Техногенный карстогенез в горнодобывающих районах

Андрейчук, Вячеслав Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Техногенный карстогенез в горнодобывающих районах
ВАК РФ 04.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Техногенный карстогенез в горнодобывающих районах"

Г: "^Д1

1 СЕН

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Институт геологии н геохимии им. акад. А. Н. Заварицкого

На правах рукописи

Аядрейчук Вячеслав Николаевич

ТЕХНОГЕННЫЙ КАРСТОГЕНЕЗ В ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ РАЙОНАХ

Специальность 04.00.01 -общая и региональная геология

АВТОРЕФЕРАТ . диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Екатеринбург - 1995>

Работа выполнена в Горном институте Уральского отделения РАИ

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

профессор, Гаев А. Я. (Пермский университет, г. Пермь)

Ведущая организация Пермский государственный уиИвввситс;

Защита состоится 24 октяь?я1995 г. в 10® часов иа заседаику специализированного ответа Д 002.81.02. Института геологии и геохимии им. акад. А. Н. Заварицкого Уральского отделения РАН по адресу: 620219, ГСП-644, Екатеринбург, Почтовый пер., 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института геологии и геохимии им. акад. А. Н. Заварицкого.

Автореферат разослан 2Ч.О&. 1дд5 р.

доктор геолого-минералогическмх наук, Кутепов В. М. (Институт литосферы, г. Москва).

доктор геолого-минералогических наук, Анфимов Л. В. (ИГиГ УрО РАН, г.Екатеринбург)

Ученый секретарь специализированного совета, к.г.-м.н.

Железко

...Нельзя забывать огромного значения тех геологических процессов,, которые протекают непосредственно на поверхности и в приповерхностной части Земли. Проблема изучения этих процессов, особенно учитывая вмешательство в них человека, имеет не меньшее значение, чем проблема освоения космоса, околоземного пространства или глубоких недр Земли...

Академик А. В. Сидоренко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность

Проблема развития карста под влиянием хозяйственной деятельности человека является составной частью общей проблемы взаимодействия природы и общества. Карст, как и другие природные процессы, испытывает всевозрастающее антропогенное воздействие, часто приводящее к катастрофическим последствиям. Затопление рудников, карьеров, разрушение мостов, ЛЭП, трубопроводов, промышленных объектов, АЭС, плотин водохранилищ, изменение водного режима территорий, вывод из Землепользования сельскохозяйственных угодий, формирование карстовых "бедлендов", загрязнение поверхностных и подземных вод, возникновение провалов и деформаций поверхности и другие явления становятся обычными на интенсивно используемых закарстованных территориях. Считавшиеся, некарстовыми районы, где горнодобывающая деятельность вовлекает в процессы карсто-образования глубинные толщи карстующихся пород, превращаются в карстоопасные. Для многих городов проблема техногенной активизации карста становится ключевым вопросом, определяющим перспективы их социально-экономического развития. Проявления антропогенного карста обнаруживают устойчивую эволюционную тенденцию - от локализованных к площадным.

При всей важности и своевременности проблема антропогенного карстогекеза (АК) до сих пор не получила своего теоретического обоснования. Среди научных и производственных работников преобладает "пообъектный" подход, рассматривающий АК с позиции частных случаев. Закономерная, поэтому, нескоордкнированность специалис-гов-» их понятийная разобщенность, отсутствие общих целевых установок и подходов не позволяет в полной мере учитывать и испольао-

вать накапливаемый опыт борьбы с АН и снижают эффективность предпринимаемых действий.

В связи с этим возникла необходимость увязки многочисленных фактов АК, число которых растет по экспоненциальному закону, в рамках единого теоретического представления, на основе которого были бы разработаны общие принципы и подходы к хозяйствованию на используемых и осваиваемых закарстованных территориях.

При всём многообразии видов антропогенного воздействия на карст стержневым из них является горнодобывающая деятельность. Именно при добыче полезных ископаемых происходят наиболее существенные нарушения естественного режима карстовых процессов. Печальными примерами последних лет являются авария на крупнейшем в мире калийном руднике Верхнекамского месторождения солей - его затопление и образование гигантского провала, а также прорыв над-солеаых вод и затопление всемирно известных соляных, копей Велич-ки. Экономический ущерб от подобных аварий составляет миллиарды руб. Весьма опасна техногенная активизация карста в угольных бассейнах, на бокситовых рудниках, соляных месторождениях, при добыче нефти и газа, водозаборах, разработке месторождений стройматериалов. Поэтому в исследованиях автора главное внимание уделялось развитию карста в горнодобывающих районах. Поскольку добыча полезных ископаемых осуществляется, главным образом, посредством технического воздействия на геологическую среду, на карст, в работе используется термин "техногенный карстогенез", а не "антропогенный", смысл которого несколько шире.

Плановость темы и участие автора

Исследование имеет плановый характер. Во время работы автора во Львовской геологоразведочной экспедиции (ЛГРЭ) оно являлось составной частью заданий Мингео Украины по изучению и прогнозированию опасных геологических процессов. Впоследствии исследования выполнялись по плану Института геологии и геохимии им. акад. А. Н. Заварицкого (тема 18, N 01869974772), а также Горного института УрО РАН (И 01890011304). Исследованию было отведено место в Координационном плане Комиссии по карсту и спелеологии Научного Совета по инженерной геологии и гидрогеологии АН СССР, в планах Института карстоведения и спелеологии. Ряд положений разработаны, в соответствии с правительственным поручением N 14229 (Задание Совета Министров СССР от 2.07.87 "О мерах охраны рудников Верхнекамского месторождения от затопления") и Постановлением ГКНТ СССР N 191 от 21.08.88. Исследование непосредственно связано с международной программой изучения антропогенного карста, осуществляемой комиссией "Изменения окружающей среды в карстовых районах" Международного географического2союза. Ряд научных выводов получен

при выполнении целевых заданий различных ведомств на хоздоговорной основе.

Во всех упомянутых случаях (за исключением работы в ЛГРЭ) автор являлся научным руководителем тем и ответственным исполнителем договорных заданий. В работе международной комиссии он принимает участие в качестве члена-корреспондента.

Цели и задачи исследования

Ца» исследования - выявление и анализ сущности техногенного карстогенеза, выяснение его особенностей и закономерностей в горнодобывающих районах, разработка принципов оптимизации добивающей деятельности на закарстованных территориях.

Поставленная цель достигалась решением трёх взаимосвязанных групп задач.

Группа философско-методологических задач:

1. Анализ классических и новейших представлений по фундаментальным проблемам взаимодействия общества и природы;

2. Разработка конкретно-научных основ системного подхода к проблеме техногенного карста, обеспечивающих возможность эффективного использования системо-аналитического формального аппарата;

Группа научно-теоретических задач:

1. Анализ основных современных теоретических представлений о карсте, выявление сущности антропогенного и техногенного карста, установление их объёма и смыслового соотношения;

2. Разработка системы классификаций, упорядочивающих и разносторонне характеризующих особенности антропогенного и техногенного карста-.

Группа конкретно-исследовательских задач:

1. Выявление видов техногенного воздействия на карст в горнодобывающих районах, их систематизация;

2. Исследование механизмов качественных и количественных изменений карста при разных видах техногенного воздействия, оценка степени техногенного преобразования закарстованных территорий;

3. Выработка конкретных рекомендаций, касающихся предупредде-ния и борьбы с техногенным карстом.

Объект и предмет исследования

Объект ксследовагс»! - месторождения полезных ископаемых (в карстовых районах), где ведется (велась) их добыча, обусловливающая изменения естественного развития карстовых процессов.

Территориально, объектами детальных исследований являлись месторождения двух базовых регионов: Уральского (Зерхнеклмский бассейн калийных солей, Кизеловский угольный бассейн, Галкин-

ское - известняков, Бакальское - сидеритов, Североуральское -бокситов, Ергачинское - гипсов и др.); Западно-Украинского (Пред-карпатский сероносный район, Калут-Голынское - калийных солей, Кривское - гипсов и др.). В опубликованных работах автора нашли отражение и наблюдения в других регионах (Карпаты, Крым, Кавказ, Предуралье и Зауралье, Республика Коми, Башкортостан, горы Средней Азии, Русский Север и т.д.) и странах (Болгария, Польоа, Словакия, Куба, Югославия, Австрия, Италия, Германия, Испания, Великобритания, Венгрия).

Предметом исследования являлись закономерности и особенности (литологические, гидродинамические, гидрохимические, геохимические, ландшафтные, геоморфологические и др.) развития карстовых процессов и явлений на месторождениях полезных ископаемых под влиянием различных видов техногенного вмешательства.

Методологическая основа и уровни исследования

ёнлософсху* основу исследования составило диалектическое учение о взаимосвязи и взаимодействии природы и общества.

Гносеологическая основа: аналитический подход - при изучении строения и свойств геокомпонентов (карстуюцихся пород, подземных вод, отложений и т.д.); системный подход - при выяснении взаимной связи и обусловленности геокомпонентов в структурном, функциональном, динамическом и эволюционном аспектах. Исходная стержневая естественнонаучная концепция - учение В. И. Вернадского о биосфере - ноосфере. В качестве концептуальных научных основ использовались: общесистемная концепция (работы Л. Ф. Верталанфи, И. В. Блауберга, В. Н, Садовского, Э. Г. Юдина и др.). Формально-системная концепция (работы А. И. Уемова, В. Б. Смирнова), ме-тагеологическая концепция (И. П. Шарапов), концепция геологической среды и ей изменений (работы Е. М. Сергеева, В. И. Осилова, В. Т. Трофимова, Ф. М. Котлова, В. М. Кутепова, В. Ф. Краева н др.), концепция водообмена в нарушенных условиях (работы В. М. Шестопадова, Н. С. Огняника, Н. И. Дробнохода и др.), ландшафтная концепция (работы Н. А. Солнцева, А. Г. Исаченко, Н. А. Гвовдецкого и др.), геосистемная концепция (работы В. В. Сочавы, А. Д. Арманда, В. Н. Солнцева и др.), концепция природно-антропогенных взаимодействий (В. С. Преображенский, Л. И. Мухина и др.), системно-геологическая концепция (работы А. Н. Дмитриевского, Н. М. Фролова, Л. Ф. Дементьева и др.) и др.

Карстолого-спвлаологичвскш исследования автора опирались на инженерно-геологическую концепцию карста И. А. Печеркина и А. И. Печеркина, карсто-ландшафтную концепцию Н. А. Гвоздецкого, а также на основополагающие теоретические положения из работ Д. С, Соколова, Г, А. Максимовича, на теоретические выводы, изло-

женные в работах В. С. Лукина, В. Н. Дублянекого, к. А. Горбуновой, А. к. Дэенс-Литовского, Н. П. Торсуева, Б. Н. Иванова, Р. А. Цыкина, А. Б. Климчука, А. Г. Чикишева, А. В. Ступишина, Ю. А. Ежова, Г. В. Короткевича и др., а также на тематические и региональные обобщения и разработки в инженерной карстологии и смежных областях 8. М. Кутепова, А. Я. Гаева, В. Н. Кожевниковой, В. В. Толмачева, И. Ф. Саваренского, В. П. Хоменко, Г. И. Рудько, Н. В. Миронова и др.

•По степени глубины и формализованное™ в проведенном исследовании могут Сыть выделены три логико-познавательные уровня: традиционно-описательный, геосистемный, снстеиоаналитаческжй. Первым уровнем охарактеризованы карст и его изменения как традиционно- понимаемого процесса и явления. На втором уровне некоторые аспекты проблемы техногенного карстогенеза рассмотрены через призму геосистем. Третий уровень - анализ отдельных аспектов с помощью точных математических методов системного анализа.

Методы исследований и фактический материал

На разных этапах исследования использовались метода:

а) на этапе полевого изучения - литологические, геоморфологические, спелеологические, гидрохимические, гидрометрические, топографические, геохимические и др.;

б) на этапе обработки и обобщения эмпирических материалов -картографический и картометрический, статистические, включая факторный анализ, моделирование и др.

Для получения фактических данных широко применялись методы лабораторного анализа. Выполнено анализов: приближенно-количественных спектральных - 845, приближенно-количественных сухих остатков подземных вод - 59, полных химических, горных пород и отложений 128, полных химических подземных.вод - 58 (с определением форм железа и органического вещества), рентгеноспектральных на U, Ra, Rb, Se, Pb, Sr - 118, нейтронно-активациокных - 3, полных ли-толого-минералогических - 33, гранулометрических - 21, рентгеновских - 16, термических - 4, микробиологических - 16, лшинис-центно-битуминологических - 36, микрофауяистических - 15, газох-роматографичеких - 5. В 35 пробах определялось содержание органического вещества, углерода, рН в порошке концентрации гуминовых кислот. Для 106 образцов пещерных отложений определялась естественная влажность, пластичность, объёмный вес сухого грунта и по-зистость.

Лабораторные исследования выполнялись в подразделениях Института геологии и геохимии им. акад. А. Н. Заварицкого, Львовской "те (ПГО "Запукргеология"), Полевской химлаборатории (ПГО "Урал-геология"), Зеленогорской экспедиции, Львовского госуниверситета.

