сниторин-га природной среды при освоении и" эксплуатации месторождений.

7. На основе комплексного геоэкологического анализа выполнен качественный прогноз будущего состояния природной обстановки в результате интенсивного техвогенеза при освоении'и эксплуатации месторождений. Обоснована несовместимость планируемого

Элыьисгл&но

й sí ^ S ¡5íí

G? c-j ^ .

аалюЬщ пил

:./• ¡j//¿/» отлож

чяигпапыг отложения

i-Л!

i

C,5

?o

Ci

3, -J

К

Ci Тз

=3 й

а

5s ¿i

: О»

5 '

' Ci

ЧЛ ^ [í

JCl o ?

с; <v

: о П

fî» . W

ï; ut»

о S ^

£5 о '

§ Î5 Й

§ S

о

- I

S ^

f^ О Г}

S 5Í

S1

S» «Gl

m

- «

к 'i, 0> ' 'i S S< i T

î

Iii I

tó

»

■-i M

Sí

-о i

« a

CSa

O.

t .

Сэ

Ci* 3 i

\

bk 3!.

Oj N1

& 5

? -9

»

'Co I

a 5} ? ? ■

Cti á С: i

Q c¡

. : ^

«

es

O <4

I--3

г

Q

!

fb

naccata

ГЛ'-.YÍfíí'í"

§

Tí- s»

ïï

Верхний комплекс

подстил комплекс

<xs

S

<3

I

с»

ч

§ §

Q -

Г

1

M Сл

7 Иллювиальные о ¡пложен и я

S3

<а ^ Сп

О Ï; ...Й^ .....

I

I

»1

SU» Cl 1

Pi О

'í^ :>;t> Vj

1 ъ

R.

M

Ks

»

to

ri

■Q. §

S

§

^ & ra

верхний комплекс

ГЦ .о ir

§

§

Ci

4 е»

Ск»^

Г»'

s у

С -i

^ Г) о-

^ i1

C.J i

Rä

■Í4

ta

d ' <э

Ci С: Q

^ . съ

.0 •

s«

к: Ç. cd

ss"

•s

со ï;

о

1-, i

ь.

1

5а.

Го О

I

rfN

^ÍSÍ tí Îi '5 es с;1} к ÏJ

í-s* Й15? г<

IS i "V ' m

ô;

?

Q

c:

Co с:

IT'5

1 д

qâ

II

4 S J,

3

и

^ Il

П5 • -с !ï

ï ft сз -■)

и § §

га c^

v.

AN

ft."

ъУ-

.•'.о'.:

ó-'-O'

ci £>

ч ^ Й

с,01

be

4:3 s

15

•Q '• i

Ds

ta

íV

tí

J5 ï: с»

N

4.

eo Aj

Cl, m

СЧ

- 2 > S:

c>

tV) ^ t; ; 'es . i

<\J

CQ ^

5Î C3 Cj ^

-o

* 2 S5

R:

O»

ft

NJ «4 'с,

«S3

í»

M

4

•frt

Ui

Ni

. <ъ

N

а

•X)

ö

'I ш

tu Ri

о»

о»

I-

- 'о

шплсхсексгл

¡I -

П'

s

»■ч

л „

^ Су CS

Si <

Tït

I; > g"

ii» I,

til 4 Y

2 5 ■ 1 >

хгжмхс

Al ^ Sï

s*

«л

ra

•ts

o»

Ni "M

"jcT

женин

45 'Si ^ Г S? >

K?.

til I .

■л

Ь »

о ь. .

St

'n,

ч* J

5ч t

I

^ ^ П Г»

^ g ? §

^ с\ Я 'л

' Л

«э -in tn I

S 4 ^

- с»,

Й 5 g §§

fíCí'C.VU/Г.

пжлсхс

Ol

§ §

«ï I

R> c-»

5

отложения

теагяожг-мая

3

45 i^t а .

S р-

55»

en

'i"

о» »

1 § •

5 Ь*

-S

s»

t I

-St» Ъл

«=* I I

sv. #

f\1

Й Î">

Vi -м'

<4 .

ÏV

If5»

Го r\

ГЗ X 1 1 ^

n ^ «à ^

ГЛ ?

Is»

is 7 i

o, I

V « " i > «i 5}

S 15.Í*

<L> Ц

^ w

n00'?/7?LY,

ка/тлс^

=s5

Я>С>

s S 5 s.

ï) с* п>

s

ía

O)

Яа 4s cï

-îs

„g

I

o»;

«CJ

U<5

Ol

5-§

5

•b'-i to <

o-

V

I

»

5v

ft ÇÎ>

9--

I ^ ? »

a -

I Й ■ Vi'

.Îâ 5 ^ Cl iîtl

ж

ui

«У

S' о

ta.

ci ^ 41 о.

«5» й

С>

ь» ь. о-

о,

I

JJtM

S5'

s .

о-

о

Э

c

о V

Í3J

? -I

^ I

X r:

сэ

Cj Jî

4 s

ÇjÀ > й fi

§

■ъ

4

Со

¡5

tv>

Cl Q

• s

•à

W

tÇ;

Oj

со

^ Ci

«

4 ^

о (V

Sa r>

Va

/4

5}

. S" t\)

-s

. Es ' .

Ci .

m '

0) 'a ^ /

i

^ S ^

Сз Oi •O R; C3 C. rt)

^ H

b. V •„ " r> Ci

I ." ■ CîJ •

к; ; ^

tíji о

К

w

M

прскзЕОдстэз с округэпкей средой в пределах Кандинского место-рогдоняз :* возможность аньенерао-хозяйственного освоения территории Негде 8с кого йестэрохд&йия.

■ Основ вне позохеввя дкссертаггля отрахены в работах:

1. Прогноз геодингмкческих условий пахтвих полей по маге-рзазга дтстсаковинх съепок //Материал» конференции "Прогноз пв-7'звер:го-гсогогггческих л гидрогеологических условий при подзем-н>з ргзраСотке кесгороадений Урада" (тезиен докладов). Свердлов: ¡?зд-20 Сгердя.горного вк-та,' 1590, С.20-21.

2. коаоч&зовавяс ЭВМ для оценки достоверности лавдьэфтшне яязякетороз //Проблемы инженерной геологии, оснований а фундаментов.' То:;ск: Ззд-во Тси.ув-гй, 1592, С.60-63 (соавтор АЛ.Прегер).

3. Прекзеритегавая опалка атаенерво-гсологических условий /Гавдикского буроуголытго иесгорогдёвкя //Проблемы ипкевервоЯ геозскш, • ооногевяп -в фупло::ек?о£. Томск: Иод-во Том.ун-та," 1992, С.СП-9\ (соавтора Г.Г.Герба;;, Е.Н.Мухина). .