Теория и практика инженерно-геологических и геоэкологических исследований горнорудных регионов

Куркина, Лариса Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Теория и практика инженерно-геологических и геоэкологических исследований горнорудных регионов
ВАК РФ 25.00.08, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Теория и практика инженерно-геологических и геоэкологических исследований горнорудных регионов"

НА ПРАВАХ РУКОПИСИ

□ОЗОВТБ17

КУРКИНА ЛАРИСА АЛЕКСАНДРОВНА

ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГОРНОРУДНЫХ РЕГИОНОВ (на примере Каратауского фосфоритового бассейна)

Специальности 25.00.08 «Инженерная геология,

мерзлотоведение и грунтоведение» 25.00.36 «Геоэкология»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Алматы • 2006

003067617

Работа выполнена на кафедре гидрогеологии и инженерной геологии Казахского национального технического университета имени К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан

Официальные оппоненты:

заслуженный деятель науки РФ, действительный член РАЕН, доктор технических наук, профессор

A. М.Гальперин

доктор геолого-минералогических наук, профессор

B.А. Королев

доктор reo лого-минералогических наук Л.В.Шаумян

Ведущая организация: Кафедра инженерной геологии Российского государственного геолого-разведочного университета (РГГУ)

Защита состоится 16 марта 2007 г. в 14 час 30 мин на заседании диссертационного совета Д 501.001.30 в Московском Государственном Университете им. М.В.Ломоносова по адресу: 119992, г. Москва, Ленинские горы, МГУ, геологический факультет, главный корпус, аудитория 415.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ, зона «А», 6 этаж.

Ваши отзывы на автореферат в двух, экземплярах, заверенных печатями, просим присылать по адресу: 119992, ГСП-2, г. Москва, Ленинские горы, МГУ, геологический факультет, ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан 16 февраля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор геолого-минералогических наук, профессор

Л.Т.Роман

К 75 - летию кафедры гидрогеологии и инженерной геологии КазНТУ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Казахстан является горнодобывающей республикой, поставляющей широкий спектр полезных ископаемых в разные страны мира. Разработка месторождений невозможна без инженерно-геологического обоснования мероприятий, обеспечивающих оптимальные условия ведения открытых и подземных работ, а также решения вопросов рационального использования и охраны геологической среды на стадиях эксплуатации и консервации горно-обогатительных предприятий. Усиление работ в этом направлении подчеркивается главной и стратегически важной программой горнодобывающей промышленности Казахстана на ближайший 2008 год и дальнейшую перспективу 2015 года: «Разработка научно-технической стратегии развития горной науки в недропользовании и комплексном использовании минерального сырья Республики Казахстан».

За 70-летнюю историю Каратауского фосфоритового бассейна (КФБ) открыто 48 месторождений фосфоритов, разведано - 11, разрабатывается - 6. Карьерным способом разрабатываются месторождения Жанатас, Кокджон, Коксу, Туйесай; подземным - месторождения Чулактау, Аксай. КФБ - это системный комплекс «геосреда + техногенная деятельность человека => добыча фосфоритовых руд => фосфорный концентрат». Успешная реализация управленческих решений может быть достигнута за счет разумного использования природных ресурсов и принятия мер экологической безопасности от разведки и добычи до получения готовой продукции.

Цель работы. Разработка теоретико-методологических основ управления состоянием геологической среды КФБ на основе выполненных инженерно-геологических и геоэкологических исследований региона.

Задачи исследований:

- выявление закономерностей формирования инженерно-геологических условий КФБ и его ключевых участков - Жанатасского, Аксай-Туйесайского, Чулактауского - под влиянием горнорудных факторов; разработка классификации эндогенных, экзогенных и ИГП, регионального и типологического инженерно-геологического районирования геосреды;

- специальная инженерно-геологическая типизация геологической среды, как основы прогнозирования изменений геосреды; типизация техногенной нагрузки, воздействий и взаимодействий, типизация изменений геосреды под влиянием природных и техногенных факторов;

- типизация геосистем; разработка моделей литотехнических систем, отражающих взаимодействия с горно-рудничными и инженерно-хозяйственными воздействиями;

- выявление закономерностей загрязнения и типизация геологической среды по устойчивости к техногенному загрязнению, инженерно-геологических и геохимических особенностей эксплуатации хвостохранилгац;

- разработка прогнозов изменений геологической среды КФБ на региональном уровне; Жанатасского, Аксай-Туйесайского и Чулактауского рудных районов на субрегиональном, участковом и локальном уровнях;

- разработка профилактических и специальных мероприятий по охране геологической среды Каратауского фосфоритового бассейна.

Научная новизна. Работа является первым обобщением региональных инженерно-геологических и геоэкологических исследований в Малом Каратау. Впервые для КФБ теоретически разработано и методически обосновано построение инженерно-геологических и геоэкологических карт различного назначения и масштаба: карта новейших структур Малого Каратау М 1:200000, карта типизации геосреды КФБ М 1:200000, карта техногенной нагрузки на типы геосреды КФБ М 1:200000, карта природных литосистем и литотехнических систем КФБ М 1:200000, карта типизации геосреды КФБ по устойчивости к техногенному загрязнению М 1:200000; карта инженерно-геологических условий со схемами регионального и типологического районирования северо-западной части КФБ М 1:50000; карта природных литосистем и литотехнических систем Жанатасского рудного района М 1:25000; карта инженерно-геологических условий месторождения Жанатас М 1:10000, карта районирования по степени устойчивости бортов карьеров месторождения Жанатас М 1:10000, карта системы опробования глубоких горизонтов рудника Жанатас М 1:10000; карты горно-геологических условий карьерных полей месторождения Жанатас М 1:2000 и рудника Молодежного М 1:2000. Впервые разработаны регионально-генетическая классификация эндогенных, ЭГП, ИГЛ; типизация техногенной нагрузки, воздействий и взаимодействий; техногенезов, влияющих на характер изменения геосреды (рельефа, гидросферы, горных пород); типизация геосистем, моделей природных литосистем и литотехнических систем Жанатасского, Аксай-Туйесайского и Чулактауского рудных районов; типизация источников загрязнения и типизация геосреды по устойчивости к загрязнению. Выполнен прогноз изменений геосреды на основе впервые построенных базовых региональных, субрегиональных, участковых и локальных прогностических моделях с использованием методов диагностических классификаций и аналогий; разработаны локальные прогнозы загрязнения геосреды в зоне влияния Каратауского хвостохранилища. Составлены программы по оценке опасности загрязнения атмосферы, поверхностных и подземных вод, почво-грунтов, параметров трещиноватости, горного Давления. Разработаны мероприятия по управлению и охране геосреды.

Методика исследований. Основные научные идеи и теоретические положения направлены на совершенствование оценки современного состояния и прогнозирование изменений геосреды, на обоснование и разработку системы управления геологической средой КФБ. Научные идеи основаны на работах ведущих специалистов стран СНГ: Г.К.Бондарика, А.А.Варга, Э.Г.Газиева, А.М.Гальнерина, В.МХольдберга, Г.А.Голодковской,

Д.Г.Зилинга, И.П.Иванова, В.А.Королева, Г.Л.Коффа, В.Д.Ломтадзе, В.А.Мироненко, В.И.Осипова, В.Е.Ольховатенко, К.Е.Питьевой, И.В.Попова, М.В.Раца, А.И.Савича, Ю.Е.Саета, Е.М.Сергеева, Б.В.Смирнова, В.Т.Трофимова, В.В.Фромма, С.Н.Чернышева, В.Г.Шипулиной, Л.А.Ярг и др.

Полевые исследования включали: комплексную инженерно-геологическую, гидрогеологическую и геоэкологическую съемку хребта Малый Каратау М 1:50000; Жанатасского, Аксай-Туйесайского и Чулактауского ключевых участков М 1:25000; структурно-тектоническую съемку карьерных полей рудников Кокджон, Жанатас, Коксу, Чулактау, Аксай, Туйесай М 1:2000 и ежегодное обследование состояния бортов карьеров; инженерно-геологическую съемку и ежегодное обследование Кокджонского, Жанатасского, Каратауского и Новокаратауского хвостохранилищ М 1:2000. На карьерах и в шахтах погоризонтно изучены: трещиноватость скальных массивов (26800 трещин), зоны тектонического дробления и милонитгоации, линейных и площадных кор выветривания, режим уровней воды; выполнена паспортизация ЭГП и ИГЛ. Изучены петрографические особенности, водно-физические, механические, прочностные и фильтрационные свойства скальных пород, грунтов, твердых хвостов; химические показатели грунтов, химические и спектральные характеристики рудничных, шахтных, промышленных, поверхностных и подземных вод и твердых хвостов. На карьере Аксай оценена эффективность креплений. Для каждой инженерно-геологической формации построены диаграммы и розы трещиноватости по литологическим и тектоническим трещинам, разломам, трещинам кливажа; по параметрам трещиноватости оценены пустотность и коэффициенты фильтрации. Построены розы устойчивости бортов карьеров и модели откосов. Выведены корреляционные уравнения между показателями свойств основных типов пород, оценен их режим пространственной изменчивости. Оценка загрязнения геосреды выполнена по ОФ и хвостохранилищам: откартированы участки дренирования промстоков; измерены расходы и изучена их миграция.

Разработаны теоретико-методологические основы прогнозирования изменений геосреды и мероприятий по ее управлению. Составлена серия инженерно-геологических и геоэкологических карт региона М 1:200000, ключевых участков М 1:50000 - 1:25000 и месторождений М 1:10000 -1:2000.

Защищаемые положения:

1. Управление состоянием геосреды КФБ следует осуществлять на основе системного подхода к изучению инженерно-геологических и геоэкологических закономерностей, выявленных при районировании и типизации инженерно-геологических условий территории, оценке и прогнозе изменений геосреды; при разработке профилактических и специальных мероприятий по снижению негативных последствий горнорудной и инженерно-хозяйственной деятельности человека.

2. .Закономерности инженерно-геологических условий КФБ, его горнорудных районов, отдельньрс месторождений определяются особенностями

инженерно-геологического разреза и макроструктуры инженерно-геологических формаций и СГК (разрывной тектоникой, структурами напластования, макро-и микротрещиноватостью, наличием древних кор выветривания и палеокарста), режимом изменчивости физико-механических свойств, теснотой связи между показателями и гидрогеологическими характеристиками; закономерностями локализации эндогенных, ЭГП и ИГЛ .

3. Специальная типизация геологической среды КФБ должна основываться на геологических и климатических факторах-признаках, региональной (по возрасту складчатости; структурно-тектоническим, геоморфологическим и стратиграфо-генетическим признакам) и типологической (регион, область, район) классификациях территориальных элементов районирования, целевом назначении (прогнозе изменений геосреды), стадии исследований, оценке типов геосреды по степени сложности инженерно-геологических условий.

4. Типизацию изменений геосреды КФБ под влиянием природных и техногенных факторов необходимо осуществлять с учетом существующей и планируемой техногенной нагрузки, характера горно-рудничных и инженерно-хозяйственных воздействий в зонах непосредственного и опосредованного их влияния, и возникающих при этом взаимодействиях.

5. Типизацию геосистем следует выполнять на геологической основе, наличия техногенной нагрузки, последовательности осуществления взаимодействий (по степени метаморфизма природных условий) и изменения природных ИГУ: рельефа (техногенный морфогенез), режима поверхностной и подземной гидросфер; структуры, состава и состояния геологических тел (техногенный литогенез), ИГП и явлений; загрязнения геосреды.

6. Типизация геосреды КФБ по устойчивости к техногенному загрязнению основывается на анализе природных (ареолов фтора, пятиокиси фосфора, стронция; некондиционных подземных и озерных вод с высокой минерализацией, агрессивностью, постоянной жесткостью, с содержанием бора, йода и брома; сильно засоленных почво-грунтов и солончаков) и техногенных источников загрязнения; ее устойчивость к техногенному загрязнению определяется совершенством геохимических барьеров -составом и мощностью слабопроницаемых покровных отложений; степенью раскарстованности водовмещающих пород, расчлененностью рельефа.

7. Прогноз изменений инженерно-геологических и геоэкологических условий следует выполнять на уровне регионов, субрегионов, участков, с учетом наиболее опасных ИГП, формирующихся при открытой и подземной разработке месторождений; загрязнения атмосферы, почво-грунтов, поверхностных и подземных вод промсливами и твердыми отходами.

8. Рекомендации по управлению и охране геосреды предусматривают улучшение ее состояния, предупреждение развития опасных ИГП, борьбу с уже существующими процессами и выявленным загрязнением геосреды.

Практическая ценность работы состоит в использовании научных идей и теоретических положений при разработке методики оценки современного

состояния геосреды КФБ и его горнорудных районов: систематизации данных о нарушении и загрязнении геосреды; в оценке сложности ИГУ и устойчивости типов геосреды к нарушениям и загрязнениям, в оценке устойчивости бортов карьеров и подземных выработок, в оценке характера и степени загрязнения региона и зон влияния хвостохранилшц; инженерно-геологическом прогнозе изменений геосреды под воздействием горнорудничных и инженерно-хозяйственных техногенезов; разработке мероприятий по управлению и охране геосреды КФБ. Ценность работы состоит в предложенной методике картирования карьерных полей и опробования горных пород, в изучении макроструктуры массивов и деформаций бортов карьеров; в прогнозе горно-геологических ситуаций и рекомендациях мероприятий по укреплению бортов карьеров. Специальные и профилактические мероприятия по борьбе с загрязнением геосреды снизят существующее загрязнение и предотвратят возможное увеличение степени ее загрязнения. Разработанные методики, инженерно-геологические и геоэкологические карты могут быть использованы при создании оперативного геолого-экологического мониторинга на основе космических технологий зондирования Земли.