Института минералогии и геохимии редких элементов РАН, Черновицкого отдела института "УкрГИИНТИЗ", Кунгурской лаборатории-стационара ГИ УрО РАН, Пермского отделения Института экологии растений и животных УрО РАН, лаборатории биотехнологии Института физической химии АН Украины, физического и географического факультетов Черновицкого университета, кафедры инженерной геологии Пермского университета. Математическая обработка геохимических данных проведена в лаборатории системного анализа Института геологии и геохимии горючих ископаемых АН Украины по программам SY3AN, GRID, TREND-M, составленным В. А. Достойнш. Интерпретация системоана-литических данных выполнена С. И. Волковым, совместно с которым разрабатывались вопросы техногенно-обусловленных геохимических изменений в карстовой пещере Золушка.

Креме данных, полученных в результате полевых работ и лзбора-торных исследований, автор использовал геологоразведочные и геолого-съемочные материалы Львовской и Киевской геологоразведочных экспедиций, ПО "Уралруда", "Уралкалий", "Ккзелуголь", "Сера", фондовые материалы Кунгурской лаборатории-стационара, кафедры инженерной геологии Пермского университета. Использовали также факты и примеры из литературных источников.

Основные защищаемые полсдения

1. Техногенный карст (ТК) - вид антропогенного карста (АК), развивающийся на действующих месторождениях полезних ископаемых под влиянием различных (в зависимости от способа добычи) техногенные факторов. В ряду типов АК, выделяемых по степени нарушен-ности геологической среда, он относится к крайнему, наиболее нарушенному типу. По характеру и интенсивности проявлений - это активизированный , по управляемости - активно управляемый, по хозяйственному значению - наиболее опасный вид антропогенного карста.

2. Механизм и закономерности развития ТК определяются способами добычи полезных ископаемых (поверхностный, скважиниый. открытый, шахтный и др.) и литологическими типами карста (карбонатный, сульфатный, соляной). В развитии карбонатного ТК главнук роль играет механический вынос заполнителя карстовых пустот, сульфатного ТК - вынос рыхлых я растворение карстуккцихся пород, соляного ТК - растворение. Интенсивность суффозионных к коррозионных процессов является функцией скорости водообмена (все тиль ТК), дефицита насыщения вод (сульфатный к соляной ТК) к их техногенно обусловленной агрессивности (карбонатный ТК).

3. Несмотря на многообразие проявлений развитие ТК характеризуется общими закономерностями, гдавндо из которых: активизации

коррозионных процессов, изменение водного режима и закарстован-ности толщ, развитие деформаций поверхности или нарушение залегания пород, трансформация геохимических условий и обстановок. Особенностями ТК, отличающими его от естественного карста, являются: з динамическом отношении - большая скорость развития, намного превышающая развитие карста в естественных условиях, быстротечность; в феноменальном - разнообразие, интенсивность и сосредоточенность карстопроявлений; в территориальном и функциональном -докализованность, приуроченность к зоне влияния техногенного фактора и тесная (управляющая) связь с его действием (например, откачкой подземных вод); в пространственном - тенденция распространения от локализованных, глубинных проявлений к площадным, поверхностным, в эволюционном - унаследованность развития по отношению к зонам естественного карста.

4. Основная предпосылка управления ТК - его функциональная зависимость от техногенных факторов, регулирующих динамику и состав вод, участвующих в карстогенезе. В основе упреждения неблагоприятных последствий ТК должны лежать углубленное изучение геологических и гидрогеологических условий месторождения, совладение к процессе эксплуатации технологической схемы отработки, мониторинг. Разноцелевая оценка иарстоподверженных территорий нуждается з корректировке оценочных шкал в направлении категорий с большой опасность».

Научная новизна исследования

Последовательное решение поставленных задач позволило получить новые результаты, сформулировать по-новому ряд положений и выводов:

1. В теоретико-методологическом плане:

~ определение карста, антропогенного и техногенного карста на основе критического анализа существующих представлений и результатов личных исследований;

- раскрытие эволюционной сущности антропогенного и- техногенного карста как закономерных соподчиненных эталов развития карста з современный период;

- классификации антропогенного и техногенного карста по характеру деятельности человека в карстовых районах, степени антропогенного воздействия и глубине преобразований, относительной активности проявлений, управляемости со стороны человека и т.д., установление смыслоеого соответствия ме.-кду классифицируемыми понятиями и схемами;

- установление закономерностей и механизмов техногенного карстогенеза на месторождениях_ полезных ископаемых.

2. В методическом плане:

- применение системоанаяитического математического аппарата к изучению механизма литолого-геохимической эволюции карста месторождений в условиях техногенного воздействия;

- организация и осуществление литомониторинга на месторождениях, подверженных активному развитию техногенного карста;

- использование спелеологического метода сопряженного анализа обвальных (под землей) и провальных (на поверхности) процессов в целях инженерно-геологической оценки территории;

- разработка и применение специфических методов геоиндикации , путем выявления деформаций поверхности водоносных горизонтов,

цветодешифрирования провалоопасных зон, стратификации вод провальных озер и т.д.

3. В региональном плане:

- выявление и описание особенностей техногенной трансформации естественного карста на месторождениях различных регионов;

- осуществление сравнительного анализа региональных (участковых, локальных) закономерностей техногенного карстогенеза в различных геолого-структурных условиях..

4. В прикладном плане:

- обоснование принципов и подходов, которые должны полагаться в основу добычи полезных ископаемых в карстоопасных районах;

- разработка конкретных рекомендаций по борьбе с техногенным карстом для ряда месторождений.

5. Открытия новых явлений и процессов:

- в процессе спелеологических исследований ТК (совместно с С. Н. Волковым) обнаружен сравнительно редкий марганцевый минерал -бернессит, который, являясь существенно кальциевым, отличается от своих океанических аналогов, выведена его кристаллохимическая формула (Сао.боКо.07М1о.о&,^3+1.4зМп'1+5.5о014.5-9Н20) (аналитик Э. А. Янчук);

- в пещере Золушка, являющейся объектом активного техногенного воздействия, обнаружены уникальные железо-марганцевые сталагмиты, а также описаны различные формы выделения железа и марганца в подземных полостях. Расшифрован геохимический механизм формирования железо-марганцевых образований (как результат техногенного вмешательства), поставлен вопрос о карстовом типе рудопроявлений марганца;

- в процессе исследования месторождений разных регионов осуществлены открытия ранее неизвестных подземных полостей, проис-хсщение которых связано с техногенным карстом (Сидеритовая пещера, Песчаная пещера. Соляная пещера и т.п.).

Обоснованность положений и выводов

Проведенные исследования базируются на научных концепциях, доказавших свою теоретическую обоснованность и практическую эффективность. Выводы работы основываются на анализе большого к разностороннего материала по методологии науки, геологии, гидрогеологии, инженерной геологии, географии, экологии, системному анализу, геохимии, математическим методам и моделированию. Фактические данные полевых и лабораторных исследований получены с помощь» стандартных методов и сопровождались необходимым контролем. Достоверность научных выводов подтверждается также эффективностью договорных разработок, заключений и рекомендаций.

Практическое значение исследования, реализация его результатов и выводов

Основное практическое значение работы состоит в подведении под важную прикладную проблему теоретической базы, на основе по-, ложений которой формулируются практические выводы в виде подходов, принципов, методических разработок и конкретных рекомендаций.

Результаты работы используются в ряде производственных орга-' низаций - Львовской ГРЭ, ПО "Уралкалий", "Уралруда", "ЗападУрад-ТИСИЗ", Западно-Украинского экологического центра, учебных заведений - Черновицкого и Пермского госуниверситегов, а также - исполкомов (Кунгурский, Черновицкий).

Ряд положений исследования вошли в отчеты Горного института, Кунгурской лаборатории-стационара, Черновицкого госуниверситета, Львовской геологоразведочной экспедиции. На основе разработок заинтересованным организациям выдано более 300 экспертных заключений, выполнен ряд крупных договорных работ.

Публикации, в т.ч. пособия автора, используются в учебном процессе Пермского и Черновицкого госуниверситетов при чтении курсов "Общая геология", "Общее карстоведение", "Геоморфология", "Основы рационального использования и охраны природы1', "Основы учения о геосистемах".

Апробация результатов исследования

Результаты исследований докладывались и обсуждались на 35 совещаниях и конференциях: Всесоюзной конференции по использованию подземного холода (Кунгур, 1981), III Всесоюзном совещании по инженерно-геологическому картированию и съемке (Москва, 1983), научно-технической конференции по выявлению и сохранению памятников природы (Москва, 1983), научно-технической конференции по методам

геологических исследований (Пермь, 1984), заседании секции Московского общества испытателей природы (1985), научно-техническом совещании по инженерно-геологическим исследованиям в карстовых районах (Пермь, 1984), научно-технической конференции по проблемам гидрогеологии и карста (Пермь, 1984), научно-техническом совещании по совершенствованию методов инженерно-геологических исследований (Черновцы, 1985), Всесоюзном совещании по методике изу-. чения карста (Пермь, 1985), V съезде Географического общества УССР (Симферополь, 1985), научно« совещании по современным проблемам географии (Пермь, 1985), научном семинаре по методологическим вопросам системного подхода (Львов, 1985), конференции молодых ученых Института геологии и геохимии горючих-ископаемых АН УССР (Львов, 1986), Всесоюзном совещании по картографированию и районированию карста (Владивосток, 1986), научно-техническом совещании по эффективным методам инженерно-геологических исследований (Пермь, 1986), научно-техническом совещании по использованию гипсовых пещер (Пермь, 1987), Всесоюзном совещании по картографическим методам исследований (Черновцы, 198?), V Всесоюзном совещании по карсту и спелеологии (Киев, 1987), Всесоюзной конференции по устойчивости склонов (Черновцы, 1987), региональном совещании по техногенному карсту (Кунгур, 1988), научной конференции по методике инженерно-геологических исследований карстовых областей (Пермь, 1988), совещании по проблемам охраны окружающей среды горнорудных районов Урала (Свердловск, 1988), научно-технической конференции по комплексному исследованию недр Западного Урала (Пермь, 1988), научной конференции по прогрессивным способам комплексного изучения недр (Пермь, 1989), научной конференции по отложениям и минералам пещер (Пермь, 1989), научно-техническом совещании по проблемам водозащитной толщи на Верхнекамском месторождении солей (Пермь, 1989), совещании по авариям и катастрофам на закарстованных территориях (Пермь, 1990), региональном совещании по проблеме псевдокарста (Кунгур, 1992). О результатах исследований автор докладывал на Международной школе по актуальным проблемам спелеологии и карста (Болгария, 1987), международном симпозиуме по физико-химическим и гидрогеологическим особенностям карста (Чехословакия, 1988), международном симпозиуме по псевдокарсту (Германия, 1989), 10-м международном спелеологическом конгрессе (Венгрия, 1989), международном симпозиуме по инженерной геологии карста (Россия, 1992).

Публикации

Из 170 опубликованных работ автора более 65 посвящены теме исследования непосредственно.

Ряд опубликованных по теме диссертации работ имеют монографический характер: "Определение антропогенного карста" (4 п.л.), "Региональные особенности антропогенного воздействия на карст горных стран" (6 п.л.), "Геохимия техногенеза пещеры "Золушка" (10 п.л.), "Техногенное воздействие на геологическую среду Пермской области" (3 п.л.), "Влияние деятельности человека на карст (терминология)" (2 п.л.), "Образование провалов над пещерой "Золушка" (3 п.л.), "Березниковский провал" (8 п.л.).

Результаты исследований вошли составной частью в монографию "Карст и пещеры Пермской области" (30 п.л.), написанную коллективом авторов. В перечисленных работах, а также в статьях раскрыты более детально, чем в диссертации, различные аспекты темы.

Структура диссертации

Диссертация разделена на 4 части, насчитывающие 14 глав. Она состоит из 388 страниц текста, 93 рисунков, библиографического перечня (372 источника).

Помощь в работе

На протяжении всего времени Исследований автору сопутствовали благожелательное отношение и помощь в работе со стороны коллег по работе и ведущих специалистов. В процессе исследований, подготовки научных работ автор пользовался консультациями крупных отечественных и зарубежных.ученых - И. А. Печеркина, А. Я. Гаева, В. Н. Дублянского, Н. А. Гвоздецкого, Л. И. Воропаи, А. И. Ко-вальчука, Л. В. Анфимова, Б. И. Смирнова, Дерека Форда, Фрица Ройтера и др. Большой и ценный опыт автор приобрел в процессе тесного сотрудничества с известными специалистами - В. С. Лукиным, А. Б. Климчуком, К. А. Горбуновой, В. В. Толмачевым и др. Считаю приятным долгом выразить упомянутым специалистам глубокую признательность.

Автор признателен С. Н..Волкову, совместно с которым осуществлен большой объем весьма трудоемких спелеогеохимических исследований', получены интересные результаты и подготовлен ряд совместных работ, И. И. Яцыне, И. А. Лаврову, М. М. Проскурняку, активно участвовавшим в полевых исследованиях, А. И. Ковальчуку, В. Н. Мельникову и К. С. Иванову за просмотр рукописи диссертации и ценные замечания.

Считаю необходимым выразить благодарность зарубежным коллегам - П. Форти, А. Бендереву, Д. Виллису, Д. Мюкке, X. Фагундо, X. Парме и др., обеспечившим автору возможность ознакомления с проблемами антропогенного карста в разных странах, а также

Н. Крешичу, У. Сауро, П. Вильямсу, Т. Уолдхему, М. Пулине и мн. др., присылавшим многочисленные литературные источники.

Аналитические работы выполнены А. В. Багаевой, В. П. Потаповым, 3. И. Волковой, Н. Г. Матрос, 0. И. Мех, А. А. Шульгой, Э. А. Янчуком. Им, а также сотрудникам Кунгурского стационара -Р. И. Селезневой, Е. П. Дорофееву, Н. М. Белозеровой, Н. В. Лавровой и др. автор признателен за участие в различных видах работ, связанных с исследованиями и подготовкой материалов к публикации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Четыре части диссертации состоят из 14 глав. Главы содержат 6S параграфов, которые структурированы до 125 конкретно рассматриваемых аспектов проблемы.

Часть 1. ПРОБЛЕМА ТЕХНОГЕННОГО КАРСТА

Состоит из 3-х глав. В 1 главе "Историк ¡тредставдвний и орга-зшзгцпонное становление проблем антропогенного к техногенного яарста" рассмотрены публикации по теме, их количественная и содержательная динамика, осуществлена периодизация развития представлений об АК и ТК, проанализированы состоявшиеся совещания, отмечены организации, ведомства и специалисты, изучающие ТК, дана оценка зарубежных исследований по проблеме.

Во 2 главе "Карст: концептуальный акали" исследовано понятие "карст" с целью создания теоретической базы антропогенного и техногенного карста. На основе анализа большого количества определений, данных разными исследователями, выделены и обоснованы несущественные (второстепенные) и существенные (неотъемлемые) признаки, которые должны содержаться в определении карста. Последнее сформулировано как "система процессов и явлений, взаимосвязанно развивающихся на земле и под землей в результате взаимодействия природных вод с растворимыми в данной обстановке горными породами (растворение - вынос - осаядение)". Относительно данного определения показано соотношение "карста" и "псевдокарста", из которого следует, что антропогенный карст не имеет к псевдокарсту никакого "родственного" отношения, определено место карста в земной коре и среди других геологических процессов и т.д.

В 3-й главе "Антропогенный к тежиогекниЯ карст" рассматривается суть АК и ТК, • приводятся их определения, классификации по разным признакам.

Отмечается, в частности, что в понятия "антропогенный" и "техногенный" карст, а также в близкие к ним по значению, разные

авторы вкладывают неодинаковый смысл (Аядрейчук, Дублинская, Дублинский, 1990). Часть специалистов (Иванов, 1972; Котлов, 1977; Мусин, 1988; Печеркин К., Печеркин Д., 1988; Лушников, 1988; Быков, 1988; Рудько, 1988; Султанов, Абасов, 1988; и др.) считают их тождественными. Другая часть исследователей признает подчиненный характер техногенного карста по отношению к антропогенному (Толмачев и др., 1986; Костарев, 1988; Торсуев, 1988; Коржик, 1938; Ковальчук, Фадеичев, 1988; Абдужабаров, 1988; и др.).

'Автор развивает точку зрения, согласно которой антропогенный карст - часть карста вообще. Суть его отличий - наличие среди условий и факторов новых, антропогенного происхождения, которые во взаимосвязи и взаимодействии с естественными условиями и факторами определяют особенности протекания процесса и специфику его проявлений. Техногенный карст (ТК) - один из видов АК. Его развитие и особенности предопределены конкретным (видовым) комплексом факторов воздействия и отличаются спецификой. Особенности ТК могут быть поняты в сравнении его с другими видами АК, связанными с теми или иными сторонами хозяйственной деятельности человека или общего антропогенного процесса (АП).

Из различных определений АП (Воропай, 1975; Федотов, 1985; к др.) можно заключить, что "антропогенный процесс" шире "техногенного", а "антропогенез" шире "тёхногенеза". Последний является его составной частью, звеном наряду с агрогенезом, урбанизацией, рекреацией, ноогенезом.

Подчиненный характер "техногенного" "антропогенному" следует также из анализа происхождения терминов:

- антропогенный - от греч. antropos (человек) + genos, genesis (рождение, происхождение);

- техногенный - от греч. fcechne (искусство, ремесло, мастерство + genos, genesis (рождение, происхождение).

Таким образом, отдано предпочтение рпределениям, в которых ТК определяется как часть АК. Наряду с ТК правомерно обозначить и другие виды карста, связанные с соответствующими звеньями антропогенного процесса - агрогенезом, урбанизацией, рекреацией и .т.д., то есть агрогенный (сельскохозяйственный), селитебогенный (населенных пунктов) и т.д. карст.

Антропогенез (в смысле "антропогенный процесс") и его составляющие - процесс исторический. Со времени появления до настоящего времени воздействие человека на природную среду возрастало не только количественно, но и качественно. Возникали и развивались новые Форш взаимодействия с природой в связи с ростом производительных сил и вовлечением в использование.новых видов ресурсов. На начальных этапах решающую роль играли процессы агрогенеза (земледелия). Со временем возрастала роль процессов расселения (развитие земледелия —» рост чис-

ленности населения). И только на определенном этапе развития человечество начало воздействовать на природу технически. Гораздо позднее появились и другие процессы, в частности, рекреагенез, ноогенез.

Применительно к нашей проблеме это означает, что техногенный карст возник на определенном этапе антропогенного процесса. Агро-генный карст, селитебогенный карст предшествовали ТК, но широко распространены и сейчас.

Основываясь на основных звеньях антропогенного процесса, б деятельности человека выделен ряд направлений, связанных с различными типами использования ресурсов и природной среды карстовых районов. Тип природопользования включает в себя виды деятельнос-ях1, которым соответствуют виды воздействия. Каждый из видов воздействия располагает своим набором факторов, влияющих на карст. Основные типы природопользования:

1. Горнодобывающая и горнопромышленная деятельность

2. Гидротехническая деятельность

3. Сельскохозяйственная деятельность (орошаемое и неорошаемое земледелие, пастбищное скотоводство) и мелиорация

4. Лесохозяйственная деятельность

б. Селитебная и промышленная деятельность

6. Коммуникационно-транспортная деятельность (линейные сооружения)

7. Рекреационная деятельность

8. Беллигеративная деятельность.

Соответствие топов природопользования звеньям антропогенного процесса и соотношение понятий АК и ТК показано на рис. 1. ТК связан с определенным звеном антропогенного процесса, в данном случае с горнодобывающей и горнопромышленной деятельностью.

Виды антропогенного карста связаны с типами природопользования в карстовых районах. Они детализируются до подвидов, отраиая виды воздействия в типах природопользования. Например, в лесоген-нсм виде АК можно выделить подвиды, связанные с рубкой лесов, обезлесиванием территории и, наоборот, с лесовосстановлением. В собственно-техногенном виде возможны карьерно-отвальный, шахтный, скважинный и т.п. подвиды.

Несмотря ка всеприсутствие техники и ее решающее значение з преобразовании человеком природы, всё еще нельзя признать окончательной и полной технизацию всех звеньев АП. В карстосфере имеются участки, где деятельность человека (аграрная, рекреационная, селитебная и др.) может осуществляться как с помощью техники, так и без неё. Следовательно, тот или иной вид АК, выделяемый по звеньям антропогенного процесса (агрогенный карст, селитебогенный карст и др.), может содержать "техногенную" и "атехногенную" разновидности. С этой точки зрения ТК - процесс (и явление), возмож-

Рис. 1. Виды АК в связи с типами природопользования и звеньями антропогенного процесса

ный лишь на крайней стадии технизации того или иного звена АП. В настоящее время такой стадии достигла, прежде всего, горнодобывающая деятельность.

Опираясь на представление о глубине и стадиях антропогенного процесса и основываясь на выявленных закономерностях развития и проявления АК, нами выделены по степени антропогенных преобразований карста следующие его типы: антропогенно-пассивный (АПсК), антропогенно-измененный (АИК), антропогенно-нарушенный (АНК), антропогенно-преобразованный (АПрК), антропогенно-техногенный (АТК) (рис. 2). Последний представляет собой тип АК, стадию его наиболее глубокой трансформации в ряду других, выделяемых по степени преобразований карста. Формируется на участках интенсивного техногенного воздействия, что наиболее ярко выражено при добыче полезных ископаемых.

Отражая этапы углубления антропогенного воздействия на карст, стадии не являются обязательными этапами, которые должен пройти в своем развитии АК, тот или иной его тип. Например, из антропогенно- пассивной за короткое время АК может перейти в стадию антропогенно-техногенного карста, минуя три промежуточные. Еще одна особенность типов АК заключается в обратимости стадийных переходов. При уменьшении или прекращении действия антропогенных факторов, АК территории может возвращаться в прежнее качество (тип АК, стадию).

В результате антропогенного воздействия интенсивность карста может возрасти (активизация), снизиться (стабилизация) или остаться неизменной. Активизация и стабилизация карста могут происходить одновременно, но дифференцированно по разным показателям. Соотношение "активизированного" и "стабилизированного" в АК смещается в сторону первого вместе с типами АК и степенью "технизи-рованности" вида АК. Наибольшей величины активизация АК достигает на стадии антропогенно-техногенного карста. На стадии АТК важнейшее значение приобретает возможность воздействия на карст, управление им. По управленческой роли и целенаправленности антропогенной деятельности АК разделён на три разновидности: неуправляемый, пассивно управляемый и активно управляемый.

Неуправляемый АК - это карст, в развитии которого принимают участие факторы, не определяющие принципиальных черт и закономерностей его развития и носящие стихийный характер (кислотные довди и т.д.). Под "неуправляемый" попадают антропогенно-пассивный и антропогенно-измененный карст.

Пассивно управляемый АК - это карст, в развитии которого антропогенным факторам•принадлежит существенное значение (нарушение условий и факторов развития). Имеет место при сооружении водохранилищ, при ряде других видов антропогенного воздействия, характерных для антропогенно-преобразованного и антропогенно-нарушен-

Стадии лнтроглоген-ного процесса Антропогенном трансформации (количество изменении) Качественных антропогенных изменений Антропогенных нарушений Антропогенны* преобразований Создания ПРиРОДМО - технкче -ских систем

0 т ад ии днтроп о генного к л Р С т О а о г о процесса*

Типы АК Антропогенно-пассивный Антропогенно - измененный Антропогенно - нарушенный Антропогенно-пре05ра30ванныи Антропогенно -техногенный

Характер, изменении условий и факт0р08 ] Воздействия носят пассивный или краткосрочный характер, а последствия — 06ратимый и касаются только факторов развития карста Воздействия носят постоянный характер, приводят к необратимым изменениям и касаются только Факторов развития карста Воздействия носят активный устойчивый характер , приводят к нарушениям не только факторов. но и условий рай -вития карста Воздействия носят интенсивный, пре.об-равую1дий характер, приводят к нарушениям УСЛОВИЙ и Факторов, к Формировании] новых обста-новок развития карста Воздействия носят интенсивный целеустремленный характер, приводят К преов- разовамик) или замене естественных условий и Факторов техногенмымн

+ + + 1 т

Основные типы природопользования , приводящие к вменениям Антропогенное воздействие на природу в целом ; лес0х038йственныи, рекреационный Преимущественно: сельскохозяйственный, лесохозяйствепмый , рекреационный,белли-геративиыи (ьгрогенньщ, лесогенный, рекреаген-ный и т.д. карст) Преимущественно : селитебный, коммуникационно - транспортный (сеаиткбогенмый, линеагенный карст...) Преимущественно: гидротехнический и водомелиоративный (карст зон водохранилищ и искусственных каналов ) Преимущественно: горнодобывающий и горнопромышленный, (горнопромыш ленный и совственно техногенный карст )

Рис. 2. Стадии антропогенного процесса, антропогенный и техногенный карст

ного карста. Ведущая роль воздействий позволяет говорить об управлении АК, которое, как и в неуправляемом АК, не является целе-определённым. В этом смысле оно названо пассивным, а АК - пассивно управляемым.

Активно управляемый АК - это карст, развивающийся под решающим влиянием антропогенных факторов, как в случае горнодобывающей деятельности. Комбинируя их воздействие, изменяя его параметры (интенсивность откачки вод, закачки химреагентов и т.д.), человек с помощью технических средств активно управляет развитием АК, при этом часто - целенаправленно (искусственное выщелачивание соляных залежей). ТК относится к активно управляемому виду АК.