Методики инженерно-геологического и геоэкологического картирования, районирования и типизации изменений геосреды; общего регионального и субрегионального, участкового и локального прогнозов нарушение и загрязнения геосреды могут быть использованы для других горнорудных регионов Казахстана и стран СНГ, в Хубсугульском фосфоритовом бассейне (Монголия) и на фосфоритовых месторождениях пустыни Негев (Израиль).

Реализация работы. Результаты исследований использованы геологической лабораторией и лабораторией охраны недр ГИГХСа, лабораторией открытой разработки недр ЙГД КазССР для обоснования оптимальных углов бортов карьеров и берм фосфоритовых месторождений КФБ. Методика инженерно-геологического картирования карьерных полей использована экспедицией Госгорхимпроекта и Жанатасской ГРЭ. Выявленные изменения и загрязнения геосреды, разработанные прогнозы изменений гидрогеологических и инженерно-геологических условий использованы ПО «Каратау» и лабораторией охраны недр ГИГХСА ддя обоснования мероприятий по управлению и охране геосреды КФБ, в частности для Жанатасского и Чулактауского рудных районов; для разработки регионального мониторинга КФБ и мониторинга по изучению ЭГП и Hi ll. Выполненные исследования явились основой при составлении автором рабочей программы курсов повышения квалификации и школы бизнеса Жайремского ГОКа, организованных при КазНТУ им. К.И.Сатпаева. Результаты исследований - инженерно-геологические и геоэкологические карты, классификации процессов, программы оценки загрязнения геосреды и атмосферы, трещиноватости и горного давления используются автором при выполнении аспирантских, магистрских и СНИР; в учебном процессе по дисциплинам «Общая инженерная геология», «Грунтоведение и механика

грунтов», «Инженерная геодинамика», «Региональная инженерная геология», «Региональная гидрогеология, инженерная геология и геоэкология», «Методика инженерно-геологических исследований для различных видов сооружений», «Геоэкология», «Мониторинг геологической среды», «Мониторинг подземных вод и опасных инженерно-геологических процессов», «Монигорйнг геологической среды и инженерно-геологическое картирование», «Гидрогеология и инженерная геология месторождений полезных ископаемых», «Геология и разработка месторождений полезных ископаемых», «Гидрогеология и инженерная геология», «Экология».

Результаты настоящих исследований внедрены Комитетом геологии и недропользования Министерства энергетики и минеральных ресурсов РК при разработке инженерно-геологических и геоэкологических карт и выполнении НИР; лабораторией открытой разработки недр Национального центра по комплексной переработке минерального сырья РК при разработке проектов реконструкции бортов карьеров фосфоритовых месторождений КФБ; ТОО «Казфосфат» на горнорудных предприятиях КФБ; Национальной компанией «Казкосмос» при выполнений НИР, кафедрой гидрогеологии и инженерной геологии КазНТУ в учебном процессе и НИР. Ожидаемый экономический эффект 550000 долларов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на МНК в МГУ (Москва, 2006, 1978), VII МК МГРИ «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, 2005), НМК «XI Толстихинские чтения» (Санкт-Петербург, СПбГГИ, 2004), МНК СПбГУ «Школа экологической геологии и рационального недропользования» (Санкт-Петербург, 2001, 2002, 2004, 2005); МНПК «Горные науки Республики Казахстан - итоги и перспективы» (Алматы, ИГД, 2004), VI-VII НК «Сергеевские чтения» (Москва, РАН, 20004, 2005), I МК «Вопросы комплексной переработки минерального сырья Казахстана» (Алматы, Национальный центр комплексной переработки минерального сырья РК, 2003), П Международном симпозиуме «Геодинамика и геоэкологические проблемы высокогорных регионов (Бишкек-Москва, 2002), I Всесоюзном съезде инженеров-геологов, гидрогеологов и геокриологов (Киев, 1988), семинаре «Мониторинг геосреды в зонах деятельности угледобывающих предприятий» (Ростов-на-Дону, 1987), НТК «Методы оценки напряженного состояния массивов горных пород при разработке месторождений полезных ископаемых Урала» (Свердловск, 1987), V Всесоюзной НК по инженерной геологии (Свердловск, 1984), МНК и заседаниях кафедры ГГИГ КазНТУ (Алматы, 1980-2006); НТС ПО Каратау (Жанатас, 1981-87) и ГИГХСа (Москва, 1981,1985).

Публикации. Основные положения диссертации опираются на 75 научных публикаций; в соавторстве 8 научных отчетов, 12 карт, 1 учебник; единолично - 2 монографии, 11 карт, 1 учебник, 7 учебных пособий, 7 брошюр; а также 36 статей, 11 тезисов. Всего 126 трудов.

Структура И объем работы: введение, семь глав и заключение на 327 стр, содержит 34 рисунка, 96 таблиц, список литературы - 382 наименования.

Выполненная работа - результат 28-летних исследований автора, на которые в разные годы получены положительные отзывы ведущих специалистов стран СНГ: М.К.Абсаметова, М.Т.Адикова, В.И.Андрусевича, В.В.Антонова, Г.К.Ахтулова, А.Б.Байбатши, Ш.А.Болгожина, ВЛ.Бочкарева, Д.Г.Букейханова, И.Я.Вильковиского, Н.С.Глазыриной, А.М.Демина, М.ХДжабасова, С.Г.Дубейковского, СЖЛСапарханова, А.Р.Ждановича,

B.Г.Зайончека, В.В.Калиева, С.М.Касымова, Н.А.Красильниковой, А.А.Крестова, А.Д.Кожназарова, А.Д.Курманенко, А.А.Кусаинова, С.В.Левина, Ю.Н.Ливинского, В.Д.Ломтадзе, М.Мирасланова, С.Т.Мустафаева,

C.М.Мухамеджанова, М.М.Мырзахметова, А.В.Недогона, В.В.Орлова, А.С.Осодоева, В.В.Овчинниковой, М.Е.Певзнера, И.ПЛоезжаева, О.В.Подольного, Б.Р.Ракишева, В.Г.Сагунова, А.Г.Сатпаева, Б.В.Смирнова, О.В.Стулышапку, Ж.С.Сьадыкова, Т.Л.Тесленко, Э.И.Ткачука, В.Н.Уманца, У.У.Умарова, Э.Р.Черняка, А.И.Шеко, МЛ1.Шерматова и В.Г.Шипулиной.

Автор благодарен академику HAH PK С.М.Мухамеджанову за поддержку при выполнении НИР; доценту В.Г.Шш1улиной, чье внимание и консультации способствовали выполнению диссертации, зав. кафедрой общей геологии, минералогии и петрографии, профессору А.Б.Байбатши за советы при решении организационных вопросов. Автор выражает свою благодарность за поддержку и отзывчивость ректору, профессору Д.К.Сулееву; проректору, профессору М.К.Абсаметову; проректору, профессору Ш.Б.Байысбекову; академику HAH PK Б.Р.Ракишеву, академику HAH PK Ж.С.Сыдыкову; директору СЭИ, дтн М.М.Мырзахметову; зав. кафедрой, дтн А.Ф.Цеховому; профессору, д.г.-м.н. С.Ж.Жапарханову и коллективу кафедры гидрогеологии и инженерной геологии, возглавляемой профессором, д.т.н. В.Н.Уманцом. В обсуждении результатов ранних этапов исследований принимали участие сотрудники ПО «Каратау» и Жанатасской ГРЭ А.В.Недогон, В.В.Калиев, В,В.Орлов; доценты С.В.Левин и Т.Л.Тесленко, которьм автор искренне благодарен. Глубоко признателен автор вице-президенту HAK «Казатомпрома», д.т.н. В.ГЛзикову, директору института высоких технологий «Казатомпрома», д.г.-м.н. Б.О.Дуйсебаеву, директору «Казгидромета», к.г.-м.н. Т.К.Кудекову, директору «КазГИИЗа», к.г.-м.н. В.М.Белослюдцеву, зам. директора «Алматыгидрогеология», д.г.-м.н. Р.К.Аязбаеву, президенту ЗАО В.А.Стрельцову за содействие в издании атласа карт, монографий, учебников и учебных пособий, материалы которых вошли в данную диссертационную работу. Автор благодарен Г.М.Кокишевой и А.А.Нестёркину за техническую поддержку при подготовке диссертационной работы и изданий 2003-2006 годов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ КАРАТАУСКОГО ФОСФОРИТОВОГО БАССЕЙНА

Геологическое строение региона изучали А.А.Абдуллин, Г.Д.Ажгирей, Т.М.Альжанов, С.Г.Анкинович, М.К.Аполлонов, С.Б.Бакиров, М.В.Бажанова, М.Ю.Бейзот, П.Л.Безруков, В.Н.Вебер, В.В.Галицкий, М.В.Гзовский, Б.М.Гиммельфарб, О.С.Грум-Гржимайло, Э.А.Еганов, Г.Х.Ергалиев, Б.М.Келлер, Э.С.Кичман, H-HiCocreHKO, Д.Д.Лемм, И.И.Машкара, В.В.Миссаржевский,

И.В.Мушкетов, Д.Н.Наливкин, Е.ИЛаталаха, Н.М.Салов, Н.А.Северцев, Н.Н.Севрюгин, Ю.К.Совегов, К.Т.Табылдиев, А.Т.Тансыкбаев, Б.С.Ушкенов, М.А.Чимбулатов, Г.А.Ярмак и др.

Гидрогеологические исследования региона проводили У.М. Ахмедсафин, Р.У.Аимбетов, Т.К.Айтуаров, Р.ТЛхметов, Ю.Л.Белобродский, В.В.Веселов, И.Г.Дивеев, А.К.Джакелов, М.Т.Джумагулов, С.Ж.Жапарханов, М.Х.Джабасов,

A.Л.Исхаков,А.А.Коноплянцев,В.А.Колесников, Д.И.Пересунько, И.Е.Принев, Ю.В.Руссо, К.И.Смирнов, Ж.С.Сыдьпсов, С.М.Шапиро и др.

Инженерно-геологическими и геоэкологическими исследованиями месторождений полезных ископаемых, оценкой и прогнозом их изменений, охраной геосреды районов ГОКов занимаются МГУ, РГГУ, С-ПбГТИ, ВСЕГИНГЕО, ВНИГРИуголь, ВНИМИ, ВСЕГЕИ, ГИГХС, ГИДРОИНГЕО. В Казахстане устойчивостью открытых и подземных горных выработок, разработкой методики стационарной службы и мероприятий по оптимальному ведению горных работ на рудниках КФБ (хребет Малый Карата) занимались В.Г.Шипулина и Л.А.Куркина (отчеты, карты карьеров месторождения Жанатас М 1:2000, 1978 - 1981); Л.А.Куркина (карты инженерно-геологических условий и районирования северо-запада Малого Каратау М 1:50000, месторождения Жанатас М 1:10000, рудника Молодежного М 1:2000, 1984; диссертация, 1988; монография, 2004); ТЛ.Тесленко (карты инженерно-геологических условий северо-запада региона М 1:50000 и месторождения Коксу М 1:5000, 1985-1994; диссертация, 1994); В.Г.Шипулина, Л.А.Куркина, Т.Л.Тесленко и Д.Д.Дуйсембин (отчеты, 1986-1988). Вопросами охраны геологической среды КФБ занимались В.Г.Шипулина и Л.А.Куркина (отчеты, первые варианты геоэкологических карт М 1:200000, 1982-1985); Л.А.Куркина (атлас инженерно-геологических и геоэкологических карт 1983-2006; монография, 2006). По результатам съемки северо-западной части Малого Каратау (19781980), проводимой совместно с Жанатасской ГРЭ, КХВ.Егоровым,

B.Д.Малышенко, Р.Р.Кретц составлены гидрогеологические карты М 1:200000-1:50000; К.И.Сон - гидрогеологическая карта месторождения Жанатас М 1:25000. Загрязнение геосреды изучалось ПО Каратау, санэпидемстанцией; В.Г.Шипулиной и Л.А.Куркиной (1982-1985).

В.Г.Шипулиной, О.А.Ашимовым, А.Д.Кожназаровым, С.Ф.Меньшиковым выполнена съемка Юго-Восточного Каратау (часть хребта Большого Каратау) М 1:200000; составлены инженерно-геологические карта, разработана классификация ЭГП (1972). Результаты исследований использованы в «Инженерной геологии СССР» (1978) и диссертации А.Д.Кожназарова (1975).

Изучением ИГУ Карагандинского угольного бассейна и Жезказганского рудного района на протяжении ряда лет занимался А.Б.Байбатша.