В процессе рассмотрения АК предложены его классификации по равным признакам:

- характеру деятельности человека в карстовых районах (агро-генный, беллигеративный, гидротехногенный, лесогенный, линеаген-ныи, рекреагенный, - селитебогенный и индустриальный, собственно-техногенный) ;

- степени технизации звеньев антропогенного процесса - атех-ногенный и техногенный;

- степени антропогенного воздействия и глубине преобразования (антропогенно-пассивный, антропогенно-измененный, антропогенно-нарушенный, антропогенно-преобразованный, антропогенно-техногенный) ;

- относительной интенсивности проявлений (активизированный, нейтральный, стабилизированный);

- управляемости со стороны человека (неуправляемый, пассивно управляемый, активно управляемый).

Между терминами классификаций установлено соответствие. Например, карст территории, используемой в сельскохозяйственных целях, можно охарактеризовать как агрогенный, антропогенно-измененный, стабилизированный, пассивно управляемый. Карст, развивающийся в зонах крупных водохранилищ, может соответственно быть охарактеризован как гидротехногенный, антропогенно-преобразованный, активизированный, пассивно управляемый, а карст горнопромышленного района - собственно-техногенный, антропогенно-техногенный, активизированный, активно управляемый и т.д.

Термин "техногенный карст" используется нами не в буквальном смысле - "карст, рожденный техникой" - но как "карст, развивающийся под влиянием технической деятельности человека". Это этимологическое противоречие характерно для всего цикла наук о Земле и, на наш взгляд, не является существенным для теоретического обоснования основополагающего термина данной работы.

Методологически важно различать "антропогенный" и "антропоге-новый" карст. В теоретической первооснове представлений об АК, природном карсте и т.д. лежит эволюционная концепция В. И. Вер-

надского. Согласно ей, развитие планеты происходит этапно, с переходом на качественно новые уровня организации: неживая, живая и разумная материя. Им соответствуют эволюционные состояния планеты - абиотическое (абиосфера), биотическое (биосфера) и социоти-ческое (ноосфера). Сущностью современного этапа является переход биосферы в ноосферу. Антропогенный карст - один из многочисленных, рядовых процессов и явлений, сопровождающих перестройку биосферы на переходном к ноосфере этапе. В этом случае он является синонимом понятия "карст" или "современный карст", так как АК -это карст переходного от биосферы н ноосфере этапа.

Следовательно, "карст" - это наиболее широкое, ёмкое и общее понятие. АК - это карст современной эпохи, стадия (в широком смысле) эволюции карста в масштабах планеты. АК - синоним современного карста. Временные рамки АК и современного карста гораздо уже антропогенового периода. Важно не смешивать сущностное и временное понятия "антропогенный карст" и "антропогеновый карст". При эволюционном подходе к понятиям "карст", "АК", "природный карст" последнее теряет свой смысл: АК - также природный по своей сути карст, но последнего (голоцен) периода истории планеты.

Часть 2. ТЕХНОГЕННЫЙ КАРСТОГЕНЕЗ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ ГОРНОДОБЫВАЩЕЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Техногенное воздействие на карст в горнодобывающих районах осуществляется по разным каналам в зависимости от способов добычи полезных ископаемых. Соответственно различаются механизмы ТК, присущие разным способам нарушения геологической среды. Выделены следующие основные направления горнодобывающей деятельности, с которыми связаны различия механизмов й особенностей развития ТК, а также его классификационные подвиды: "

1. Приповерхностная разработка месторождений;

2. Скважинная разведка и разработка месторождений;

3. Разработка месторождений открытым способом;

4. Разработка месторождений шахтным способом;

5. Формирование и разработка искусственных месторождений;

6. Улучшение коллекторских свойств пород.

Каждое из направлений содержит частные способы воздействия, которые предопределяют внутриподвидовые различия ТК - его типы.

Соответственно направлениям горнодобывающей деятельности материал 2-й части организован в 8 глав.

В главе 4 "Приповерхностная разработка месторолиений и карст" анализируются карстогенетические следствия разработки россыпных месторождений (алмазов, золота^в карбонатных породах, выемки с

поверхности карстующихся пород, траншейной и шурфовой разведки. Общей особенностью воздействия на карст при данном способе добычи является изменение (улучшение) фильтрационных свойств пород в приповерхностной части массивов, инфлюация поверхностных вод, способствующие ускоренному переводу атмосферных осадков в подземный сток и активизации коррозионных процессов.

В главе 5 "Карст при скважинкой разведке п добыче кашзаш в^смогшемих" показано влияние на карст структурных, разве- *

дочных и глубоких скважин, шпуров, проходки шахтных стволов, скважинного отбора подземных вод, добычи полезных ископаемых методом подземной выплавки и подземного выщелачивания, эксплуатации нефтяных скважин, скважинной разработки озерных и лагунных соляных залежей, развитие карста в призабойной зоне скважин к т.д. Наиболее важным для развития карста следствием скважинной разведки является создание путей, каналов, очагов проникновения поверхностных и подземных вод в толщи карстующихся пород, в их более глубокие горизонты, а часто наоборот - подъем глубинных и грунтовых вод к поверхности. Скважинная добыча, особенно с помощью агрессивных растворов, нарушает гидродинамическую к гидрохимическую обстановку в недрах, улучшает фильтрационные, коллекторские свойства пород, вызывает образование крупных полостей. Скважинные стволы, пройдя водонепроницаемые толщи, открывают доступ к карстующимся породам агрессивных инфильтрационных вод илис в случае напорного горизонта, снимают давление подземных вод, вызывая активизацию водообмена в глубоких горизонтах.

Каре? при добыче полазша кскопаеышс открытым способом (глава 6) изучался на Галкинском месторождении флюсовых известняков, си-деритовых месторождениях Бакала (Урал), месторождениях глин (Николаевское), гипса (Кривское) и серы (Язовское) Западной Украины. При данном (карьерном) виде воздействия развитие и особенности ТК наиболее ярко выявляются на уровне его литологических подтипов -карбонатного, сульфатного и соляного. При сохранении общих закономерностей, различия обусловлены разной растворимостью карбонатных, сульфатных и соляных пород. На гримере ряда месторождений показано, что наиболее общей закономерностью развития ТК в случае карбонатных пород является возникновение деформаций поверхности (или залегания покровных пород) в результате суффозионного вмыва рыхлых отложений в карстовые полости, а такяе выноса из них заполнителя, вследствие нарушения гидродинамического режима закарс-тэваннык толщ-

Развитие ТК в условиях сульфатных пород при карьерном способе добычи проявляется очень ярко и разрушительно (рис. 3).

Рис. 3. Развитие основных событий на Развадовском месторождении цементных глин (Западная Украина)

На ряде примеров прослежена цельная картина развития ТК (от начала до рекультивации), что позволило сформулировать закономерности, характерные для данных способа добычи и литологического типа карста:

1. Возникновение просадтных, а затем провальных явлений на первых этапах ТК связано с выносом заполнителя карстовых пустот, а позже и с процессами растворения сульфатных пород, особенно в случае инфлюации элементов поверхностной гидросети.

2. В динамическом отношении развитие ТК тесно связано с режимом водоотлива, однако в реакции природной подсистемы на его изменения проявляется инерционность: до определенного момента увеличение водоотлива почти не сказывается на развитии ТК, затем вызывает его скачкообразный рост и качественное усложнение. После прекращения откачки вод стабилизация ТК наступает не сразу, а постепенно.

Обращают на себя внимание и более частные пространственные и временные закономерности, например, перемещение зоны активного карсто-провалообразования вслед за краем расширяющейся депресси-онной воронки, эволюционная смена просадочного процесса провальным, смена тенденции к провалообразованию тенденцией площадного развития (путем слияния) карстовых форм и др. При данном типе ТК карстопоражённость территорий достигает 0,1-3,0 тыс. форм на км2, скорость их образования 100 провалов на км2/год. Околокарьерные территории часто превращаются в карстовый бедленд. Очевидна опас-

ность, которую представляет ТК, развивающийся при данном сочетании естественных условий и техногенных факторов.

Месторождения солей (каменной, калийной) разрабатываются открытым способом редко. Большинство примеров касается районов с сухим климатом (Средняя Азия). а также месторождений, залегающих выше уровня подземных вод (Кавказ). Особенностью развития ТК в упомянутых условиях является то, что его проявления не отмечаются за пределами разрабатываемого участка и представлены следами растворяющего воздействия атмосферных вод на техногенно обнаженной поверхности соляных пород. Иной характер имеет ТК на месторождениях, расположенных в условиях влажного климата с водоносными породами в кровле залежи (например, Домбровское в Предкар-патье). В результате откачки поступающих в карьер вод, взаимодействующих с солями, за пределы месторождения удаляется техногенным путём до 33-751 солей от всего объема их добычи. Снижение процента потерь требует большого объема мелиоративных мероприятий (обвалование, тампонаж, водоотводы, дренаж и т.д.). Активизация водообмена за счет откачки вод предопределяет проявление ТК за пределами участка разработок. Карьерная разработка соляных залежей в условиях водоотлива резко активизирует ТК, который становится важнейшей проблемой при их эксплуатации. Особенностью, отличающей ТК данного литологического типа от карбонатного и сульфатного, является доминирующая роль в его развитии процессов растворения пород. 9га особенность позволяет сформулировать закономерность изменения роли суфрозионных (механический вынос) и коррозионных (растворение) процессов при переходе от менее растворимых (карбонатный карст) к хорошо растворимым (гипсы, и особенно соли) породам. Если в развитии карбонатного ТК ведущая роль принадлежит выносу заполнителя карстовых полостей, сульфатного ТК -. суффозии и растворению, то в соляном ТК - коррозионным процессам. При открытой разработке месторождений особенности развития ТК предопределяются двумя основными факторами: литологичес-ким типом карста (карбонатный, сульфатный, соляной) и характером техногенного воздействия - с откачкой подземных вод или без нарушения водообмена. В последнем случае проявления коррозионных, суффозионных, провальных процессов не выходят за пределы карьеров.

В главе 7 рассмотрен карст при добыча пшаэанмх нскопаэмыг шхтным способом. Особенностью способа является вскрытие пород на значительную глубину (сотни и тысячи метров), вовлечение в ТК гидродинамически неактивных толщ. Различия ТК обусловлены, как и при открытой разработке, литологией карстующихся пород. Его особенности и закономерности изучались нами в Кизеловском угольном бассейне, на Верхнекамском и Калуш-Голынском калийных месторозде-

ниях, а также на примерах СУБРа, Эстонского сланцевого бассейна и др.

В карбонатном карсте основным фактором развития ТК является шахтный водоотлив. В процессе эксплуатации месторождений формируются обширные депрессионные воронки, резко активизируется вертикальная циркуляция вод (инфильтрация, перетоки, откачка), деградирует поверхностная "подвешенная" гидросеть, исчезают карстовые источники и т.д. Активно промывается карстовые каналы в толще пород; что приводит иногда к прорывам воды а выработки. В ряде случаев, за счет окисления сульфидов и образования НгБС^ возрастает агрессивность откачиваемых вод.

Развитие сульфатного ТК при шахтной добыче показано на примере Ижемского гипсового рудника (Лысенин, Сосновская, 1974; Лысе-нин, 1983) в Республике Коми. Пример ТК здесь подтверждает закономерности, выявленные для сульфатного ТК при открытом способе добычи - инерционность и скачкообразный рост, смена на определенном этапе суффозионных процессов коррозионными.

Соляной ТК при шахтной добыче, в отличие от сульфатного, изобилует примерами. Его последствия более огорчительны, чем при любом ином типе ТК. Среди многочисленных месторождений лишь немногие не имеют затопленных шахт и крупных провалов на поверхности. Опыт свидетельствует, что затопление соляных выработок и деформации поверхности это во многом лишь вопрос времени. Многочисленные примеры последних лет подтверждают этот вывод, претендующий на одну из закономерностей ТК при шахтной добыче солей. При всем многообразии условий (естественных - геологическое строение залежи и техногенных - система разработки) развитие ТК происходит по единой схеме: формирование рассоло-водопроводящих путей в толще солей над выработками, увеличение водопритоков —► образование в солях систем полостей, стимулирующих поступление рассолов —» нарастание водопритока до катастрофических значений и обводнение выработок —» интенсивный рост карстовых пустот в покровной соляной толще —» обрушение сводов полостей, их миграция к поверхности —» провал. Примером реализации всей цепочки преобразований может служить затопление в 1986 г. крупнейшего в мире калийного рудника на Верхнекамском месторождении солей и образование гигантского провала (рис. 4).

При поступлении рассолов и пресных подземных вод в горные выработки, ставшие подземными дренами, в толще солей формируются полости растворения объемом в десятки и сотни тысяч, в отдельных случаях - миллионы м3. Так, обьем полости, образованной при затоплении Березниковского рудника, превысил 2 млн. м3 (Андрейчук, 1988; 1989« Андрейчук, Лукин, 1992).

Своеобразным аспектом техногенного соляного карста в связи с горными выработками является растворение их стенок конденсацион-

«03 150 580 450 200 К8 Ю0 50 1—.---^—-1-1--1___

50 150 аоо м

с«?, й

Ш2?

ЕЭ СИЗ

Условные обозначений

11041«. П*сои Гамма Пссчмшк

Аргиллит М»иетн«ж

Гипе

Клшккля еоль

кагиамъмт

силкшиннт

Суглинок, скгись (осришеинъи ) М1В1СТНЯК, пасч&нмч, ыагпль (осгчвгмнык)

Гв'Мьк »изотки

Вода.

I 4 ♦ I МЕСТ» ПОСТИПЛЕНИЯ _ рассоно» (п-и амдгя 19ш.)

I [ Место вт»и»а тогого СМЛРЯДК п^и «мремим ек».10 (до пго!ьлл).

КОИТУ1> предполагаемой полости I лктний пгиюа 1ЯЯ8 г. (посла п»о»ллл).

Рис. 4. Общий вид системы карстово-гравитационных полостей на участке провала в момент его образования

ными водами. По подсчетам Б. П. Казакова в рядовую шахту Верхне-гсамского месторождения ежегодно привносится с зоздухом (за счет естественной тяги и принудительной вентиляции) и конденсируется около 50000 м3 воды. После насыщения солями её минерализация достигает 300-370 г/л. Следовательно, в конденсационных рассолах связывается и частично удаляется из шахты 15000-18000 т солей, что соответствует годовому приросту пустот в 7-9 тыс. м3. Эта цифра сопоставима с приростом объома полостей в гипсовом карсте, но за счет активизации водообмена (I), и намного превышает объёмы пустот, формирующихся коррозионным путем на месторождениях с карбонатными породами. Особенностями соляного ТК при данном способе добычи можно считать: исключительную роль процессов растворения в его развитии в отличие от карбонатного ТК (суффозия и кольмаш-ция) и сульфатного (суффозия и растворение); формирование в полтях солей крупных пустот, а на поверхности крупных провалов, превышающих пустоты и провалы в карбонатной и сульфатном ТК; скоротечность; полное затопление выработок при прорыве карстовых вод, что реже наблюдается при сульфатном, и вообще не характерно для карбонатного ТК; значительную роль в формировании пустотного пространства конденсационных вод.

Восьмая глава посвящена рассмотрению карста пря формирования и разработке искусственных месторождений полезных ископаемых. Детально описаны развитие и своеобразные формы проявления карста в отходах добычи и переработки калийных солей, осуществлена балансовая оценка солеотвала. Исследования показали (Андрейчук, 1989; 1992), что солеотвалы представляют собой искусственные соляные массивы, развитие карста в которых вследствие проницаемости пород происходит по иной схеме, чем в естественных условиях, причём более интенсивно. За год из отвала удаляются с рассолами десятки и сотни тысяч тонн солей, а поверхность их снижается на 2-10 см. Карстовый рельеф быстро эволюционирует в направлении смены мелких форм (путем слияния) более крупными.

На основе литературных материалов (Плотников, 1963; Голь-дберг, 1968; Гаев, 1978; Гаев и др., 1986; и др.) в главе анализируется также вопрос о роли захоронения промстоков в развитии ТК, поскольку "емкостями" для таковых в большинстве случаев являются полости в солях или пустоты-коллекторы карбонатных пород. Показаны возможности развития ТК при искусственном' восполнении запасов подземных вод, при утечке из хранилищ жидких отходов, при складировании карстующихся пород.

В 9-й главе ТК рассматривается иак результат улучшения кол-гаэкторсхет сзойстз нефтегазоносных пород и создания ксяусственн&гж яодлеятороз о поаощьи подземных ядерных взрывов. В первом случае главное внимание уделено соляно-кислотным обработкам скважин. С привлечением литературного материала (Лысенин, 1986; Лысеиин и

др., 1988; Куклев и др., 1968; и др.) показано, что при данном способе техногенного воздействия ёмкость (лустотяость) карбонатных коллекторов возрастает (даже при разовых обработках) на тысячи м3. Продукты СКО, в частности вода и СОг, способствуют развитии карста и после обработки скважин. Если учесть широкое применение методов интенсификации притоков, основанных на химическом взаимодействии растворителя и коллектора, а также факт, что к карбонатным породам приурочено около 501 мировых нефтяных запасов (Шестов, Шиляева, 1968), необходимо признать весьма существенное значение этого типа техногенного карста. Его особенностью является и то, что он один из наиболее "глубоких" по проникновению в земную кору (1000 м и более).

Подземные ядерные взрывы также являются фактором ТК, поскольку чаще всего они производятся в карстующихся породах - для повы-иенкя емкостных свойств и создания водопроницаемых участков в карбонатных породах, образования полостей в солях, дробления рудных тел для подземного выщелачивания и других целей. На основе официальных источников (Никифоров и др., 1965; Атомные взрывы..., 1970; Механический эффект..., 1970; Кедровский и др., 1988; и др.) показаны возможные пути техногенного карстообразования при взрывах в солях и карбонатных породах за счёт изменения проницаемости пород, их растрескивания над полостями, активизации водообмена, нагрева подземных вод и других факторов. О степени активизации флюидодинамики после взрыва убедительно свидетельствует пример эксперимента "Рулисон", когда за 170 сут. эксплуатации стимулированной скважины был извлечён обьем газа, равный 10-летнему объёму добычи в обычных условиях (Кедровский и др., 1986).

Часть 3. ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОГЕННОГО КАРСТА

КРУПНЫХ БАССЕЙНОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

ТК, развивающийся в пределах крупных месторождений или бассейнов полезных ископаемых, имеет наибольший интерес и практическое значение. Воздействие на геологическую среду достигает здесь наибольших размеров, обусловливая появление качественно иных факторов ТК (например, слияние депрессионных воронок). Это приводит к наиболее ярко выраженным последствиям ТК, появлению их новых форм, проявлению на значительных площадях.

В этой части диссертации особенности ТК раскрыты на примере конкретных месторождений различных бассейнов - Кизеловского угольного, Верхнекамского соляного^и Предкарпатского гипсовосеро-носного. Они были избраны в качестве полигонов специальных исследований поскольку:

- каждый из бассейнов характеризует один из трёх главных ли-тологических типов (карбонатный, сульфатный, соляной) карста;

- бассейны расположены в различных геоструктурных и физико-географических условиях (складчатая область, прогиб, платформенная окраина);

- на территории СНГ именно в их пределах ТК получил наибольшее развитие.

Различия способов добычи, литотипов, физико-географических и 'геологических условий обусловили специфику техногенных карстопро-явлений, своеобразие теоретических выводов и практических рекомендаций для каждого конкретного бассейна. В частности, при рассмотрении карбонатного карста в Кизеловском угольном бассейне внимание акцентировано на гидродинамических и гидрохимических аспектах ТК, сульфатного карста Предкарпатского бассейна - на геохимических аспектах ТК, соляного карста Верхнекамского бассейна - на горно-геологических аспектах ТК. В акцентировании аспектов отражены наиболее важные стороны ТК при разных литотипах карста.

На примере Ккзоловского угольного бассейна (глава 10) рассматривается комплекс карстогенетических изменений з толще закарс-тованных известняков Западного склона Урала. Мощный шахтный водоотлив, осуществляемый в районе с начала закладки первых шахт, обусловил на первых порах значительную срайотку статических запасов карстовых вод. Вокруг шахт сформировались огромные депресси-онные воронки, достигшие в ряде случаев максимально возможных в геологическом отношении размеров. Дальнейшая непрерывная откачка вод привела к слиянию соседних воронок депрессии, развитию общей депрессионной поверхности и её просадке на значительных площадях. Система разработки угольных пластов с обрушением кровли обусловила весьма значительные водопритоки в шахты (1-2 тыс. м3/час), что также способствовало обезвоживанию закарстованной надугольной толщи. Нарушилась гидродинамическая зональность, на сотни метров увеличилась зона аэрации. Перебуривание водоупорных пластов вызвало интенсивный перелив карстовых вод между толщами, усилило водопритоки в шахты. В нарушенных условиях резко возросли уклоны поверхности карстовых вод, скорости их движения. Депрессионные поверхности в ряде случаев опустились ниже границы активного водообмена в естественных условиях, т.е. в зону активного карстооб-разования вовлечены глубокие части геологического разреза, относимые при ненарушенном гидродинамическом режиме к зоне затрудненного водообмена. Обезвоживание карбонатной толщи привело к исчезновению карстовых источников, гидросеть оказалась подвешенной, стало обычным поглощение поверхностных водотоков. Существенным эвеном гидродинамических изменений стал также сброс откачиваемых из иахт карстовых вод а речную сеть - действующие водотоки, карстовые суходолы, впадины (до 5000 м3/час). При этом сбрасываемые воды поглощаются понорами или, протекая по зарестованному ложу, постепенно кольматируют содержащейся в них взвесью трещины и по-

норы. Таким образом, в результате откачки и водослива карстовые воды повторно-принудительно участвуют в развитии карста. Шахтный водоотлив можно рассматривать, поэтому, как фактор активизации карста за счет интенсификации водообмена. Важное дополнительное значение имеет при этом возрастание агрессивности циркулирующих вод за счёт свободной НгБС^, возникающей в процессе их взаимодействия с ГеБг терригенных прослоев. Диссоциация серной кислоты предопределяет низкие значения (2,0-4,0) рН шахтных вод. Меняется гидрохимия подземных вод.

Наличие большого количества механических взвесей в откачиваемых шахтных водах приводит к кольматации трещин, поноров в руслах водотоков, созданию в их днищах своеобразного противофильтрацион-ного экрана, а в целом - к регенерации элементов поверхностной гидросети. При поглощении кислых шахтных вод происходит интенсивный коррозионный процесс, имеющий следствиями активизацию карста с одной стороны и химическую нейтрализацию вод (при их взаимодействии с СаСОз) - с другой. Аккумуляционная составляющая ТК заключается в данном случае в заполнении подземных пустот и поверхностных поглотителей содержащейся в водах взвесью. В целом горнодобывающая деятельность в Кизеловском угленосном районе привела к резкому изменению гидродинамической и гидрохимической обстановки развития карста, что породило целый ряд причин и механизмов, способствующих как активизации, так и стабилизации карста.

Весьма своеобразны последствия техногенного вмешательства в развитие сульфатного карста (глава 11), изучавшиеся нами на примере гипсового карьера (Буковина), вскрывшего крупную (>100 км) пещерную систему Золушка (Андрейчук, 1984; 1985; 1986; 1987; 1988; 1989; и др.). До того как был заложен карьер подземные пустоты формировались медленно движущимися (1-3 м/сут) минерализованными (2,7-4,5 г/л) водами. Подземные воды двигались в сторону р.Прут, где поступали в его аллювий. В результате вскрытия коллектора .карьером, откачки карстовых вод, в его развитии наступил-субаэральный этап. Уровень карстовых вод понизился на 10-14 м, большая часть полостей осушилась. Подземные воды потеряли напор, их минерализация снизилась до 1,6-2,5 г/л. Ранее единый водоносный горизонт распался на изолированные усыхающие подземные озёра с автономным гидрохимическим режимом. Карьер стал искусственным базисом, движение карстовых вод к Пруту изменилось на радиальное - к карьеру. Карст начал активно развиваться в нижней обводненной части гипсового пласта. Изменился микроклимат полостей, началось усыхание глинистых отложений (формирование "паркетных" днищ, просадки и т.д.), резко активизировались обвальные и провальные процессы.

Однако наиболее интересными в плане техногенно-обусловленных изменений карста явились геохимические процессы и явления, сопро-

2«

водившие переход полостей из обводненного в субаэральное состояние (Волков, Андрейчук, 1986; 1987; 1988; Андрейчук, Волков, 1987; 1988). Для изучения геохимии пещеры Золушка и ее техногенных изменений привлечен формальный аппарат общей теории систем А. И. Уемова (1978) в геохимической модификации Б. И. Смирнова (1981). Математическая обработка большого числа геохимических данных методами системного анализа позволила установить пространственные и временные закономерности формирования разнотипных пещерных отложений в естественных условиях и в период техногенного воздействия, а через реконструкцию условий осадконакопления -выяснить особенности развития подземных полостей ■ в природном и техногенном режимах. Изменение характера миграции элементов может быть проиллюстрировано на примере железа и марганца (рис. 5, промежуточные стадии опущены). В целом миграция и концентрация элементов в пещере обусловлена взаимодействием большого количества факторов, предопределивших формирование, наряду с частными, комплексного биогеохимического барьера. Наиболее контрастно последний проявился для Fe и Мп в период техногенного вмешательства в естественный режим карстовой системы.

Вода из карьера откачивается в количестве от 20 до 27 тыс. м3/сут. За тридцать лет через пещеру ее прошло более 200 млн. м3. Сочетание условий для резкого каталитического окисления железа и марганца привело к быстрому образованию гидроксидных соединений с концентрацией Fe и Мп до 60-8031. Только на изученной части пещеры их осадилось не менее 1000 тонн. Подсчет показал, что на каждом квадратном метре ежегодно осаждалось приблизительно 80-90 г гидроксидных соединений Мп и Fe. По фациально-генетическому типу железо-марганцевые осадки в пещере Золушка, в отличие от известных (Волков И., Штеренберг, 1981; Краинов, Швец, 1980), были отнесены нами к карстово-пещерным диагенети-чески-седиыентационным образованиям (Волков, Андрейчук, 1986).