2 МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ ГОРНОРУДНЫХ РЕГИОНОВ

Использование системного подхода при исследовании геосистем основано на геологических, таксономо-структурно-субстратных, динамических, функциональных, исторических особенностях этих систем. Системный

подход позволяет проанализировать причинно-следственные связи, которые формируют структуру геосреды. Геосреда, подверженная техногенному воздействию, - это единая взаимосвязанная и взаимодействующая геосистема; трансформируется в инженерно-геологическую среду или ЛТС, в которой осуществляются управляемые взаимодействия. Для конкретной геосистемы выделяется часть геосреды - комплекс ИГУ, влияющих на ее поведение; который принимается (или не принимается) во внимание при решении инженерно-геологических и геоэкологических задач. Такая система - комплекс планово-проектных решений по рациональному использованию и охране недр, по управлению состоянием геосреды. Геологические аспекты изучения и оценки изменений геосреды, создания кибернетических систем включают теоретические и практические вопросы организации ПЛС и ЛТС. Исследование геосистем предусматривает разработку трех основных блоков: информационно-аналитического, отражающего состояние геосреды и источники техногенных воздействий на неё, исследование взаимосвязи геосреды и. техногенной нагрузки; прогнозного, отражающего изменения геосреды в будущем; управленческого, направленного на оптимальное функционирование ПЛС и ЛТС. На первом этапе создается информационная база данных геологических, геоморфологических, геодинамических, гидрогеологических, инженерно-геологических, геохимических особенностей геосреды с одной стороны и информация о техногенной нагрузке - с другой. Оценка и анализ этих составляющих завершается установлением причинно-следственных связей, изменяющих экологическую обстановку. На этом этапе определяются объекты прогнозирования, охраны и использования геосреды. На втором этапе исследований выполняется прогноз изменения рельефа, динамики и качества ПВ; состава, состояния и геохимических особенностей пород, инженерно-геодинамических и геофизических особенностей массивов горных пород. Осуществляется комплексный прогноз изменений геосреды на базе картографического материала и данных о составе атмосферного воздуха, осадков, газопылевых выбросов; составе поверхностных вод рек, озер и водохранилищ; видах и количестве используемых удобрений, пестицидов, ядохимикатов. Третий этап объединяет результаты исследования геосреды и техносферы, направленные на принятие управленческих решений по оптимальному функционированию ЛТС. Генеральным направлением изучения геосреды является ее рациональное использование и охрана. Оптимальное управление геосредой основывается на прогнозе, предупреждающем отрицательные последствия горно-рудничных и инженерно-хозяйственных работ. Методологически управление геосредой предусматривает типизацию геосреды и возмущающих ее воздействий; оценку, прогноз и управление ЭГП, ИГП и ее загрязнением. Типизация геосреды и возмущающих ее объектов строится на основе двухрядной перекрестной типизации «типы геосреды <==>техногенные воздействия»; составляются модели, описывающие взаимодействие геосреды и сооружений. Оценка изменений геосреды под воздействием горнорудной и инженерно-

хозяйственной деятельности человека основывается на анализе и оценке ЭГП, ИГЛ, загрязнении геосреды, их области влияния и площади распространения, взаимодействий геосреды и сооружений. Прогноз изменений геосреды выполняется на локальном, участковом и региональном уровнях с учетом развития изменений геосреды, горнотехнических и технологических факторов отработки месторождения, обогащения и переработки минерального сырья. Заключительный этап управления геологической средой ГОКов и горнорудных регионов предусматривает оценку ущерба от ведения горных работ; разработку мероприятий по предотвращению негативных последствий, сформировавшихся в период эксплуатации и отработки месторождений; оценку состояния геосреды после выполненных рекомендаций. При создании системы управления состоянием геосреды КФБ разработаны теоретико-методологические положения об инженерно-геологических и геоэкологических исследованиях: районирование и типизация ИГУ, оценка их сложности; изучение изменений геосреды с учётом горно-рудничной и инженерно-хозяйственной нагрузок, возникающих воздействий и взаимодействий; типизации геосистем, ПЛС и ЛТС.

Региональными признаками районирования, определяющими инженерно-геологическую основу территории, являются геологическая структура, состав и возраст отложений, рельеф, гидрогеологическая структура, парагенез и интенсивность ЭГП. Зональные признаки формируются под влиянием климата, определяют состояние и свойства грунтов, глубину залегания грунтовых вод, интенсивность ЭГП. Территориальными элементами районирования являются регион, область, район, подрайон. При специальной типизации геосреды выделены ее зоны и типы. Тип геосреды - основной таксон специальной инженерно-геологической типизации территории с природоохранных позиций, в общей схеме типизации он отвечает тип}' инженерно-геологических районов. Однорядное районирование основано на последовательном учете региональных признаков: тектонических (регион), новейшей тектоники и геоморфологических особенностях (область), стратиграфо-генетических признаках (район). Двухрядное районирование учитывает закономерности пространственной изменчивости ИГУ на основе анализа региональных геологических и зонально-геологических признаков.

Оценка устойчивости геосреды к воздействиям основана на учете изменения ресурсов геологического пространства (площадной дефицит, истощение запасов подземных вод, ухудшение состояния литосферы ввиду отсутствия необходимых условий хранения отходов); геодинамической (активизация ЭГП и развитие ИГП) и геохимической (загрязнение вод, почво-грунтов зоны аэрации, донных отложений) функций геосреды. По результатам оценки осуществляется региональный, субрегиональный, участковый и локальный прогноз ее изменений. На основе выполненных оценки и прогноза разработаны рекомендации по снижению негативных изменений геосреды и меры борьбы на особо опасных территориях, профилактические мероприятия - на потенциально опасных участках.

Представление разработанных классификаций, типизаций и районирования возможно в форме таблиц, карт инженерно-геологических условий региона М 1:200000, субрегиона М 1:50000, участка М 1:10000-12000 (месторождений); карт регионального, типологического и специального районирования на уровне региона, субрегиона и участка соответствующих масштабов; геоэкологических карт типизации геосреды, техногенной нагрузки на неё, ПЛС и ЛТС, типизации геосреды по устойчивости к техногенному загрязнению на уровне региона М 1:200000 и ключевых участков М 1:25000.

3 ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КАРАТАУСКОГО ФОСФОРИТОВОГО БАССЕЙНА

Выполнен инженерно-геологический анализ стратиграфического разреза всего КФБ и его ключевых участков. Формации объединены в категории группы и подгруппы, классы и подклассы, типы и подтипы. К категория поверхностных отложений отнесены геологические тела, образовавшиеся с начала орогенной фазы развития современного рельефа Малого Каратау, к категории пород коренной основы - геологические тела, сформировавшиеся в процессе развития от рифея до олигоцена. Группы и подгруппы формаций объединяют породы по общим особенностям генезиса. Классы и подклассы -по особенностям тектонического режима времени осадконакопления. Типы формаций объединяют породы осадочной группы по литолого-петрографическому составу, метаморфической - по степени метаморфизма. Подтипы формаций поверхностных отложений выделены по парагенезу СГК (сходству условий образования - климатической зоне и рельефу), подтипы формаций коренной основы - по особенностям петрографического и минералогического состава. СГК объединяют геологические тела одного возраста и генезиса, обладающие сходным режимом изменчивости состава и свойств по главным направлениям пространства. СГК объединены в инженерно-геологические модели и подмодели по характеру структурных связей, литологическим особенностям пород, их стойкости к выветриванию.

В Малом Каратау выделяются Большекаройский, Ушбасский, Жанатасский, Кенгобысайский, Малокаройский, Коксуйский, Аксайский, Ушбулакский тектонические блоки, представляющие собой моноклиналь с крутым моноклинальным залеганием слоев одной и той же последовательности отложений докембрия - кембрия-ордовика. КФБ характерны осадочные формации байкальского, каледонского, герцинского и альпийского структурных этажей, интрузивная гранодиоритовая формация верхнего ордовика. Байкальский структурный этаж состоит из метаморфической формации кокджотской свиты (Кокджотский горст - на границе с КФБ), терригенной формации болыпекаройской свиты (Большекаройский, Ушбасский, Кенгобысайский блоки), карбонатно-терригенной формации джанатасской серии (Большекаройский, Жанатасский, Кенгобысайский блоки) и молассовой формации коксуйской свиты (Большекаройский, Малокаройский, Учбасский блоки) верхнего рифея. Каледонский структурный этаж - из терригенной формации малокаройской

свиты (те же и Аксайский блоки) и терригенно-карбонатно-глауконитовой формации кыршабактинской свиты венда; карбонатно-кремнисто-фосфоритоносной формации чулактауской свиты и карбонатной формации шабактинской свиты кембрия (Болыпекаройский, Малокаройский, Аксайский, Батырбайский, Ушбулакский блоки); терригенно-карбонатной формации жырыкаузской свиты ордовика (Аксайский блок). Герцинский структурный этаж - из терригенной формации тюлькубашской свиты девона (Ушбасский прогиб), терригенной формации верхнего девона и нижнего карбона (северо-восточное предгорье Малого Каратау), терригенно-карбонатной формации карбона (предгорная равнина), карбонатно-терригенно-эвапоритовой формации перми (горы Кызылканат). Альпийский структурный этаж слагают верхнетерригенная формация палеогена и молассоидная формация неоген-четвертичных отложений.

Наиболее интенсивностое эрозионное расчленение рельефа отмечается по песчаниками, алевролитами, сланцами метаморфической формации кокджотской свиты, терригенной формации болыпекаройской свиты, молассовой формации коксуйской свиты и терригенной формации малокаройской свиты (Кгср=1,7-2,64 км/км2) Практически нерасчленена молассоидная формация неоген-четвертичных отложений. Тенденция северозападной региональной разломной трещиноватости СЗ-ЗЮ0 характерна всем формациям коренных пород; отмечаются разломы C3-3570 и СВ-ЗО-840 простирания. Протяженность разломов до 2,6-7,3 км, густота - 0,7-2,3 км. Структуры напластования образуют густую сеть литогенетических трещин Аз. пад. СВ 50-80°, угол падения 38-80°; наиболее пологое залегание характерно породам чулактауской и шабактинской свит СВ 60° . Мелкая тектоническая трещиноватость образует чаще системные трещины (II, IV, VI, VIII), крутопадающие, реже вертикальные и пологие. Общая трещинная пустотность преобладает 8-1 1%; для пород кокджотской свиты - слабая (1-3 %) - весьма сильная (14,7 %), малокаройской свиты - 15 %. Мощность зон выветривания и интенсивной трещиноватости от 25-50 м (метаморфическая и терригенная формации различного возраста) до 75 м (малокаройская свита и пермь) и 100 м (шабактинская свита). Кавернозная и трещинно-жильная закарстованность весьма характерна карбонатной формации шабактинской свигы, с глубины 50-100 м она уменьшается. Коэффициенты линейной закарстованности тогузбайской и шабактинской свит близки -17,7 %, 19,0 %.

Формациям и СГК характерны близкие водно-физические, механические и прочностные свойства по карбонатным и аналогично терригенным породам. Различие прочностных свойств пород определяет их составом: окремненные доломиты относятся к очень прочным породам (^>120 МПа), крепким и средней крепости (8-13.5), с низким размягчением (0,7-0,9); карбонатные породы с примесью терригенного материала, сланцы и песчаники - прочные породы (50 МПа <1^ <120 МПа). Наиболее низким сцеплением обладают песчаники (10,49 МПа) и фосфоритоносные сланцы (4,9 МПа), наибольшим -известковистые доломиты (21,2 МПа); углы внутреннего трения высокие для

всех типов пород (44°-57°30'). Выветрелость пород увеличивает их водопоглощеиие в 2,5 раза, снижая прочность в 1,5-2,0 раза. Трещиноватость уменьшает прочность пород до 40 %, увеличивая скорость продольных волн до 16 %. Скорости продольных (3969 м/с) и поперечных (2443 м/с) волн характерны для пород со значениями модуля Юнга (3,33-6,01)-103 МПа и коэффициента Пуассона 0,348-0,338. Породы анизотропны по механическим и фильтрационным свойствам ввиду интенсивной тектонической раздробленности. Характер корреляционных зависимостей свойств - прямо пропорциональный, теснота связи очень слабая - очень тесная, достоверная. Режим пространственной изменчивости свойств - стационарный.

Питьевые трещинно-карстовые и трещинные воды шабакты - главный источник водоснабжения и обводненности месторождений, залегают на 4-70 м, напор 0,9-15,9 м; пресные, гидрокарбонатные. Содержание нитратов (4-15 мг/л) и хлора (14-25 мг/л) наблюдается в водах большекаройской свиты. Карбонатно-терригенная формация шошкабулакской и тогузбайской свит слабо водообильна. Породы коксуйской, малокаройской, кыршабактинской и чулакгауской свит являются водоупорами. Обводненность тектонических зон неравномерная - удельные дебиты скважин 0,10-41,2 л/с, на месторождениях -25,3-81,8 м3/сут (Чулактау) и 1000-3100 м3/сут (Жанатас). Воды перми солоноватые (2,55-5,8 г/л), сульфатной агрессивности. Воды среднеэоценовых отложений пресные, сульфатные, напор 70 м; дебиты скважин 6,7 л/с. *

В разработанной регионально-генетической классификации процесов выделены классы эндогенных и экзогенных природных процессов, объединенные на основе идей Г.К.Бондарика в группы первичных и вторичных процессов с учетом тектонических, геоморфологических, климатических и формационных условий. Интенсивность землетрясения хребта Кокджон - 7 баллов, северо-восточного крыла мегантиклинория Малого Каратау - 6 баллов. Из ИГЛ и явления выделены два класса процессов, сформированные в результате горно-рудничной и инженерно-хозяйственной деятельности, которые также объединены в. группы первичных и вторичных процессов. ИГЛ, возникших при открытой и подземной разработке месторождений; приурочены к осевой и приосевой частям мегантиклинория Малого Каратау, низкогрядовому мелкосопочнику и «каройским долинам», денудационному низкогорью и мелкосопочнику Актау. Развиты они в пределах метаморфической и терригенно-карбонатной формаций верхнего рифея; молассовой, терригенно-аркозовой и терригенно-карбонатно-глауконитовой формаций венда, карбонатно-кремнисто-фосфоритоносной и карбонатной формаций кембрия. Интенсивность воздействия на геосреду ИГП, формирующихся в результате хозяйственной деятельности значительно ниже процессов и явлений, развитых при горнорудной деятельности. Степень активности процессов: сильная, умеренная и слабая.

Районирование КФБ в инженерно-геологических и природоохранных целях выполнено на основе классификации факторов-признаков (табл. 1). Первые три группы признаков - качественные, косвенные геологические,

Таблица 1 - Классификация факторов-признаков инженерно-геологического районирования геологической среды КФБ

^ 2-Э В 1 Первичные (постоянные, устойчивые) Относительно первичные (медленно изменяющиеся, относительно устойчивые) Вторичные производные от первичных (быстро изменяющиеся, неустойчивые)

ь* Перво-причннные Следственно-причинные Последственно-нричинные Причинно-следственные Следственные

11 | 8 II 1 £ | Е й § Тектонические структуры разных уровней(древнего и новейшего структурного плана) Геоморфологические структуры (морфоструктуры) разных уровней Гидрогеологические структуры разных уровней Агрессивность природных вод

§ 1 е 1 о< с 11 1| Парагенез формаций. Вертикальные Парагенезы СПС поверхностных отложений. Состав полипородных геологических тел (систем). Физико-механические свойства монопородных геологических тел

формационные рады Парагенез региональных ЭГП Интенсивность региональных ЭГП

а> о а а | Н п Солнечная радиация. Температурный режим. Режим осадков Показатели влаго-тепло-массо-обмена Состояние полипородных геологических тел: мерзлое, талое, засаленное Физико-механические свойства монопородных геологических тел

11 Ц а Я № Парагенезы почв, растительных ассоциаций. Минерализация и химизм ГВ. Степень минерализации и химизма ГВ.

Парагенезы зональных ЭГП. Интенсивность зональных ЭГП

производные от климата. Последние группы признаков - количественные, описывают свойства и состояние геосистем. Региональная классификация территориальных элементов (табл. 2) районирования построена на основе геологических признаков с выделением инженерно-геологических регионов I, II, III порядков; областей I, П порядков; районов. Границы районов совпадают с контурами первых от поверхности СГК. Типологическая классификация территориальных элементов выполнена на уровне регионов, областей, районов; удобна для выявления закономерностей изменчивости ИГУ (табл. 3). Двухступенчатая типизация геологической среды КФБ (табл. 4) выполнена с учетом идей В.Т. Трофимова и В.Г. Шипулиной (Ю-В Каратау) по совокупности климатических и геологических признаков. К природоохранным признакам типизации относятся слойность и структурагеосреды, активность водообмена, парагенезы ЭГП. Болыпекаройский разлом - граница зон (по вертикальной зональности) и типов (по сейсмической интенсивности) геосреды. Преобладает однослойный тип геосреды - породы коренной основы и маломощные покровные отложения. Типизация геосреды КФБ выполнена в виде карты типизации регионам 1:200000 и карты-врезкиЖанатасского района 1:25000, на которых отражены зоны и типы геосреды, сейсмичность, ЭГП, гидрогеологические и гидрологические компоненты. Сложность типов геосреды определяется

Таблица 2 - Региональная классификация территориальных элементов районирования КФБ (В.Г.Шипулина, Л.А.Куркина, 1984 г.; ЛАКуркина, 2004 г.)

Регионы

Структурно - тектонический

Области

1,П

Геоморфологический

Районы, первые от поверхности

Сгратиграфо-генетипеский

Осевая часть антиклинория Малого Каратау

Кокджотский горст

Денудациоино -тектоническое средне-низкогорье

Я3Ы; еМг/КМ

Ушбасская впадина

Ушбасский блок

Слаборасчлененное увалистое ниэкогорье Улькен-Актау

aQm.tr; pQi.ii; а<2ь РыЧ

С,ск ем ОМ

Большекаройская

Болыпекаройский блок

aQm.iv. рОиь ЯзЬк

Кенгобысайский блок _

Сильно расчлененное ниэкогорье Улькен-Актау

dpQm.iv; р*2п;, рОх ОМ е,-о2и е,си, у&н, ум, У,Ь; R3tb.sk

Денудационная равнина

У2тк; У,кз

Малокаройская денудационная

Приосевая часть глыбовой складчатости антихлинория Малого Каратау

Малокаройский блок

Низкогорье,мелкосопочвик горАктау

oQm.iv. dpQm.iv; pQm.iv; аОт; ф&; рОп,

aQm.iv; dpQm.iv; рОь ОМ; €1-Оз1;

Мелкосопочник, рельеф «щербатых» скал

У,УЬ01

Коксуйский блок

Коксуйская «впадина»

Аксайский

Ниэкогорье, мелкосопочник гор Актау

тОт-1у;<1рОш-1у; рОь ЮЬ

aQm.iv; dpQm.iv; р0£ 0М:€,-011; С,Л

УП

Аксайская «впадина»

Ниэкогорье гор Актау

dpQm.iv; рОл; Угтк; УгЬ

ОМ; е,сН;

Батырбайский блок

УШ

Батырбайская впадина

dpQm.iv; о(Зя; У#пк; _У&_

Ниэкогорье гор Актау

ом. ем е,си

Ушбулакский блок

Ушбулакская денудационная равнина Мелкосопочник

dpQшJv. Офп -СЛ У2тк; У^Ь

Бийлюкопьская внутригорная кайнозойская тектоническая депрессия

Предгорные пролю-виальные равнины

pQa.iv; ; ^ ;рг

Межгорные озерно -аллювиальные равнины

laQm.iv; Р?;С, - См

Эоловые равнины

121У'< Сг С г-з; Р

Северо-восточное моноклинальное крыло антиклинория Малого Каратау

Зона крутой моноклинали и брахискладчатых структур

Мелкосопочник, денудационные равнины

dpQm.iv; Р%; у, уЮ3

Зона пологой моноклинали

ХП

Аллювиально-пролювиальные наклонные равнины

10IV; арОшм рОш; N1;

Ы,; Рг

Денудационные вогнутые равнины

dpQin.iv,' Р'. У, у8 О,

Пластовые полого-наклонные равнины

'От apQ.iv; pQn.iv, N1, N1, Р';Рг

ролью факторов формирования ИГУ и их природоохранным значением: высотой тектонических уступов, глубиной эрозионных врезов, зоной

Таблица 3 - Типологическая классификация территориальных элементов районирования КФБ (ЛАКуркина, 2004 г.; В.Г.Шипулиной, ЛАКуркиной, 1984 г.)

Уровни типизации Таксоны типизации Типологические территориальные элементы Индекс

Регионы Категории регионов Главный Каратауский разлом I

Осевая часть аипаслинория Малого Каратау П

Приосевая часть глыбовой складчатости анхиклинори* М. Каратау Ш

Моноклиналь северо-восточного крыла анпоопшория М. Каратау IV

Бийлкжольский внутригорный кайнозой тектонической депрессии V

Области Классы областей Текгонико-денудационное средне-низкогорье хребта Каратау А

Текгонико-денудационное низкогорье передовых горных гряд Ахтау £

Мелкосопочнюс с участками вогнутых денудационных равнин В

Денудационные равнины г

Аккумулятивные равнины д

Районы Типы районов Породы с жесткими связями i

Породы без жестких связей 2

Породы с жесткими и без жестких связей 3

циркуляции ПВ, базисом регионального стока, глубиной отработки 700 м, слойностью. Типы геологической среды - очень сложные («И» - 4,4 балла), сложные («А», «Б», «В» - 3.3-3.5 балла), средней сложности («Д», «Е», «Ж», «3» - 2.8-3.0 балла), простые («Г» - 2 балла).

Таблица 4 - Оценка признаков типизации геосреды в формировании инженерно-геологических условий КФБ (В.Г.Шипулина, ЛАКуркина, 1985 г.)

и ¡1 a-i Типы геосреды по данному признаку Вес признака, балл Тип геосреды

i 2 3 4

É с Субаридный 1 А

1 i Аридный умеренный 2 Б

j л Аридный 3 В,Г,Д,Е,Ж

Неоднородный 5 3,И

Флишоидный терригенный, метаморфический (Rjkd) 2 А

УХ Флишоидный метаморфический, терригенный, молассовый, терригенный аркозовый, глауконитовый (Rjbk, Rjsh, Rjtb, Vita, V2mk, Vjkah) 3 Б

i Карбонатно-кремнисто-фосфоритсно^чыа карбонатный терригенный (С]-СЪ) 3 В

Интрузивный, гранитный, гракодиоритовый (у, у8 Оз) 2 Г

а Терригенный, карбонатно-терригенйый (Du-CO 3 д

X & Карбонатио-терригенно-эвапоритовый (Р) 4 Е

§ Верхнетерригениый сатеносный - ¿з^5) 4 Ж

Молассоидный (N-Q) 5 3

Неоднородный (R^d - N-Q) 5 и

| 1 Однослойный 2 А Б, Г, д

Двухслойный 3 В, Е.Ж, 3, И

Трехслойный 4 Ж. И

¿3 Многослойный 5 И

Линейной складчатости изоклинального типа осевой зоны 5 А

Складчато-моноклинальиое, крутое, опрокинутое залегание приосевой зоны 4 Б

Моноклинально - блоковый, реже складчатой структуры приосевой зоны 4 В

г ¿ Бесструктурный 1 Г

fe' i Брахнскладчашй пологий в моноклинальный крутой 3 д

lf Моноклинальной (относительно пологой) структуры краевой зоны 2 Е

Складчато-моноклинальвый пологий 1 Ж

Горизонтальный 1 3

Неоднородный 5 И

Продолжение таблицы 4

1 2 3 4

1 Интенсивность сводовых и горсто-тлыбовых поднятий 5 А

8 в- 1 Умеренных сводово-блоковых движений с тенденцией опускания 3 Б

Умеренных сводово-блоковых движений с тенденцией поднятия 4 в

Умеренных поднятий, скомпенсированных процессами денудации 2 г

В Слабых понятий 1 ДЕ,Ж

^ С преобладанием опусканий 1 3

Я Неотектонических движений с затуханием поднятий, неоднородный 5 и

Средне-низкогорный 5 А

1 Денудационный, низко-грядовый мелкосопочник каройских «долин» 3 Б

Низкогорный, высокого мелкосопочника 4 В

Мелкосопочный и рельеф щербатых скал «койтас» 2 г

Куэстовый, низкогрядовый, останцовый мелкосопочник с участками вогнутых денудационных равнин 3 ДЕ

§ Цокольных пластовых наклонных и остандовых равнин 2 Ж

Эрозионно-аккумулятивных внутригорных и предгорных равнин 2 3

Эрозионных и эрозионно-аккумулятивных речных долин 5 И

Трещинно-грунтовый, акгавного инфильтрационного водообмена 3 А

Трещиншмрукговый, реже 1рещивно-жилышй, ограниченно-инфидьтрационнога водообмена 3 Б

Трещннно-карстовый и трещикно-жильный, активного инфильтрационного водообмена 5 В

Трещинно-грунтовый, солоноватый, ограниченно-инфильтращюнного водообмена 3 г

£ Пластово-трещинный, солоноватый, ограниченно-фильтрационного водообмена 4 д

р Бассейны пластово-трещинных сильно солоноватых вод затрудненого водообмена 4 Е

Бассейны высоконапорных пластово-трещинных и поровых, пресных и солоноватых вод зэтрудненого водообмена 3 Ж

и Потоки, реже бассейны грунгово-поровых вод 4 »3

Потоки грунтовых поровых вод, активного водообмена 2 и

Эрозионно-сейсмогравитационный 5 А

в Суффозионно-эрозионный 3 Б

Эрозионно-карстовый, гравитационный склоновый 4 В

3 Температурное выветривание, коррозия и камнепады 2 Г

& Эрозионно-суффозионно-карстовый, гравитационный 3 Д

Температурное и солевое выветривание, тахыро-еоровый, гравитационный 3 Е

Овражно-промотганый, суффозионно-гравитационаый 4 Ж

Эрозионно-суффозионный 4 3

Сложный' эрозионный, эрозионно-аккумулятивный, карсгово-гравитационвый 5 и

Неоднородный климатически, тектонически и геологически транзитный тип геосреды «И» - область поглощения поверхностного стока и местной разгрузки ПВ, гравитационно-карстово-эрозионного парагенеза ЭГП (с «В» -карст; «А» и «Б» - эрозионный размыв; «Г», «Д» и «Е» - аккумуляция наносов, отседание блоков, обвалы, трещины отпора, активная циркуляция ПВ по долинам), выноса загрязнений за пределы региона. Он мобилизует другие типы к взаимодействию, саморазвитию, восстановлению. Типы «Б», «В», «И» находятся в радиусе влияния горно-рудничных воздействий.