Анализ условий образования пещерных отложений позволил выделить основные этапы геохимического развития пещерной среды:

1. Глеевый (Формирование суглинисто-карбонатных отложений и пещерных глин, физико-химические условия миграции элементов -слабощелочные).

2. Восстановительный сероводородный (Активное развитие анаэробных бактерий, карбонатизация и сульфидизация глин. Щелоч-но-кисдотные условия - слабощелочные и нейтральные).

3. Смешанный окислительно-глеевой (Начальный этап техногенного воздействия человека на пещеру. Формирование гидрогеохимической зональности, начало осаждения гидроксидов Мп и Fe. Диапазон изменения рН от 5,0-5,6 до 7,3-7,8).

2 0

Условные обозначения к рис. 5

а)

1 - гипсы; 2 - известняки; 3 - мергели; 4 - глины аргиллитоподоб-ные; 5 - песчано-гравийные отложения; б - суглинки; 7 - переотложенные глины; 8 - пещерные глины; 9 - суглинисто-карбонатные отложения; 10 - контуры пещеры; И - уровень подземных вод; _12 -обводненные четвертичные отложения; 13 - миграция железа и марганца: а - в водной среде в составе тяжелой фракции и глинистых частиц нерастворимого остатка гипсов, б - в воздушной среде в форме взвеси, в - в ионной форме.

б)

1-9 (см. а); 10 - гидроксиды железа (а) и марганца (б); 11 - контуры пещеры; 12 - пещерные озера; 13 - уровень подземных вод; 14 - частично обводненные четвертичные отложения; 15 - пещерный воздух; 16 - скважины; 17 - миграция железа и марганца: а - в водной среде в составе тяжелой фракции песков, суглинков и глин, б - в воздушной среде в коллоидной форме гидроксидов, глинистых и обломочных частиц, в - в комплексной форме с инфильтрационными водами; 18 - миграция в пещерных озерах: а - из раствора в осадок, 0 - из осадка в раствор; 19 - антропогенная миграция коллоидных соединений.

4. Окислительный (Полное осушение коллектора. Восстановительная среда сохраняется в иловых водах. Образование гидроксидов Ре и Мп локализовано. Щелочно-кислотные условия в озерах слабокислые, нейтральные и слабощелочные. Активизация воздухообмена в полостях обусловливает дегидратации гидроксидов Ре и Мл. смену минеральных фаз и форм нахождения).

Рассмотренный в 11-й главе механизм геохимических преобразований иллюстрирует сложность реакции среды на техногенное вмешательство, в данном случае на осушение откачкой водоносного горизонта з интенсивно эакарстованных сульфатных породах. Геолого- карстологические условия участка пещеры Золушка являются типичными для обширной области Предкарпатского сероносного бассейна. Есть основания полагать, что в случаях техногенного вмешательства человека, сопровождающегося осушением подземных вод в эакарстованных сульфатных породах, преобразования в них пойдут по различным вариантам описанного выше пути.

Показателен и типичен пример ТК, рассмотренный в 12-й главе Тор!5о-геологнчесяиз аспекты соляного техногенного карста". Детально изучен механизм образования крупнейшего провала (рис. 5) на Верхнекамском месторождении солей (Андрейчук, 1988; 1989; 1995; Андрейчук, Лукин, 1992). Показана роль и соотношение естественных условий (геолого-тектоническое строение, гидрогеологи-

SS£.3Smt5* м'/чл: м

| :Сыглинок.evntcfe ¡-Ц-Ч Ш»ссгкя>. hsM Гаина

1 камхккая

уровней код, > емАжинАХ

сиаыинит и го»- i напра1аение. динацина

мне «biPAfOTKH Т " " " -----

Шл>гкааит,аае8- i/ " /|и_,., . ■ гг п кдмхккая ftxjriollm»*»-«»«!- { = у- „ .,и„.

p0aut, песчаник C2Z1 Ме,геаь l_i_J соль екшны» 0таюкшия уромнь »одм »од v ми* homïpa

---Upe&emv поа«имы* »ай:ПЦТ-1!естро11,еетной тзищ^ТКТ-тмркггнио-кточатной тоащм; СМТ-соажо-мергеаънцй тоашн.

И ГОД ИЛ1ЛМАЕНИИ

Рис. 6. Динамика основных событий в толще пород на участке Березниковского провала В январе-августе 1986 года (Берхнекамское месторо:эденне калийных солен);

ческие особенности) и техногенных факторов (система отработки полезного ископаемого и др.) в формировании провала, проиллюстрированы последовательность и взаимосвязи карсто-геолого-гидрогеологических событий, предложен ряд методов и приемов изучения провальных процессов, их интерпретации м прогноза.

Часть 4. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОГЕННОГО КАРСТОГЕНЕЗА И ИХ ПРИКЛАДНОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Часть состоит из двух глав. В 13-й главе рассмотрены и сформулированы общде» закономерности ТК, в разной степени характеризующие все его виды. Важнейшими признаны четыре:

1. Активизация норрозконниж процессов. В карбонатем карст, вследствие невысокой растворимости известняков, доломитов, зависимости агрессивных свойств растворителя от содержания в нем кислот, активизация коррозионных процессов связана в большей степени с гидрохимическими (техногенное повышение кислотности вод), чем с гидродинамическими причинами. Так, в Кизеловском угольном бассейне растворение известняков происходит сравнительно интенсивно лишь в местах воздействия на них кислых (рН-2-1) шахтных вод.

В гипсовом карсте, вследствие высокой растворимости сульфатных пород, их слабой зависимости от состава растворителя (больше от его физических параметров - Т°С, Р и др.) активизация водообмена ведет к пропорциональному увеличению количества выносимых в раствореенном виде веществ. Примером мажет служить Кривский гипсовый карьер с пещерой Золушка, из которого ведется ежесуточная откачка карстовых вод. За год из карстовой системы искусственным путем удаляется около 6600000 м3 карстовых вод, содержащих более 11000 т CaS04. Это соответствует примерно 10% от всего добываемого в карьере за год гипса. При плотности гипса 2,3 т/м3 за год размеры Золушки увеличиваются почти на 5000 м3 (13,3 м3 за сутки) . Через 100 лет при таком объёме искусственного удаления вод пустоты увеличатся почти на 0,5 млн. м3, т.е.. пещера станет почти в два раза больше. Данные исследований позволяют говорить о том, что формирование пещеры началось не менее 8-10 миллионов лет назад. Сравнение скоростей образования пещеры в естественном и тех-ногеино-активизированном режиме наглядно иллюстрирует спелеогене-тическое влияние техногенной деятельности. '

Показателен также пример Икемского гипсового рудника (шахтный водоотлив). По данным Г. П. Лысенина (1983), на заключительном этапе эксплуатации за год с 0,12 км2 его площади выносилось около 1 тыс. м3 гипса (8,3 тыс. м3/год-км2). В естественных условиях карстовая денудация в пределах месторождения была в 1336 раз меньше - 6,21 м3/год-км2. зз

Исследованиями ИМРа (Иванов Б. Н. и др.) рассчитана активизация карста в районе Николаевского карьера (Предкарпатье). В 1978-1982 гг. с откачиваемыми водами выносилось ежегодно более 60 тыс. т гипса, что соответствует приросту объёма полостей в 25,6 тыс. м3. Это в тысячи раз превышает активность карста на данном участке в естественных условиях.

В соляном карсте, из-за высокой растворимости солей, с одной стороны, и их слабой проницаемости - с другой, при техногенном формировании водопроводящих путей собственно и происходят коррозионные процессы, формируются пустоты и весь комплекс явлений с ними связанных, в целом именуемых карстовыми.

Если в карбонатном карсте активизация растворения является производной от техногенного формирования агрессивности вод, в сульфатном - функцией скорости водообмена, то в соляном она и есть суть карста, в обычных условиях протекающего лишь в приповерхностной зоне (соляное зеркало, слабое развитие пустот, преимущественное растворение с поверхности и т.д.).

2. Нарушение водного режима м закарстоваиности толщ. При нарушении водного режима толщ, активизации коррозионных и суффози-онных процессов закарстованность пород изменяется. В большинстве случаев за счёт процессов растворения происходит её увеличение: в карбонатном карсте - на несколько процентов, в сульфатном - на 10-100Х, в соляном - на 100-1000Х и более (применительно к сроку эксплуатации месторождения, т.е. возрасту ТК, продолжительности техногенного периода). Суффоэионный вынос заполнителя также повышает эффективную (полую) закарстованность.

Увеличение закарстоваиности пород, связанное с нарушением водообмена, приводит к изменению фильтрационных свойств пород, их водо(флюидо)вместимости, возрастанию водопритоков в открытые выработки и шахты. В ряде случаев (химическая стимуляция притоков флюидов) увеличение пустотного пространства и проводимости карс-тующихся толщ является технологической необходимостью.

В карбонатном, сульфатном и соляном техногенном карсте помимо количественных различий увеличения закарстоваиности толщ существует качественная разница: в первом случае их пустотность растет преимущественно за счет суффозионного выноса заполнителя.

3. Развитие провальных и просадочных явлений. Провальные и просадочные явления являются отражением на поверхности коррозионных, суффозионных, гравитационных и др. процессов, происходящих в карстующихся породах и покровных толщах в результате нарушения их гидродинамического режима. Детально этот вопрос изучался нами на Галкинском (известняки), Кривском (гипсы) и Верхкекамском (соли) месторождениях (Андрейчук, 1988; 1991; 1992).

Общим для всех литологических типов карста является факт активизации провальных и просадочных явлений. Степень последней за-

висит от типа ТК. Число вновь образованных карстовых форм в десятки, сотни раз превосходит их "дотехногенное" количество, плотность достигает сотен и тысяч на км", на порядок превышая ее значения в естественных условиях. Формируются иные морфологические типы карстовых образований, усложняется или упрощается механизм процесса. Особенности последнего определяются литологией и пестротой перекрывающих отложений, их мощностью, наличием или отсутствием водоносных горизонтов, степенью обводненности толщ, полем напряжений, характером связи подземных пустот и покровных отложений и другими причинами.

В естественных условиях развитие поверхностных карстопроявле-ний растягивается на тысячелетия. При техногенном воздействии его интенсивность резко возрастает. К примеру, в пещере Золушка при обследовании мест обрушения сводов установлено, что большая их часть была активизирована после вскрытия полостей карьером. Возникло большое число новых (техногенного этапа) обрушений, составляющее около четверти от всех, образованных за длительный геологический период развития пещеры.

Во временном аспекте развитие провальных явлений при техногенной активизации карста характеризуется наличием резкого скачка их появления после нарушения водного режима закарстованных толщ и покровных образований с сохранением в последующее время активности провалообразования, более высокой, чем в период, предшествующий техногенному воздействию.

В качестве примера более частных закономерностей можно назвать смену просадочного процесса провальным при обезвоживании покровных толщ, возникновение провалов под действием "вакуумного эффекта" и т.д.

4. Эволюция геохимических условий. Вскрытие скважинами, карьерами, шахтами и т.д. толщ горных пород, нарушение их гидродинамического и гидрохимического режима вызывает изменение геохимических условий и обстановок в недрах. Характер изменений зависит от глубины вскрытия разреза, гидрохимической зоны, литологическо-го типа карста и других факторов.

Общей особенностью геохимических изменений при различных видах техногенных воздействий является смена восстановительных (если исходные являются таковыми) условий окислительными. При сква-хинной разработке месторождений геохимические изменения локализуются в околоскважинной зоне, а в случае водозаборов и подтягивания вод из более глубоких горизонтов, охватывают довольно значительные площади. Изменения условий касаются, прежде всего, гидрохимических показателей подз'емных вод - рН, ЕН, минерализации, гидрохимического типа. Результатом нарушения гидрокарбонатного равновесия часто является выпадение солей кальция (СаСОз, Са304-2Н20), осложняющее скважинную разработку месторождений.

При открытой и особенно шахтной добыче геохимические изменения носят более радикальный характер. Происходит дегазация подземных вод и полостей, меняется тип газонасьпцения вод и подземного воздуха, происходит распреснение вод, в некоторых случаях изменение их рН, характера агрессии. Меняется направленность аккумуляционных процессов.

Различия и степень геохимических изменений зависят также от литологического типа карста, несмотря на общий для всех типов щелочной геохимический фон. Они касаются, прежде всего, интенсивности аккумуляционных (кристаллизационных) процессов, развивающихся в результате нарушения гидрохимических равновесий. Наиболее интенсивно вторичное минералообразование, как и в случае с растворимостью пород, протекает в соляном ТК.

В 14-й главе анализируется, как особенности и закономерности ТК должны учитываться при его изучении и решения прикладные вопроса«;.

При изучении ТК применимы все методы, используемые при геологических, гидрогеологических, геоморфологических и т.д. исследованиях карста. Возможность их применения предопределяется тем, что процессы ТК протекают и проявляются по механизму естественных карстовых процессов. Тем не менее, наличие у ТК особенностей, связанных с техногенным воздействием, расширяет круг вопросов, на которые необходимо отвечать при его изучении. Эти вопросы касаются характеристик техногенного фактора (тип, способ, сила воздействия) , путей и каналов (взаимосвязей) его влияния на естественную карстовую среду, механизмов взаимодействия естественной и искусственной частей геотехнической системы, оценки последствий.