Отработка фосфоритов ведется в Жанатасском (северо-запад), Аксай-Туйесайском (центр) и Чулактауском (юго-восток) рудных районах КФБ.

На карте инженерно-геологических условий северо-западной части КФБ М 1:50000 отражены формации и СПС, залегающие первыми от поверхности; ЭГП и ИГП и явления, гидрогеологические компоненты. К породам коренной основы отнесены геологические тела, сформировавшиеся до олигоцена включительно. Инженерно-геологическое районирование М 1:50000 выполнено в двух вариантах - региональном и типологическом. Самыми

крупными территориальными элементами являются регионы II порядка: Болыпекаройский, Малокаройский, Батырбайский и Ушбулакский тектонические блоки. Основание разрезов представлено терригенной формацией рифей-венда, верхи - карбонатной формацией тамдинской серии. По интенсивности напряженного состояния выделены зоны сопряжения новейших поднятий-впадин: Малокаройская долина высокого напряженного состояния (более 20 м/км3), Актауское поднятие относительно высокого напряжения (10-20 м/км3), новейшая Учбасская впадина умеренного напряженного состояния (до 10 м/км3). В Большекаройском блоке расположены месторождения Жанатас, Кокджон, Герес, Гиммельфарбское; в Малокаройском - Коксу, Аксай, Туйесай; в Малоактауском - Чулактау.

Идентичное строение месторождений имеет некоторое различие: очень крутое залегание структур напластования (более 75°, Жанатас), относительно пологое (50°-60°, Кокджон) и пологое (45° -50°, Коксу), опрокинутое залегание пород субвертикального падения (80-87°, Чулактау и 78-86°, Аксай). Наиболее представительны II, IV,VI,VIII системы крутопадающих трещин (Жанатас) и 1,П,Ш (Чулактау, Аксай). Площадные и линейные коры древнего выветривания, палеокарст, техногенные коры выветривания, гравитационные процессы, отседание и сдвижение структурных блоков, оползни характерны всем месторождениям. Породы очень прочные и прочные, крепкие и средней крепости. Высокое напряженное состояние на юго-востоке месторождения Жанатас сопровождается весьма интесивной трещиноватостью и как следствие затоплением карьера Беркуты; наиболее высокая анизотропия характерна породам тогузбайской свиты (2,77-3,45). Южный борт месторождения Кокджон интенсивно обрушается по напластованию. Горизонтальные перемещения на месторождении Чулактау до 1000 м, глубина активной циркуляции вод 100 м, водопритоки 6-11 м3/час. Развита мульда сдвижения. Оползни, развитые по южному борту месторождения Аксай, протяженностью до 3 км причиняют серьезные неприятности. Условия отработки месторождений средней сложности.

4 ТИПИЗАЦИЯ ИЗМЕНЕНИЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ И ТИПЫ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ КАРАТАУСКОГО ФОСФОРИТОВОГО БАССЕЙНА Каратауская ЛТС формируется под влиянием геологических, климатических и техногенных факторов - техногенной нагрузки. Типизация нагрузки выполнена с учетом этапов еб осуществления (осуществленного, осуществляемого, планируемого), характера распределения на местности (площадного, линейного и точечного), горно-рудничной и инженерно-хозяйственной деятельности человека, видов (карьерно-отвального, подземно-отвального, промышленного, селитебного, водного, дорожного и сельскохозяйственного) и разновидностей (карьеров, шахт, водоотлива, отвалов, ОФ, хвостохранилшц, ЛЭП, водозаборов, промплощадок, городов, поселков, вдхр., дорог, богарных и орошаемых земель, пастбищ и дач). Техногенная нагрузка преобладает на границе типов «Б» и «В»; сложные ситуации возникают в типах «Б», «В», «3», «И» (табл. 5). Интенсивность и

Таблица 5 - Характеристика типов геосреды по виду и интенсивности нагрузки (Л.А.Куркина, 1985 г., 2004 г., 2005 г.)

Тип геологической среды Индекс Класс сложности I Вид (разновидность) нагрузки. Характер воздействия горнодобывающей деятельности Интенсивность нагрузки

А. Субаридный, флншондный, терригегошй, метаморфический; однослойный, средне-кя-пш горный I | Сельско-хозяйственный (богарное земледелие, пастбища). Вне горно-рудничного воздействия (Кокджок) Рва номерная, интенсивная

Б Аридный умеренный; флишоид-ный, кярбонатно- терригепяый, молассовый, терригснный, арКОЗО- вый, карбонатный, метаморфиче- сгий; ОДНОСЛОЙНЫЙ, НИЗКОТрЯДОВЫЙ мелхосопочник с участками «харойских долин» 4% > 1 СП 1 т T¡ s Карьерно-отвальяый (карьеры фосфоритов) и промышленный. Непосредственное и косвенное горнорудничное воздействие (хр. Улькен-Актау, г Жяяатяс, пос. Беркуты) Неравномерная, интенсивная

В.Аридный", карбонатно-крсмкисто-фосфоритоносный и карбонатный; одно - в двухслойный, низко торный, мелкосооочиый У 15 г> >о Карьерно-отвалышй (карьеры фосфоритов, мраморов) и промышленный. Непосредственное и косвенное горнорудничное воздействие (хр. Улмги-Акпу, г. Жанамс, пос. Беркуты) Неравномерная, весьма интенсивная |

Г. Аридный; интрузивный грано-диоритовый; однослойный, мелхосопочный Í >г Простой 2,0 8 Карьерный (мраморные карьеры); селитебный (г Каратау, пос Копал); промышленный (хвостохранилшца, дороги, вдхр) Косвенное горно-рудничное воздействие Относительно | равномерная, средней интенсивности

Д. Аридный; молассоидный, терригенно-карбокатяый, красноцвстный; одно - и двухслойный, денудационных равнин я мелхосопочника и ¿ о 2 К Ъ О СН Промышленный (г. Каратау, пос. Кокгал, дороги, хвостохраннлища), сельскохозяйственный (пастбища), карьерный (карьеры халцедонолятов, штучного известняка -песчаника) За пределами и в сфере отдаленного гордо-рудничного воздействия (загрязнение ГС). Неравномерная, средней интенсивности

Е. Аридный; известкяково-террнгеано-звапорктовый, соленосный, двухслойный, денудационных равнин и иелхосопочниха Он ¿i Ti 5 Сельско-хозяйственный (орошаемые земли, пастбища), селитебный (поселки, совхозы, Акколь), За пределами и в сфере отдаленного косвенного горно-руд ничного воздействия (загрязнение ГС) Весьма неравномерная, слабое освоение

Ж. Аридный; верхнетерригеиный красноцветный; двухслойный, цокольных пластовых равнин. о? 1 V § Сельско-хозяйственный (пастбища, грунтовые дороге) За пределами горно-рудничного воздействия. Слабое освоение

3 Аридный, молассоидный; двух - и трехслойный, наклонных эроэнонно-аккумулягавных равнин ч 2 ЯП р) « оЬ g Сельско-хозяйственный (растбнща, каналы, орошаемые земли), селитебный (п. Байкадам, Бийлюхоль, Кумхенг, Майгобе). За пределами и в сфере косвенного горнорудничного воздействия Неравномерная, умеренной интенсивности

И. Аридный и субаридный, линейный, долннно - озерный, транзитный тип геосреды, пространственно неоднородный, двух - трехслойный; эрозионных наклонных и зрозионно -аккумулятивных равнин I Очень сложный 4,4 15 t-T 3 Промышленный, водный (водозаборы, вдхр, сбросы очистных вод), харьерно-отвальный; селитебный (тт Жанатас, Карту, Кокгал, зоны отдыха), сельскохозяйственный (дачи, сады). В сфере непосредственного и косвенного горно-рудничного воздействия. Исключительно неравномерная, умеренной интенсивности

масштаб взаимодействий ярко выражены в Жанатасском и Чулактауском районах, что отмечается на карте техногенной нагрузки на типы геосреды КФБ М 1:200000. На карте отражены зоны и типы геосреды; группы, классы, типы, виды и разновидности нагрузки. Горно-рудничный тип взаимодействий наиболее активен (табл. 6). Согласно типизации горнорудничных и инженерно-

Типизация взаимод ействий Характеристика взаимодействий

Тип Вид Разновидность Внешняя причина Внутренняя причина Вид взаимодействий Отношение взаимодействий

к пространству ко времени

о. ю и 1 1 0 | 1 и Карьерный Сейсмические воздействия БВР. Динамические воздействия горнотранспортного оборудования Открытые взрывы. Выемка пород Атмосферные осадки. Солнечная радиация. Снижение напряженного состояния вблизи поверхности Земли | щ к I II || К "

Подземво-рудничный Подземные взрывы. Выемка пород Вентиляция выработок. Изменение напряженного состояния глубоких горизонтов.

1 Твердые отвалы пустой породы и некондиционной руды Пригрузка основания отвалов Солнечная радиация Движение воздушных масс. Атмосферные осадки. Тепло-массо-влаго-обмен в теле отвалов Гравитационный ^! I

Жидкие отвалы (хвосты ОФ) Испарительная концентрация Движение воздушных касс. Процессы литогенеза хвостов Гравитационный, Физико-химический

| Карьерный водоотлив Подаемно-Рудничзтай водоотлив Отвод поверхностных и откачка подземных вод Движение поверхностных и подземных вод || § 1 й а. н 1 || я "

| Горнопромышленный Карьерные площадки, ОФ, рудоуправления, автохозяйства Прягрузка геосреды. Увеличение напряженного состояния статическими, динамическими нагрузками. Нарушение влаго-тепло-обмена 1 Л ^ £ и

Селитебный Города Поселки городского типа Поселки сельского типа Дачи Пригрузка геосреды. Выемка масс. Поливы. Изменение тепло-влаго-массообмена в основании зданий |8 1 с е

Водный Малые и средние водохранилища Подъем уровня вод Волновое движение вод Увлажнение пород Механический. Физико-химический \1

Оросительные каналы Поступательное движение воды

Водозаборы подземных вод Снижение уровня ПВ. Возникновение напорных градиентов. Осушение пород Физико-химический ж

Дорожный Грунтовые дороги Шоссейные дороги Железные дорога Выемка и отсыпка масс горных пород Солнечная радиация. Атмосферные осадки Изменение напряженного состояния от статических и динамических нахрузок Гравитационный И ц 4> 3 СП а,

й 1 Богарное земледелие Разрыхление почв, дефляция Изменение плотности сложения почв Внесение удобрений. 1 * а. 1 и § I

Орошаемое земледелие Увлажнение почв. Изменение влажности почв. Внесение удобрений.

Пастбищные хозяйства Выдувание. Вытаптывание растительности. Атмосферные осадки. Внесение удобрений.

хозяйственных воздействий и взаимодействий выделены совокупности изменений геологической среды за 25 лет (табл. 7, 8, 9) - горно-рудничные (карьерные, подземно-рудничные, отвальные твердых и жидких отвалов, осушительные) и инженерно-хозяйственные (промышленные, селитебные, водные, дорожные, сельскохозяйственные) техногенезы. Изменения геосреды иллюстрируются картой природных литосистем и литотехнических систем КФБ 1:200000, отражающей зоны и типы геосреды, ИГЛ и явления, нагрузку, горно-рудничные и инженерно-хозяйственные техногенезы, классы и

Таблица 7 - Изменения геосреды КФБ в результате горно-рудничных воздействий __(Л.А.Куркина, 2004 г., 2005 г.)_

Вид (разновидности) взаимодействий Изменения геологической среды

в зоне непосредственных взаимодействий в опосредованной зоне

Карьерный (поэтапная система разработки, двухстороннее развитие горных работ от центра к флангам) 1. Нарушения рельефа - отрицательный линейный морфогенез (-130м). 2. Разуплотнение (неглубокое), расслоение, трещинообразование в скальных массивах 3 Парагенез сейсмогравитационных ЭГП: трещины разгрузки по структурам напластования, сдвижения структурных блоков, оползни, осыпи, камнепады, вывалы. 4 Парагенез суффозионно-зрозионных процессов: промоины, каналы, эрозионные цирки, такыры. 5. Искусственная сейсмичность при массовых многозарядных взрывах до 6,5-8 баллов. 1. Запыление атмосферы при взрывах. 2. Неглубокое загрязнение геосреды сейсмическими волнами (6,5 - 8 баллов), влияющих на устойчивость наземных сооружений (и*. Жанатас, Каратау, ПГГ)

Подземно-рудничный (этажно-камер нал система отработки, комбинирован ная система отбойки руды, магазинирование руды) 1. Нарушение рельефа - плавные опускания поверхности земли над выработанным пространством в зоне сд вижений. 2. Разуплотнение (глубокое), расслоение, трещинообразование в скальных массивах. 3. Сдвижение поверхности земли (зоны беспорядочного обрушения, трещин, сдвигов). 4 Техногенный гипергенез- подземное выветривание массивов скальных пород под влиянием движения воздушных масс. 5. Разгрузка ПВ; внезапные прорывы трещинно-карстовых вод и плывунов (из заполнителя трещин и древних карстовых полостей) Загрязнение глубинйкх горизонтов геосреды сейсмическими волнами (6-7 баллов), влияющих на устойчивость наземных сооружений (г. Каратау)

Отвальный (твердые отвалы пустой породы и некондиционной руды на дневной поверхности) 1. Нарушение рельефа - интенсивный площадной положительный морфотехногеиез (10-50 м) 2 Уплотнение геосреды под тяжестью отвалов 3. Распад, размокание обломков и глыб скальных пород 4. Дефляция дисперсных частиц; техногенный литогенез отвалов (уплотнение пород, тепло-массо-влагообмен). 5. Осовы осыпей на крутых откосах мелкообломочных отвалов некондиционной руды. 6. Формирование верховодки за счет инфильтрации осадков и процессов конденсации в теле и основании отвалов 7. Нарушение устойчивости откосов карьеров при дополнительной нагрузке отвалов, отсыпанных вблизи контурной линии Запыление воздушного бассейна в результате дефляции дисперсной части отвальных пород

Отвальный (жидкие отвалы -хвосты ОФ) 1. Нарушение рельефа • подъем поверхности земли на 20 м и более 2 Уплотнение геосреды под тяжестью отвалов. 3. Техногенный литогенез хвостов, испарительная концентрация загрязняющих компонентов - формирование искусственных очагов загрязнения геосреды 4. Ветровая дефляция твердых подсохших хвостов. Формирование ореолов загрязнения ПВ, почво-грунгов, за счет ветровой и водной миграции загрязняющих веществ (Каратауское, Новокара-тауское, Жанатасское, Ковджонское, Бутуиьское хвостохраннлища)

Осушительный (водоотлив из зумпфов карьеров и шахтных стволов) 1 Локальное снижение уровня трещинно-карстовых вод, образование депрессионных воронок асимметричного строения 2. Активизация химической и механической суффозии; вынос рыхлого песчано-глинистого заполнителя из полостей древнего карста, тектонических зон, образование плывунов. 3. Изменение естественного режима и химизма подземных вод; загрязнение рудничных вод нитратами, сульфатами, нефтепродуктами. 1. Слияние локальных депрессионных воронок 2. Региональное понижения уровня ПВ.

Таблица 8 - Изменения геосреды КФБ в результате инженерно-хозяйственных _ воздействий (ЛА.Куркина, 2004 г., 2005 г.)_

Виды (разновидности) взаимодействий Изменения геологической среды

в зоне непосредственных взаимодействий в опосредованной зоне

Промышленный (горнопромышленный, карьерные промплощадки, ОФ, ЦПП, автохозяйства) 1. Уплотнение геосреды в основании промсооружений под воздействием статических и динамических нагрузок 2. Загрязнение геосреды нефтепродуктами 3 Запыление территории ОФ и рудоуправлений. 4. Деформаций сооружений от воздействия взрывов. 1. Ореолы технологического загрязнения подземных вод и почв 2. Запыление воздушного бассейна

Селитебный (города, поселки, дачи) 1. Уплотнение и разуплотнение геосреды 2. Изменение влаго-теплообмена в основаниях сооружений. 3. Подтопление фундаментов зданий 4. Вторичное засоление почв и грунтов 5. Деформации зданий от воздействий взрывов 1. Ореолы биогенного загрязнения геосреды, особенно вблизи поселков

Водный (водохранилища малые, средние; каналы, эксплуатационные водозаборы ПВ) 1. Заиление водохранилищ, переработка берегов, формирование мелко ступенчатых отмелей и абразионно-гравитационных надвод ных откосов 2. Подпор грунтовых вод и вторичное засоление почво-грунтов в зоне влияния водохранилищ и каналов 4 Локальное снижение уровня трещинно-карстовых вод при длительной эксплуатации водозаборов 5 Заболачивание и засоление земель в местах неконтролируемого самоизлива скважин. 6. Загрязнение природных вод. 1. Деградация озерных ландшафтов в бассейнах рр Талас и Ассы в связи с зарегулированием их стоков, полное или частичное высыхание озер 2. Региональное снижение УГВ 3. Высыхание болот в зове бывших разливов и по берегам крупных озер

Дорожный (грунтовые, шоссейные, железные дороги) 1. Уплотнение геосреды под насыпями, мостами и трубами за счет статических и динамических нагрузок. 2. Разуплотнение геосреды в выемках 3. Техногенное выветривание и гравитационно -эрозионный парагенез ИГП искусственных откосов Загрязнение геосреды нефтепродуктами, маслами.

Сельскохозяйственный | (богарные и 1 орошаемые земли, | пастбища) 1. Дефляция и плоскостной смыв почв. 2, Вторичное засоление земель 4.Химическое загрязнение почв избытком гербицидов и пестицидов 5. Биогенное загрязнение Запыление атмосферы.

подклассы ПЛС и ЛТС (табл. 10, 11), модели ЛТС. Изменения ПЛС, вызванные горно-рудничным техногенезом объединены в подклассы: изменение рельефа (техногенный морфогенез); изменение режима поверхностной и подземной гидросреды; изменение структуры, состава и состояния геологических тел (техногенный литогенез и гипергенез). Техногенный морфогенез формирует мезо - и микрорельеф, ИГЛ; активно проявляется при открытой разработке месторождений, формируя карьерно-отвальные ландшафты. В карьерных и подземно-рудничных ЛТС типов «Б», «В» формируются отрицательный (карьерные, дорожно-выемочные котлованные морфоструктуры) и положительный (отвальные морфоструктуры) техногенные морфогенезы. Карьерные морфоструктуры характерны различным типам ЛТС: «Б», «В» (фосфориты); «В», «Г» (мрамора); «Д» (халцедонолиты, штучный камень); «Е», «3» (суглинки, соль). Их форма определяется геометрией рудного тела, условиями залегания пород (С-В нормальным, Ю-3 опрокинутым), глубиной (50-160 м) и шириной (500700 м) карьеров, технологией отработки. Зона максимальных нарушений от контуров карьеров 200-300 м. Карьерные ЛТС в опосредованной зоне создают землетрясения до 8 баллов, искусственную сейсмичность в радиусе 30 км, трещины в зданиях в радиусе 1 км. Отрицательные морфоструктуры

Таблица 9 - Типизация изменений геосреды под влиянием природных и техногенных факторов (Л.А.Куркина, 2004 г., 2006 г.)

1? Подгруппы Классы Типы Подтипы

1 1 Геологические 1 1 Изменение рельефа. 2 Изменение режима поверхностной нподаемной гидросферы. 3. Техногенный литогенез. 4. Изменение состава, структуры, состояния геологических тел. 1. Положительный морфогенез. 2. Отрицательный морфогенез. 3. Изменение УПВ. 4 Уплотнение, разуплотнение пород. 1.Изменение режима ЭГП под влиянием геологических факторов 2 Изменение дебта и химизма ПВ З.Изменение свойств грунтов

I 1 Карьерные 1. Отрицательный морфогенез, ярко выраженный. 2. Положительный морфогенез, ярко выраженный 3. Разуплотнение пород. 4. Понижение УПВ 5. Уплотнение пород. 1 Изменение режима ЭГП при функционирования ЛТС. 2,Возбужденные ЭГП. 3.ИГП (горно-геологаческие, техногенные процессы). 4 Изменение дебита н химизма ПВ 5.Изменение свойств грунтов

Подземяо-рудничные 1. Отрицательный морфогенез, неярко выраженный. 2 Положительный морфогенез 3. Разуплотнение пород. 4. Понижение УПВ.

Отвальные Нарушения необратимые 1.Положительный морфогенез. 2.Ушютнение основания отвалов. 3.Повышение УПВ 1 .Изменение режима ЭГП при функционированииЛТС. 2 Возбужденные ЭГП. 3 ИГЛ (техногенные процессы). 4 Изменение УПВ. 5.Изменение свойств грунтов

Осушительные 1 Понижение УПВ 2 Разуплотаение пород.

! 1 1 ¥ | и Промышленные II 1 Загрязнение воздушного бассейна. 1.Изменение состава атмосферы 2.Изменение химизма атмосферных осадков.

2.3агрязненне поверхностных, 1рутовых и подземных вод, З.Изменение химизма поверхностных, грунтовых и ПВ.

3 Загрязнение почво - гру нтов 4 Изменение химизма почво-грунгов

Селитебные, водные, дорожные | 1| 1.Загрязнение воздушного бассейна. 1 .Изменение состава атмосферы 2.Изменение химизма атмосферных осадков

2 Загрязнение поверхностных, грунтовых и подземных вод 3.Изменение химизма поверхностных, грунтовых и ПВ

3 .Загрязнение почво - грунтов. 4.Изменение химизма почво-грунгов

Сельскохозяйственные 1. Загрязнение почво-грунгов. 2 Загрязнение поверхностных, грунтовых и подземных вод. 1 Изменение свойств почво-грунтов за счет загрязнения. 2.Изменений химизма поверхностных, грунтовых, ПВ

сопровождаются первичными (техногенное выветривание, разуплотнение-расслоение геосреды, трещины разгрузки, эрозионно-суффозионное разрушение бортов) и вторичными (отседание массивов по трещинам разгрузки, сдвижение структурных блоков, контактные смещения по напластованию, обвалы, оползни, осовы, камнепады, вывалы глыб, осыпи) ИГЛ. На Жанатасе 35 участков отсевших пород (11562 м2), из них 25 по висячему борту (9250 м^). Опрокинутая тектоническая структура на Аксае и Чулактау определяет устойчивость лежачего борта. Сдвижение массивов характерно для карбонатных пород шабактинской (Тогузбай, блок 4, Беркуты) и тогузбайской (блок 3) свит. Обрушения структур напластования активны на Жанатасе (Тогузбай, блок 1) и Кокджоне. Оползни проявляются по лежачему борту Аксая (3 км) и Жанатаса (Тогузбай, блоки 1 и 2, СевероЗападный; объем 15100 м3). Отрицательный морфогенез подземно-рудничной ЛТС формируется и за счет мульды сдвижения (Молодежный).

Таблица 10 - Типизация природных литосистем КФБ (Л.А.Куркина, 2005 г.)

Таксоны Классы Подклассы Типы КодПЛС

1 2 3 4 5

Субарндный, флишоидный, терригенный, метаморфический); однослойный. А-0

I" ! 'В ! Аридный умеренный; флишоидный, терригенный, метаморфический, карбонатно-терригенный, молассовый; терригенный аркозовый, карбонатный; однослойный. Б-0

^ 4 •1 ё Аридный, карбонатно-кремнисто-фосфоригоносный, карбонатный; одно-и двухслойный В-0

к Аридный, интрузивный, гранитный, гранодиоритовый; однослойный. Г-0

§ у & Аридный, молассоидный, терригенно-карбонатный, красноцветный; однослойный. д-о

и 1 Аридный; известяпово-терригенно-эвапоритовый, соленосный, двухслойный. Е-0

1 я Аридный; верхнетерригенный, красноцветный, двухслойный. Ж-0

£ к Аридный, молассоидный, двух-и трехслойный. 3-0

а ь Аридный-субаридный, линейный оэсрно-долинный неоднородный, одно-двух -трехслойный И-0

СубариднЫй, флишоидный, терригенный, метаморфический; однослойный. нет

Арндный умеренный, флишоидный, терригенный, метаморфический, карбонатно-терригенный, молассовый, терригенный, аркозовый, карбонатный, однослойный (карьеры фосфорита). Б-ГР-1

Аридный; карбонатно-кремнисто-фосфоритоносный, карбонатный, одно-и двухслойный (карьеры фосфоритов). В-ГР-1

6 Б Аридный, интрузивный, гранитный, гранодиоритовый; однослойный (карьеры мрамора) Г-ГР-1

Аридный; мрлассондный, терригенно-карбонатный, красноцветиый; однослойный (карьеры халцедона) Д-ГР-1

Арндный; известнаково-терригенно-эвапоритовый, соленосный;двухслойный. нет

Аридный, верхнетерригенный, красно дяетиый; двухслойный. нет

Аридный, молассоидный; Двух-и трехслойный. нет

| | 'В Арндный-субаридкый; линейный озерно-долинный неоднородный; одно-двух -трехслойный. И-ГР-1

г е ж а о Р; Субаридный; флишоидный, терригенный метаморфический; однослойный А-ИХ-1

Й я 8 Аридный умеренный; флишоидный, терригенный, метаморфический, карбонагно-терригенный, молассовый; терригенный аркозовый, карбонатный, однослойный (карьеры фосфорита) Б-ИХ-1

1 | Аридный; карбонатно-кремнисто-фосфоритоносный, карбонатный; одно-и даухслойный (карьеры фосфорита) В-ИХ-1

1 ¡3 § В Аридный; интрузивный, гранитный, гранодиоритовый; однослойный (карьеры мрамора) Г-ИХ-1

1 Аридный; молассоидный, терригенно-карбонатный, красноцветный; однослойный (карьеры халцедона). Д-ИХ-1

1 Аридный; известняково-тсррнгенно-эвапориговый, соленосный, двухслойный Е-ИХ-1

и Й- Арндный, верхнетерригенный, красноцветный; двухслойный. Ж-ИХ-1

Й Арндный, молассоидный, двух-и трехслойный 3-ИХ-1

1 ¥ I 1 Арндный и субаридный, линейный озерко-долинный неоднородный; одно-двух-трехслойный И-ИХ-1

£ ГО Субаридный, флишоидный, терригенный, метаморфический; однослойный нет

£ К Арндный умеренный; флишоидный, терригенный, метаморфический, карбонатно-терригенный, молассовый, терригенный аркозовый, карбонатный, однослойный (карьеры фосфорита). Б-ГР-ИХ-1

Арндный; карбонатн о-кремнисто-фосфоритоносный, карбонатный, одно-и двухслойный (карьеры фосфорита) В-ГР-ИХ-1

Е, Аридный, интрузивный, гранитный, гранодиоритовый, однослойный (карьеры мрамора). Г-ГР-ИХ-1

| & Аридный; молассоидный, терригенно-карбонатный, красноцветный; однослойный (карьеры халцедона). Д-ГР-ИХ-1

а ? Аридный; известняково-терригенно-эвалорнговый, соленосный, двухслойный нет

а Аридный; верхнетерригенный, красноцветный; двухслойный нет

Аридный, молассоидный; двух- и трехслойный. нет

Аридный-субаридиый; линейный, озерно-долинный, неоднородный; одно-двух -трехслойный. И-ГР-ИХ-1

Продолжение таблицы 10

Субаридный; флишоидный, терригенный, метаморфический, однослойный.