Особенности ТК - активизация коррозионных процессов, увеличение пустотного пространства, развитие провальных и просадочных явлений, изменение геохимических условий среды и литогенеза и другие, менее общие, обусловливают исключительную роль методов изучения и контроля динамических свойств ТК: пому- и стационарных• наблюдений, мониторинга. Их осуществление требует организационно-методических решений: создания на месторождениях (в структуре геологических отделов и т.д.) групп, ведущих наблюдения, организации режимной сети. Опыт их создания имеется на месторождениях Западной Украины (Яворовское, - Развадовское) заявил он себя положительно. В реализации карстомониторинга месторождений сложно обойтись без применения вычислительной техники (банки данных, обработка информации, оперативный прогноз). Быстротечность, активность, внезапность ТК также указывают на важность использования компьютерных средств, математического моделирования. Многообразие конкретных обстановок и механизмов развития ТК предопределяют также возможность разработки и применения конкретно-специфических

методов изучения и контроля ТК на разных месторождениях (Андрей-чук, 1992).

Принципы н методу защиты от ТК. Вопрос о защите месторождений от ТК является теоретически и практически сложным и очень многоплановым. Он включает в себя ряд важных самостоятельных проблем: принципы эксплуатации месторождений в условиях карста, нормы и нарушения технологических схем, противокарстовые мероприятия и методы защиты и т.д.

Опыт исследований привел автора к глубокому убеждению, что лучший метод защит от ТК - добротное изучение горно-геологических условий месторождения и прогноз последствий. Именно отсутствие достаточно подробных сведений о месторождении лежит в первооснове последующих проблем с ТК. Несмотря на тривиальность и общеизвестность этого положения количество примеров, подтверждающих его справедливость, продолжает расти.

Научная защита месторождений от ТК должна основываться на:

1. Максимально детальном изучении горно-геологических (включая комплексные исследования карста) условий эксплуатации месторождения, позволяющем строить прогнозные модели ТК.

2. Обязательном "проигрывании" (моделировании) сценариев ТК при функционировании триединой системы "естественные условия «—► карст «—► инженерное сооружение (техногенный фактор)" и проработкой решений на разные случаи (сценарии) его развития. Техническая (технологическая) инфраструктура инженерного сооружения должна проектироваться с учетом ТК.

3. Наличии оперативной системы контроля за развитием ТК, начиная с этапа подготовки (детальной разведки) месторождения к эксплуатации.

Создание научных, технических и организационных предпосылок защиты месторождений от ТК предполагает значительное повышение затрат в подготовительный период. Но если не сделать этого, при внезапном возникновении и непредсказуемом катастрофическом.развитии ТК затраты на борьбу с ним возрастут многократно: в экстремальных условиях и недостатке информации принять решение, которое было бы еще и экономически выгодным, практически невозможно.

От степени изученности месторождения, правильности выбора путей его освоения и научно-технического обеспечения разработки зависит при развитии ТК выбор и использование противокарстовых ме-роприятй. Применение многих из них часто позволяет лишь сдерживать, но не предотвращать начавшиеся процессы техногенного карс-тообразования. При развитии (и для предупреждения) ТК в качестве защитных средств могут быть рекомендованы все известные инженерам-геологам и гидрогеологам противокарстовые мероприятия, описанные в литературе (Толмачев, Карпов, 1980; и др.), в т.ч. применительно к месторождениям полезных ископаемых (Короткевич,

1954; 1957; 1963; Шевяков, 1956; Парфенов, 1979; 1980; Ефремов и др., 1961, а также Klengel, Sense, 1974; Reuter, Molek, Kockert, 1977; Reuter, Molek, 1977; Rossi, 1974; Schmidt, 1976; Wittke, 1S74; и др.). В случае ТК эффективность многих мероприятий ниже вследствие его внезапности, масштабности и других причин. При выборе противокарстовых мероприятий (на этапе проектирования) очень важно не нарушать их при эксплуатации, даже если это сулит явные выгоды. Так, зарезка на очередной, более глубокий (но не предусмотренный проектом) горизонт добычи в карьерах, или разрушение вопреки технологической схеме защитной потолочины в соляных шахтах, переход на новую систему отработки, например с податливыми целиками и т.д. часто оборачивались "взрывом" ТК, приводя объекты к гибели.

Инженерно-геологическая оценка территорий, подверженных техногенному карсту. ТК при ряде видов техногенного нарушения среды (водозаборы, осушение карьеров и шахт) распространяется в своем развитии на значительные площади, измеряемые десятками и сотнями га,<2. Это, а также особенности его протекания, делают актуальной постановку вопроса об инженерно-геологической оценке территорий, подверженных ТК.

Одними из первых этот вопрос поставили В. Н. Кожевникова (1984), В. М. Кутепов (1981; 1984). Необходимость методических корректив при оценке территорий с ТК признается авторами существующих методик (Рекомендации... под рук. й. А. Саваренского, 1967; Лукин, 1970; Мартин, 1979; Толмачев, Карпов, 1980; Ильин и др., 1982; и др.).

Наличие у ТК особенностей, в частности такой как "развитие провальных и просадочных явлений",- является объективной предпосылкой их учёта при инженерно-геологической оценке. Активное лро-валообразование при ТК резко сдвигает оценку в сторону более опасных категорий. В отдельных случаях ТК оценочными шкалами пользоваться невозможно, поскольку их градуировка рассчитана лишь1 на диапазон активности провалов, эмпирически установленный для территорий естественного карста. Это выдвигает необходимость перестройки шкал с учётом динамических свойств ТК, а иногда - использования (в масштабах месторождения) самостоятельных их вариантов.

В условиях резкой дифференциации территории по опасности провалов, динамичности провальных процессов, что характерно для ТК, такой показатель как среднегодовое количество провалов на 1 км2 трудноприменим. Во-первых, ТК развивается на сравнительно небольшой площади вокруг месторождения. Это диктует крупный масштаб оценочных работ. Ячея площадью 1 км2 является слишком большой, усредняющей значительную дифференциацию участков по устойчивости внутри контура и поэтому непригодна. Выбор элементарной площади

за

для оценки устойчивости территорий ГК должен определяться конкретными условиями (размерами) месторождения и карстоподвержепных площадей. Во-вторых, провальные явления при 'ГК отличаются высокой динамичностью. Их количество может значительно варьировать в течение года в связи с разными (эволюция ТК, время года и т.д.) причинами. Поэтому более приемлемым интервалом времени для их привязки будет не год, а месяц. Оценочный показатель, а целом, должен иметь вид: количество провалов в месяц на единицу площади, "выбираемую в зависимости от конкретных условий. Его преимущество з более точной оценке устойчивости прилегающих к месторождению площадей, недостаток - в оторванности шкалы от смежных территорий с естественным карстом.

Серьезным представляется также факт недостаточности этого показателя для объективной оценки устойчивости, вытекающий из таких особенностей ТК как вертикальная и латеральная неоднородность карстопроявлений, их частая и тесная зависимость от главного фактора (например, канализование русел на СУБРе, обезвоживание аллювиальных отложений на Галкинском месторождении, обрушение потолочины в шахтах Калуша и т.д.). Решающее значение в образовании провалов могут иметь и условия их реализации, например разная мощность перекрывающих отложений (Андрейчук, 1991). Учет закономерной связи провалообраэования с контролирующими техногенными и естественными факторами также должен получить количественное выражение и стать основным или дополнительным показателем при расчёте устойчивости территории.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Техногенный карст - проблема, обострившаяся в последние десятилетия в связи с интенсивной хозяйственной деятельностью человека в карстовых районах. Она является стержневой частью более широкой проблемы, концепции - антропогенного карста, базирующейся на представлениях о карсте как системе процессов и явлений (АК -её современный инвариант). Техногенный карст является одним из видов АК. Его развитие связано с техногенезом (одним из звеньев общего антропогенного процесса), наиболее ярко проявляющимся при горнодобывающем и горнопромышленном типе природопользования. С точки зрения типов антропогенного карста, соответствующих стадиям антропогенного карстового процесса, техногенный (антропогенно- техногенный) карст является наиболее нарушенным и изменённым типом. Это определяет приоритетную важность его изучения по сравнению с другими видами и типами АК.

2. Техногенное воздействие на карст в горнодобывающих районах осуществляется по разным каналам в зависимости от способов разра-

ботки месторождений и добычи полезных ископаемых. Соответственно различаются механизмы техногенного карста, присущие разным способам нарушения естественных условий протекания карстовых процессов. Различия механизмов и особенностей ТК могут быть обобщены и классифицированы до подвидов в соответствии с основными направлениями горнодобывающей деятельности: приповерхностной разработкой месторождений, скважинной разведкой и добычей полезных ископаемых, разработкой месторождений открытым и шахтным способами, формированием и эксплуатацией искусственных (техногенных) месторождений, улучшением условий добычи полезных ископаемых. В каждом случае и его многочисленных составляющих ТК отличается по характеру карстопроявлений, протекания, интенсивности, практической значимости (полезности, опасности). Решающее значение при атом имеют, с одной стороны, литологический тип карста (карбонатный, сульфатный, соляной), с другой - степень нарушения при том или ином виде техногенного воздействия гидродинамических и гидрохимических условий месторождений.

3. Техногенный карст отличается особенностями. Его распространение носит преимущественно очаговый локализованный характер, что обусловлено естественными (местоположение месторождений) и общественными (возможность эксплуатации) причинами. Интенсивность и характер ТК прямо зависят от степени нарушения гидрогеологических и геологических условий месторождений, которая, в свою очередь, определяется способами добычи полезных ископаемых. Для развития ТК характерны как специфические механизмы, отражающие различия геолого-структурных условий и видов воздействия, так и общие закономерности, например, цепочки: нарушение условий водообмена —► активизация карстовых и суффозионных процессов —» усиление провальных и просадочных явлений; изменение геохимической обстановки —► гидрохимические изменения —» вторичное минералооб-разование; ТК отличается большими скоростями развития, на порядки превышающими развитие карста в естественных условиях. Проявления' ТК в эволюционном аспекте обнаруживают тенденцию распространения от локализованных, глубинных к площадным, поверхностным. Отличаясь многогранностью проявлений АК и ТК могут быть классифицированы по видам (подвидам) антропогенного (техногенного) воздействия, степени участия техногенных факторов, глубине преобразований, управляемости и т.д.

4. Несмотря на многообразие проявлений при различных видах техногенного воздействия развитие ТК характеризуется рядом общих, во многом универсальных 3ёе&»*$«ностей: активизацией коррозионных процессов, изменением водного режима и закарстованности толщ, развитием провальных и просадочных явлений, трансформацией геохимических условий и обстановок.

5. Наличие в развитии ТК особенностей и многообразие его механизмов делают оправданной постановку вопроса о метод;« (и методике) его (их) изучения. Протекание процессов ТК в большинстве случаев по механизму естественных процессов предопределяет возможность использования (и целевого комплпксирования) традиционных методов. Различия режимов развития естественного и техногенного карста обусловливают при это исключительную роль методов изучения динамических свойств ТК: режимных, стационарных наблюдений, карс-томониторинга, моделирования в прогнозных целях и т.д. В ряде случаев специфика обстановок развития ТК делает необходимым разработку и применение конкретно-специфических методов.

6. Функциональная связь ТК с техногенными сооружениями -принципиальная предпосылка его управляемости со стороны человека. Составной частью проектов освоения карстооплсных месторождений должна стать их целевая экспертиза, содержащим прогноз последствий ТК с проведением при необходимости дополнительных исследований.

7. Распространение ТК на значительных площадях, его развитие 8 непосредственной близости от сооружений, высокая активность делают актуальной его инженерно-геологическую оценку. Пространственные (территориальные) и временные (эволюционно-диначические) особенности ТК предопределяют необходимость корректировки оценочных шкал и методик и в отдельных случаях обусловливают необходимость разработки принципиально новых подходов.

ОСНОВНЫЕ ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Особенности микроклимата пещеры "Золушка" и возможности его практического использования // Аккумуляция зимнего холода в горных породах и его использование в народном хозяйстве: Тез. докл. Пермь, 1981. С. 92-95. (В соавторстве с В. П. Коржиком).

2. Новые данные о пещере "Золушка" // Пещеры. Пермь, 1981. С. 125-126. (В соавторстве с В. П. Коржиком).

3. К вопросу методики прогнозирования размеров глубинного карста (на примере пещеры "Золушка") // Состояние, задачи и методы изучения глубинного карста СССР: Тез. докл. М., 1982. С. 185-186. (В соавторстве с В. П. Коржиком, Г. И. Рудько).

4. Провалообраэование и его прогноз в Мамалыжском карстовом районе (Подольско-Буковинская карстовая область). 9 с. Деп. в УкрНИИНТИ 14.06.83, N 485 Ук-Д83. (В соавторстве с Н. А. Куницей).