Аридный умеренный; флишоидный, терригенный, метаморфический, карбонатно-терригенный, молассовый; терригенный аркозовый, карбонатный, однослойный (карьеры фосфорита).

Аридный, карбонатно-кремнисто-фосфоригоносный, карбонатный; одно-и двухслойный (карьеры фосфорита).

Аридный; интрузивный, гранитный, 1ранодиоритовый; однослойный (карьеры мрамора)

Аридный, молассоидный, терригенно-карбонатный, красноцветный; однослойный (карьеры халцедона).

Аридный; известняково-^герригенно-эвапорнтовый, солеиосиый; двухслойный

Аридный; верхнетеррнгенный, красноцветный; двухслойный.

Аридный, молассоидный (#г0); Двух-и трехслойный.

Аридный-субаридный; линейный оэерно-доливный неоднородный, одно-двух -трехслойный.

Субаридяый; флишоидный, терригенный, метаморфический, однослойный

Аридный умеренный; флишоидный, терригенный, метаморфический, карбонатно-терригенный, молассовый; терригенный аркозовый, карбонатный; однослойный (карьеры фосфорвгга).

Аридный; карбонатно-1фемнисто-фосфоритоносный, карбонатный; одно-и двухслойный (карьеры фосфорита)

Аридный; интрузивный, гранитный, гранодиорнтовый, однослойный (карьеры мрамора)

Аридный; молассоидный, терригенно-карбонатный, красноцветный; однослойный (карьеры халцедона)

Аридный, извсстияково-терригенно-эвапориговый, соленосный; двухслойный

Аридный; верхнетеррнгенный, красноцветный; двухслойный.

Аридный, молассоидный; двух- и трехслойный.

Аридный-субаридный; линейный озерно-долинвый неоднородный, одно-двух -трехслойный

Субаридный, флишоидный, терригенный, метаморфический; однослойный.

Аридный умеренный; флишоидный, терригенный, метаморфический, карбонатно-терригенный, молассовый; терригенный аркозовый, карбонатный; однослойный (карьеры фосфорита).

Аридный, карбонатно-кремнисто-фосфоритоносный, карбонатный; одно-и двухслойный (карьеры фосфорита).

Аридный; интрузивный, гранитный, гранодиорнтовый; однослойный (карьеры мрамора)

Аридный; молассоидный, терригенно-карбонатный, красноцветный; однослойный (карьеры халцедона)

Аридный, известняково-терригснно-эвадоритовый, соленосный, двухслойный.

Аридный; верхнетерригенный, красноцветный; двухслойный

Аридный, молассоидный; двух- и трехслойный

Аридный-субаридный, линейный озерно-долинный неоднородный, одно-двух -трехслойный_

Примечания: 1. Код нетронутых литосистем состоит из индекса типа геосреды (заглавные буквы А - И) и цифры «0». 2. Код литосистем с планируемыми воздействиями состоит из индекса типа геосреды (заглавные буквы А-И), различия во взаимодействиях (заглавные буквы «ГР» - горно-рудничные, «ИХ» - инженерно-хозяйственные взаимодействия) и в зонах проявления (римские цифры I - непосредственная зона). 3. Код литосистем с потенциальной возможностью преобразования состоит из индекса типа геосреды (заглавные буквы А-И), различия во взаимодействиях (заглавные буквы «ГР» - горно-рудничные, «ИХ» - инакенерно-хозяйственные) и в зонах проявления (римские цифры 0 - опосредованная зона).

Положительные формы техногенного рельефа - мезоформы твердых и жидких отвалов. Отвалы пород и бедных руд сформированы в ЛТС типов «Б» и «В», попадают в зону непосредственных горно-рудничных воздействий (Молодежный, Аксай, Туйесай, Жанатас, Кокджон), а также в ПЛС типов «3» и «И» (Кокджон, Северо-Западный). Твердые отвалы (40-60 м, крутизной 37-

Подклассы

Типы

Виды

КодЛТС

ГР

Карьерные. Подземно-рудничные Отвальные (твердые, жидкие). Осушительные. Карьерно-подземно-рудничные, осушительные

ИХ

Промышленные. Селитебные Водные Дорожные. Сельскохозяйственные.

1ь Ь. Ь.4 I!

11.5-2.!

Карьерно-промышленные Подаемно-руднично-селитебные Отвальные твердые, дорожные; жидкие, водные. Осушятельно-сельскохозяйственные. Карьерно-дорожные и др.

1п 1с- 1з Гд- 1сх

ГР

Карьерные Подземно-рудничные. Отвальные (твердые, жидкие). Осушительные. Карьерно-подземно-рудничные, осушительные.

1).п Ь,с

1з.д. Ь,в Ь.сх

Ад.

0-1,. 0-12. 0-1з.4. 0-13 0- 1|.5-г.;

их

Промышленные. Селитебные. Водные. Дорожные Сельскохозяйственные.

0-1п 0-1с. 0-1в 0-1д- 0-1сх.

Карьерно-подземно-рудничные, промышленные Карьерно-подземно-рудничные, сельскохозяйственные. Отвальные твердые, дорожные, Отвальные жидкие, водные. Осушительно-сельскохозяйственные Карьерно-дорожные и др.

0-11.з.п

0-11,2, сх

0-1з,д 0-14. в 0-15, сх

0-1|. д

п>

Карьерные. Подземно-рудничные. Отвальные (твердые, жидкие). Осушительные.

П, П2

Дз. П4 Пз.

их

Промышленные. Селитебные. Водные. Дорожные. Сельскохозяйственные.

1С

Карьерно-промышленные. Карьерно-селигебные. Подземно-руднично-промышленные. Осушительно-сельскохозяйственные. Карьерно-дорожные и др

Пп Пс Пв Пд Дсх-

ГР

Карьерные. Подземно-рудничные. Отвальные (твердые, жидкие) Осушительные._

П1п П,.с. П2,п Пз.сх Пии

0-И,. 0-Ц2. 0-Пз, 0-П4. 0-П5

ИХ

Промышленные, Селитебные. Водные. Дорожные. Сельскохозяйственные.

0-Пп. 0-Пс. О-Пв 0-Пд. 0-Псх

| в

Карьерно-промышленные. Карьерно-селшебные. Подземно-рудничные, промышленные. Осуппгтельно-сельскохозяйственные. Карьерно-дорожные и др._

0-Пьп. 0-П,,с 0-Пг.п 0-П5,сх 0-Дт.д

Примечания: 1.Код классов и типов ЛТС в непосредственной (римские цифры I, II) и опосредованной (римские цифры 0-1, 0-11) зонах формируется под влиянием горно-рудничных -ГР (арабские цифры 1-5) и инженерно-хозяйственных - ИХ (прописные буквы п, с, в, д, сх) воздействий. 2. Арабскими цифрами обозначены карьерные (1), подземно-рудничные (2), отвальные жидкие (3) и твердые (4), осушительные (5) воздействия; прописными буквами -промышленные (п), селитебные (с), водные (в), дороокные (д), сельскохозяйственные (сх).

46°) - устойчивы. Общая площадь 43,2 км2. Они формируют паратехногенез первичных ИГП - техногенный литогенез (уплотнение, изменение тепло-влаго-массопереноса в отвалах и основании) и паратехногенез первичных и вторичных ИГП - техногенный гипергенез (разуплотнение геосреды; снижение устойчивости, температурное и физико-химическое выветривание, дефляция отвалов, загрязнение атмосферы, осыпи). Намытые отвалы (20 м) хвостохранилищ; загрязняют атмосферу, литосферу, гидросферу.

Региональные изменения вызваны аридизацией климата,зарегулированием

стока р. Таласа и Ассы, созданием вдхр.; взрывами, осушением карьеров и шахт; эксплуатацией водозаборов Беркуты, Майтюбе и др. Это снизило поверхностный и подземный сток - высохли водоемы, оскудели пастбища. Локальные изменения в виде ИГЛ на карьерах и шахтах - результат взрывов и осушения при отработке месторождений (Беркуты - озёра глубиной 8, Юм; Тогузбай, Центральный - лужи воды по дну карьеров).

ИГЛ, вызванные изменениями гидросферы, представлены группами водного и осушительного карьерно-рудничного паратехногенезов. Группа осушительного карьерно-рудничного паратехногенеза ИГЛ характерна для карьерных (Жанатас) и подземно-рудничных (Молодежный) ЛТС зрелой стадии развития: формирование депрессионных воронок; активизация суффозии и карста; загрязнение ПВ нефтепродуктами, нитратами, биогенными компонентами. Контуры асимметричной депрессионной воронки (на 5-8 км севернее карьеров) с центром на Тогузбае вышли за пределы Жанатасского тектонического блока, вызвав истощение родников (Актасты, Текебай, др.). Рудничные воды повышенного содержания натрия и калия (46 мг/л), нитратов (33 мг/л), фосфатов (9 мг/л), агрессивной углекислоты (15-35 мг/л). Водный карьерно-рудничный паратехногенез включает водный техногенез малых и средних вдхр Тамды-Аутского, Жартасского, Коктальского с развитием заиливания и загрязнения водоемов, подпора ГВ, подтопления и заболачивания берегов, переработки берегов вдхр, вторичного засоления. Подтопление г. Жанатаса, пос. Опытное поле, Бурное и Октябрьское сформировало вторичное сульфатное и хлоридно-сульфатное засоление, повышенное содержание гипса. Водный техногенез зарегулированного стока р. Таласа и Ассы изменил их ландшафт: высохли болота, заболоченности по берегам оз. Бийликоль, Кызыл-Коль, Акколь, Акжар, Ащи-Коль, Туз-Коль, Сор-Коль; на их месте сформировались дефляционные котловины; прекратилась переработка берегов.

Изменения горных пород развиваются в двух направлениях: улучшение -литогенез твердых и жидких отвалов, ухудшение - гипергенез скальных пород карьеров и шахт; дефляция хвостов хвостохранилшца. Техногенный гипергенез наиболее интенсивно проявляется в типе «Б» в виде выветривания: чем больше уступов с широкими бермами, тем интенсивнее их разрушение. Разуплотнение, разгрузка и выветривание увеличивают пористость карбонатных пород шабакгы в 1,5-10,0 раз, водопоглощение - в 2,5 раза; коэффициент крепости и прочность уменьшают в 1,5-2,0 раза.

Изменения геосреды региона определяются изменениями геосреды рудных районов - Жанатасского, Аксай-Туйесайского, Чулактауского.

На примере Жанатасского рудного района М 1:25000 выделены аридная и аридная умеренная климатические зоны и типы геосреды «Б», «В», «3», «И»; типы и виды техногенезов, изменения (нарушения и загрязнения) геосреды; классы, подклассы, типы и виды ПЛС и ЛТС; первичные и вторичные ЭГП и ИГЛ; сейсмичность и техногенная нагрузка. Наибольшие изменения преобладают в пределах ГОКов месторождений Жанатас, Кокджон, Коксу.