5. О новом генетическом типе и классификации пещерных отложений. 7 с. Деп. в УкрНШНТИ 14.06.83, N 486 Ук-Д83. (В соавторстве с В. П. Коржиком, М. Н. Куницей).

6. Некоторые особенности инженерно-геологического картирования техногенного изменения приповерхностной геосреды в пределах зоны контакта юго-западной окраины Восточно-Европейской платформы с Нредкарпатским краевым прогибом // Состояние и перспективы инженерно- геологического картирования и съемок: Тез. докл. М., 1983. С. 79-80. (В соавторстве с Г. И. Рудько).

7. Природоохранный режим пещеры "Золушка" и пути его совершенствования // Проблемы выявления, исследования и сохранения памятников природы: Тез. докл. М., 1983. С. 64-65.

8. Изучение микроблокового тектонического строения крупных лабиринтовых пещер в гипсах // Методы геологических исследований: Тез. докл. Пермь, 1984. С. 81-82.

9. Влияние техногенной трещиноватости на развитие пещер "Зо-луака" и "Буковинка" // Инженерно-геологические исследования в карстовых районах: Тез. докл. Пермь, 1984. С. 21-22. (В соавторстве с А. И. Печеркиным, В. Н. Катаевым).

10. Карстовая система "Золушка" // Пещеры. Типы и методы исследования. Пермь, 1984. С. 25-29 (в соавторстве с В. П. Коржиком) .

11. Изучение микроблоковой тектоники карстовых районов геофизическим методом // Инженерная геология. 1984. N 6. С. 91-95. (В соавторстве с В. Н. Соломатиным, Г. И. Рудько).

12. Бронированный карст, подземные пустоты и провапообразова-ние // Современное состояние инженерно-геологической изученности и совершенствование методов исследования процессов на территории Украины: Тез. докл. Черновцы, 1985.

13. Физические свойства отложений крупнейших гипсовых пещер (на примере пещерной системы "Золушка") // Современное состояние инженерно-геологической изученности и совершенствование методов исследования экзогенных процессов на территории Украины: Тез. докл. Черновцы, 1985. С. 79-80. (В соавторстве с С. Н. Волковым).

14. Эпигенетическая трещиноватость е глинах пещеры "Золушка" // Методика изучения карста: Тез. докл. Пермь, 1985. С. 128-129. (В соавторстве с К. А. Горбуновой).

15. Некоторые закономерности развития экзогенных процессов на юго-востоке зоны сочленения Восточно-Европейской платформы и горно-складчатых Карпат. 14 с. Деп. в УкрНИИНТИ 5.12.85, N 2682 Ук.85. (В соавторстве с Г. И. Рудько, В. Н. Гуцуляком, Н. Д. Губ-ко).

16. Особенности техногенного карста, его районирование и картирование // Картографирование и районирование карста в связи с освоением территорий: Тез. докл. Владивосток, 1985. С. 31-32.

1 I

17. Системный подход к изучению карста // Системный подход в геологии: Тез. докл. М., 1986. С. 310-311.

18. Активные (контактные) поверхности и их роль в карстовых процессах // 'Эффективные методы инхенерно-геологических исследований Урала: Тез. докл. Пермь, 1986. С. 75-76. (В соавторстве с С. Н. Волковым).

19. Исследование пещеры "Золушка" продолжается // Пещеры. Методика изучения. Пермь, 1986. С. 109-110. (В соавторстве с

B. П. Коржиком).

20. Находка бернессита в гипсовой пещере // Пещеры. Методика изучения. Пермь, 1986. С. 113-114. (В соавторстве с С. Н. Волковым, Э. А. Якч'/ком.

21. О карстовом типе рудопроявлений марганца // Сб. докл. IV конф. молодых ученых и специалистов ИГ и ГГИ АН УССР. 9 с. Доп. ВИНИТИ 20.11.86, N 78М-3. (В соавторстве с С. Н. Волковым).

22. Управление геосистемами в связи с уровнями их организации // Географические системы: проблемы моделирования и управления: Теп. докл. Казань. 1987. С. 100-101.

23. К вопросу гидрогеохимической зональности в пещере "Золушка" // Практическое использование пещер гипсового карста и их охрана в свете задач основных направлений развития народного хозяйства: Тез. докл. Пермь, 1987. С. 22-23. (В соавторстве с

C. Н'. Волковым).

24. Исследование гипсовых пещер в инженерно-геологических целях // Практическое использование пещер гипсового карста и их охрана в свете задач основных направлений развития народного хозяйства: Тез. докл. Пермь, 1987. С. 14-16.

25. Картографическое изучение техногенного карста // Картографическое обеспечение основных направлений экономического и социального развития Украинской ССР и ее регионов: Тез. докл. Черновцы, 1987. Ч. 1. С. 41.

26. Современные железо-марганцевые образования пещеры "Золушка" // Минералогический сборник / Львов, ун-т. Львов, 1987. N 41, вып. 1. С. 79-83. (В соавторстве с С. Н. Волковым, Э. А. Янчуком, В. И. Смирновым).

27. Вопросы охраны геологической среды при интенсивном строительном и народнохозяйственном освоении территории Украины / Ин-т геолог, наук АН УССР. Киев, 1987. 54 с. (В соавторстве с 0. М. Адаменко и др.).

28. Геохимический феномен карстовой системы "Золушка" // IV международная школа по актуальным проблемам карста и спелеологии. Резюмета - Марциганица, 1987. (В соавторстве с С. Н. Волковым).

29. Проблемы изучения антропогенного карста // IV международная школа по актуальным проблемам карста и спелеологии. Резюмета - Марциганица, 1987.

30. Развитие и проблемы спелеогеохимических исследований в СССР // International Symposium on physical, chemical and hydrological research of karst. Kosice (Czechoslovakia), 1988. P. 50-53. (В соавторстве с С. H. Волковым).

31. Антропогенная трансформация карста // Методика инженерно- геологических и гидрогеологических исследований карстовых областей в связи с промышленным и городским строительством: Тез. докл. Пермь, 1988. С. 27-30.

32. Принципы охраны подземных вод закарстованных территорий // Методика инженерно-геологических и гидрогеологических исследований карстовых областей в связи с промышленным и городским строительством: Тез. докл. Пермь, 1988. С. 34-35.

33. Добыча полезных ископаемых и ее влияние на карст в Уральском регионе // Проблемы охраны окружающей среды горнорудных районов Урала: Тез. докл. Свердловск, 1988. С. 7.

34. Карстовые пещеры как объекты техногенного воздействия в Кизеловском угольном бассейне // Проблемы охраны окружающей среды горнорудных районов Урала: Тез. докл. Свердловск, 1988. С. 9-10. (В соавторстве с И. А. Белокрысом).

35. Железо-марганцевые сталагмиты в пещере "Золушка" // Пещеры. Пещеры в гипсах и ангидритах. Пермь, 1988. С.128-130. (В соавторстве с С. Н. Волковым).

36. Основные проблемы изучения техногенного карста // Проблемы изучения техногенного карста: Тез. докл. Кунгур, 1988. С. 9-10.

37. Антропогенный карст - актуальная проблема советского карстоведения // Проблемы изучения техногенного карста: Тез. докл. Кунгур, 1988. С. 3-4. (В соавторстве с И. А. Печеркиным).

38. Большой Березниковский провал // Проблемы изучения техногенного карста: Тез. докл. Кунгур, 1988. С. 33-34. (В соавторстве с В. С. Лукиным).

39. Основные виды деятельности человека в карстовых районах// Проблемы изучения техногенного карста: Тез. докл. • Кунгур, 1988. С. 87-88.

40. Техногенная активизация обвально-провальных процессов над карстовой системой Золушка // Комплексное исследование недр Западного Урала - путь ускоренного развития хозяйства региона: Тез. докл. Пермь, 1988. С. 80-81.

41. Пещера з соляных отвалах // Новые прогрессивные способы комплексного изучения недр Урала - путь ускоренного развития народного хозяйства региона: Тез. докл. Пермь, 1989. С. 74-75. (В соавторстве с В. С. Лукиным, И. И. Яцыной).

42. Методика геохимического картирования карстовых пещер // Геология и прогнозирование месторождений полезных ископаемых Вос-

'I -i

точной Сибири: Тез. докл. Иркутск, 1989. С. 81-82. (В соавторстве с С. Н. Волковым).

43. К вопросу о карсте соляных отвалов // Карст Алтае-Саянс-кой горной области и сопредельных горных стран: Тез. докл. Барнаул, 1989. С. 97-99.

44. Cave In slderite // Proceedings of lOth International Congress of Speleology. Budapest, 1989. I. P. 241-244. (В соавторстве с А. И. Ковальчуком, И. А. Белокрысом).

45. Large sink In the Ural // Proceedings of 10th International Congress of Speleology. Budapest, 1989. It. P. 666. (В соавторстве с В. С. Лукиным).

46. Проблемные вопроси классификации пещерных отложений // Минералы и отложения пещер и их практическое значение: Tea. докл. Пермь, 19И9. С, 4-6.

47. Антропогенные отложения Кунгурской пещеры // Минералы и отложения пещер и их практическое значение: Теэ. докл. Пермь.

1989. С. 47-49.

48. Трещиноватость уфимских пород (пестроцветная толща) в борт.ах Б^резиикорского провала // Тез. докл. (Березники, ноябрь 1983). Пермь. 1983. С. 13-14.

49. Антропогенные провалы в населенных пунктах // Материалы XIV конференции молодых научных сотрудников по геологии и геофизике Восточной Сибири: Тез. докл. Иркутск, 1990. С. 155-156.

50. Techno£?nic Impact on the karst In Pero region // Stud la carsoloffica. Brno, 1990. N Z. P. 37-43. (В соавторстве с К. А. Горбуновой, H. Г. Максимовичем, В. П. Костаревш).

51. Динамика развития провальной впадины на шахтном поле 3-го Березниковского калийного рудника // Катастрофы и аварии на за-карстованных территориях: Тез. докл. Пермь, 1990. С.47-48.

52. Геокиб^рнетика - наука об управлении природной средой // Проблемы техногенного изменения геологической среды и охраны недр в горнодобывающих районах: Тез. докл. Пермь. 1990. С.42-44.

53. Влияние деятельности человека на карст (Терминология) / ГИ УрО АН СССР. Кунгур, 1990. 38 с. (В соавторстве с Г. Н. Дуб-лянской, В. Н. Дублинским).

54. Совещание по техногенному карсту // Пещеры. Проблемы изучения. Пермь, 1990. С. 110-111. (В соавторство с И. А. Печерки-HUM, И. И. Минькевич).

55. Пещера в сидеритах // Пещеры. Проблемы изучения. Пермь,

1990. С. 130. (В соавторстве с А. И. Ковальчуком, И. А. Лавровым) .

56. Техногенное воздействие на геологическую среду Пермской области / ГИ УрО АН СССР. Пермь, 1990. 42 с. (В соавторстве с К. А. Горбуновой. Н. Г. Максимовичем).

57. Определение антропогенного карста. Свердловск: УрО АН СССР, 1981. 88 с.

58. Образование провалов над пещерой Золушка. Свердловск: УрО АН СССР, 1991. 51 с.

59. Региональные особенности антропогенного воздействия на карст горных стран. Свердловск: УрО АН СССР, 1991. 132 с. (В соавторстве с А. Д. Бендеревым).

60. Геокибернетика - наука об управлении природной средой // Проблемы техногенного изменения геологической среды и охрана недр в горнодобывающих регионах: Тез. докл. Пермь, 1991. С. 15-16.

61. Полость в сидеритах Бакальского железорудного месторождения // Комплексное освоение недр Западного Урала. Свердловск, 1991. С. 24-30. (В соавторстве с А. И. Ковальчуком, И. А. Белок-рысом).

62. Карст и пещеры Пермской области. Пермь: Изд-во Перм. ук-та, 1992. 200 с. (В соавторстве с К. А. Горбуновой, В. П. Кос-таревым, Н. Г. Максимовичем).

63. Генетическая классификация отложений карстовых пещер // Изучение уральских пещер: Докл. 2-й и 3-й конф. спелеологов Урала. Кунгур, 1992. С. 95-98.

64. Провал в Березниках: возникновение и динамика // Инженерная геология карста: Тез. докл. междунар. симпоз. Пермь, 1992. С. 113-114.

65. Карст в отвалах переработки калийных солей // Инженерная геология карста: Тез. докл. междунар. симпоз. Пермь, 1992. С. 75.

Сдано в печать 27.04.95

Формат 60x84 1/16 Бумага типографская

Усл.-печ. л. 3

Печать офсетная Тираж 150 Заказ 004

АООТ "Полиграфист". Екатеринбург, ул. Тургенева, 20

Информация о работе

Андрейчук, Вячеслав Николаевич
доктора геолого-минералогических наук
, 1995
ВАК 04.00.01

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему Техногенный карстогенез в горнодобывающих районах ВАК РФ 04.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Техногенный карстогенез в горнодобывающих районах"

Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Техногенный карстогенез в горнодобывающих районах
ВАК РФ 04.00.01, Общая и региональная геология