Степень суммарного изменения типа геосреды «Б» очень слабая - очень сильная. Очень сильное изменение характерно карьерным и селитебным ЛТС, сильное изменение - отвальным и осушительным ЛТС. Тип «Б» очень сложный, с различной устойчивостью к воздействиям. Тип геосреды «В» сложный, но устойчивый. Расширение горных работ и переход на подземную отработку месторождений сформирует новые вторичные карьерные (Б-Иь В-110, подземно-рудничные (Б-Н2, В-П2), отвальные (Б-П3,4, В-И3)4), осушительные (Б-П3, В-Из^ карьерно-отвально-осушительные (Б-Щд^; В-1Ь.з,4.5), карьерно-подземно-рудничные осушительные (Б-Н^; В-И^Д сложные горно-рудничные (Б-П1.5, В-Пм) ЛТС; обновит ЛТС, существующие в непосредственной и опосредованной зонах (Б-0-1ь Б-0-13>4, Б-0-15, Б-0-115 Б-0-11.з,4, Б-О-Гу^; В-0-1ь В-0-13>4, В-0-15, В-0-11>5, В-0-1и,4, В-0-11>ЗА5). Селитебный и дорожный техногенез характеризуется уплотнением геосреды в основании сооружений, дорожного и земляного полотна, изменением влаго-теплообмена в основании сооружений, подтоплением фундаментов при утечке бытовых стоков и оросительных вод; загрязнением геосреды нефтепродуктами, сточными водами, бытовыми и промышленными отходами. Селитебные (Б-1с) и дорожные (Б-1д) ЛТС испытывают воздействия от горных взрывов на карьерах. Типу геосреды «Б» характерны первичные ЛТС хозяйственных водоемов (Б-1в). Изменения, возникающие в типе геосреды «В» под прямым влиянием инженерно-хозяйственных воздействий, способствуют созданию первичных промышленных (В-1п), селитебных (В-1с), водных (В-1в), дорожных (В-1д), промышленно-дорожных (В-1п,д) и сложных совместных инженерно-хозяйственных (В-1 п,с,в,д,сх) ЛТС; под прямым влиянием совместных горно-рудничных и инженерно-хозяйственных воздействий ЛТС: В-1зд; В-14>в; В-^с; В-15>сх; В-^.здсддсх! В-11,3,4,пд- Аналогичные ЛТС формируются в опосредованой зоне. Загрязнение через атмосферу характерно первичным ПЛС за пределами сфер и областей взаимодействия - «Б-0», «В-0». Тип геосреды «3» находится в зоне прямого инженерно-хозяйственного воздействия, формируя отрицательный морфогенез и ИГП; средней сложности, неустойчивый к загрязнению; изменение очень слабое - сильное. Долинный транзитный тип «И» очень сложный, неустойчивый, мобильный, динамичный по простиранию, способный к самоорганизации и адаптации; влияет на пересекаемые типы геосред: вовлекает ПВ в зону их активной циркуляции по бортам и дну долин, загрязняет геосреду бытовыми отходами и промстоками, выносит загрязнение за пределы региона. Его границы - контуры долин рек Учбас, Шошкабулак-Коксу и Беркуты определяют поглощение поверхностного стока, местную разгрузку трещинно-карстовых ПВ, активный водообмен. Характер воздействий на тип «И» неравномерный, умеренно интенсивный. На контакте «И-Б» развиты эрозия, выветривание, трещины разгрузки по бортам и дну долин, гравитационные процессы; «И-В» - современный карст, речная и овражная эрозия, выветривание, гравитационные процессы; «И-3» -эрозия-суффозия в суглинках и аккумуляция наносов. Осушение снижает

уровни поверхностных и ПВ, родники мигрируют, реки мелеют и пересыхают. Водное воздействие формирует локальный подпор ГВ в паводок. Изменение геосреды очень слабое - сильное, связано с изменением водного и солевого режима грунтов и ПВ, с затоплением карьеров и загрязнением ПВ. Ему характерны первичные существующие совместно карьерно-осушительные и инженерно-хозяйственные (И-^дцеддсхХ горно-рудничные и промышленно-дорожные (И-^^дгщ). селитебные (И-1с), селитебно-сельскохозяйственные (И-1с,сх), водные (И-Пв), инженерно-хозяйственные (И-1дС,вд,сх) ЛТС. Нарушенность земельного отвода 36 %.

На Жанатасском участке выделено типы бортов по степени сложности ИГУ: по лежачему борту весьма неустойчивые (опасные зоны) составляют 34,6 %, по висячему борту - 14,6 %; неустойчивые - 33,3% и 44,4 %, квазиустойчивые - 24,1 % и 33,6 %, устойчивые - 8,0 % и 7,7 % соответственно. Коэффициент устойчивости откосов уступов нерабочего борта в глинисто-трещиноватых породах - 2. Коэффициент устойчивости всего борта - 1,3. Лежачий борт менее устойчив, нежели висячий, в 3 раза, что определяется активным техногенным выветриванием, трещинами бортового отпора, зонами отседания, оползнями, древним карстом. Активность развития ИГЛ по лежачему борту 65 %. Локальная оценка изменений геосреды выполнена методом классификации геологических и технологических факторов: определяющих, умеренно влияющих, не оказывающих видимого влияния на развитие Ш11. Факторами-симптомами развития ИГЛ являются возраст и стадия развития откосов (выветривание, осыпание), выклинивание ПВ в бортах карьеров (оползни, химическая суффозия), вынос заполнителя из трещин и карстовых полостей (механическая суффозия, карст), образование первых узких серповидных трещин разгрузки (отседание, сдвижение блоков).

При типизации ИГУ месторождения Коксу М 1:5000 (глубина отработки 20-25 м) выделены особо опасная зона; неустойчивые, средней устойчивости и относительно устойчивые участки. Особо опасной зоне присущи различные деформации и повышенные водопротоки, неустойчивым участкам южного борта - отседание и сдвижение блоков; преобладают участки сложные и средней сложности. Юго-западный борт менее устойчив (Т.Л.Тесленко).

Чулактауский горнорудный район отличается карьерно-подземно-руднично-осушительной ЛТС и сложными сейсмогравитационными ИГП. Опасность подземно-рудничных, промышленных и транспортных воздействий определяется радиусом влияния подрабатываемой территории -в нее попадает промышленная зона. Факторами сдвижения являются продольные и диагональные трещины, элементы залегания пород, их тектоническая нарушенность и механические свойства; малая мощность рудного тела; глубина активной зоны (490 м), система разработки. В зоне беспорядочного обрушения (простирание 200 м, ширина 20 м) интенсивнее разрушается южный борт, активно сдвижение проявляется в центре и на западе карьера. По дну карьера провальные воронки (20-30 м), сквозные

каналы, ниши. В зоне трещин и сдвигов (80-120 м) - оседание поверхности земли (0,53 м), вывалы пород из кровли, полное разрушение выработок. В зоне плавных сдвижений опасных деформаций не происходит. Углы мульды сдвижения со стороны висячего борта 58-60°, лежачего - 70°, горизонтальные сдвижения поверхности 1400 мм. Состояние выработок в основном удовлетворительное. В тектонических зонах - аварийные ситуации кровли. Изменение геосреды в зоне влияния твердых отвалов - уплотнение, физическое выветривание, ухудшение свойств пород, развитие осыпей и осовов осыпей. Отвалы на терригенном основании усугубляют сдвижение в зонах беспорядочного обрушения, сдвигов и трещин. При водоотливе депрессионная воронка развивается на СВ до 5 км, понижение в центре депрессии 75 м. В ей пределах развиты суффозия и карст. Дебит водопроявлений 0,5-0,7 л/с. Напорные воды высокой агрессивности (С02 15,4 мг/л). Шахтная вода (мг/л): повышенной окисляемости - 0,6-2,48; кремневой кислоты - 20,8-29,9; фтора - 0,7-0,8; брома - 1,82; бора - 0,1; йода до 0,1. Рудничные воды высокой окисляемости - 3,2-12,8 мг/л, загрязнены (мг/л): хлором - 266, нитратами - 12,4-60,2, нитритами - 2,5, углекислотой - 2,2-15,4, аммиаком -1; микроэлементами: U - 0,015; Си - 0,030; Zn - 0,005; Pb - 0,005; Mo - 0,080; Mn - 0,450; Se - 0,00062; Sr - 0,05; Ag - 0,0025. Загрязнение определяется загрязнеными рудничными водами в пределах депрессии, инфильтрацией нефтепродуктов; дымом и пылью обогатителных фабрик; загрязнением атмосферы, почво-грунтов, поверхностных и подземных вод в радиусе влияния хвостохранилища. Что опасно для жизни людей.

Изменение геосреды Аксай-Туйесайского горнорудного района связаны с отрицательным (карьерным) морфотехногенезом: гравитационно-оползневые обрушения протяженностью 3 км по южному борту карьера Аксай (глубина отработки 140 м). Внешние отвалы расположены вдоль южного борта на 0,52,0 км. Внутренние отвалы стабилизируют откосы, приобретающие контрфорс. Средняя крутизна старых откосов южного борта - 52°, молодых -67°. Фактические углы откосов положе проектных на 24-29°. Внешние деформации контурной зоны (40-50 м) носят непрерывный характер. Северный борт карьера совпадает со структурами напластования, фактический угол откоса 57-58° соответствует проектному углу - 60°. Состояние северного борта удовлетворительное. Активное развитие древнего карста наблюдается в центре карьера. Трещинно-карстовые воды шабакты характеризуются повышенным содержанием (мг/л) сульфатов - 25-82, гидрокарбонатов - 31-70, хлора - 26, фтора - 0,4-5,0. Обводненность месторождения средняя, прорывы трещинно-карстовых вод (600 м3/ч) снижают уровень воды в скважинах водозабора Ушбулак на 40,0 м.

5 ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ КАРАТАУСКОГО ФОСФОРИТОВОГО БАССЕЙНА

По факторам возникновения загрязнения выделены природные и техногенные группы очагов загрязнения (табл. 12). На втором уровне классификации использованы признаки возникновения, интенсивности и

характера проявления очагов и источников загрязнения. Оценка способности геосреды к загрязнению возможна на основе анализа инженерно-геологической, гидрохимической и гидродинамической обстановок; направлена на оценку загрязнения атмосферы, почво-грунтов, поверхностных и ПВ. С этой целью использованы карта типизации геосреды КФБ М 1:200000, гидрогеологическая карта региона. Водная миграция загрязнений происходит к базисам разгрузки ПВ: долине р. Ушбас, оз. Бийлюколь, Талас-

Таблица 12 - Классификация источников и очагов загрязнения (Л.А.Куркина, 2006)

Тахсоны Группы | Типы Виды Разновидности

зоны гипергенеза месторождений Фтор, стронций, гогпгакись фосфора, др.

4> Ареолы некондиционных природных к подземных вод Повышенная минерализация (>3-5 г/л). Сульфатная агрессивность (>250 мг/л). Высокая постоянная жесткость, др.

£ некондиционных озерных вод Высокая минерализация. Сульфатная, магнезиальная агрессивность. Бор, йод, бром

сильно засоленных почво-грунтов, солончаков Высокая минерализация.

Ведение БВР Взрывы на карьерах, шахтах. Газы, пыль, нитраты, нефтепродукты, сейсмические водны.

о Отвальные Отвалы пустой породы, некондиционной руды. Запыление, химзатряэнение: фосфор, фтор, др.

| Осушительные Осушение, сброс рудничных вод в контурах воронок депрессии Нитраты, повышенное содержание солей, нефтепродукты. *

| Е1 Обогатительные фабрики, промышленные сливы. Выбросы пыли, газа; реагент обогащения. Химзагрязнение атмосферы, почво-грунтов, поверхностных вод.

1 ЛI Хвостохранилища. Химзагрязнение атмосферы, почв, грунтов, поверхностных и подземных вод.

£ Карьерные и промплощадки. Сточные воды, нефтепродукта.

® \ н Промышленные Заводы, строительство, автобазы, предприятия идр Выбросы пыли, газа, отходы предприятий нефтепродукты, строительный мусор.

и а Селитебные г. Жанатас, Каратау, пгт, пет, дачи, поля фильтрацини и орошения сточных вод Биозагрязнение бытовыми отходами, сточными водами и очистными сооружениями; стоки промышленные, выбросы; нефтепродукт, строительные мусор.

■в Водохранилища, пляжи. Биогенно-химическое загрязнение.

Водные Оросительные каналы. Подпор ГВ, вторичное засоление.

Бассейны бытовых и промстоков. Биолого-химическое загрязнение.

В Дорожные Строительство, эксплуатация АЗС, автотрасс, железных дорог. Нефтепродукты, тяжелые металлы.

С«ла, фермы, животноводческие комплексы. Органическое загрязнение почв, земель

Сельско- Богарное земледелие, пастбища. Избыток пестицидов, гербицидов, удобрений; биозагрязнение.

Орошаемое земледелие. Увеличение мнясолей, вторичное засоление

Ассинской депрессии. Аридизация климата и зарегулирование стока рек увеличили ветровую миграцию солей озер, солончаков и хвостов. Типы и подтипы геосреды выделены по устойчивости к загрязнению; составу и мощности слабопроницаемых покровных отложений; закарстованности, водопроницаемости скальных пород; расчлененности рельефа: - тип «3» (мощность 20 м) и озерный подтип «Иа» (КфДо 0,1 м/сут) весьма устойчивые, неограниченного использования, совершенные геохимические

барьеры; очень слабо и слабо расчлененные (Ушбасская, Бийлюкольская, предгорная равнины);

- типы «Б» и «Ж» (Кф до 2 м/сут) устойчивые, широкого использования, относительно совершенные геохимические барьеры; очень слабо расчлененные (Болыпекаройская, Коксуйская, Малокаройская, Ушбасская впадины); ±

■ типы «Г» (Кф до 0,5 м/сут), «Д» (Кф 0,5-1,0 м/сут), «Е» (Кф 0,01 м/сут) пониженной устойчивости, ограниченного использования, относительно несовершенные геохимические барьеры; слабо расчлененные 'чеякосопочник, денудационные равнины);

тип «А» (Кф до 0,02 м/сут) неустойчивый; ограниченного использования, относительный геохимический антибарьер; наравномерно и слабо расчленен 'возвышенные равнины и северо-восточные склоны хребта Кокджон); • типы «В» (Кф до 30 м/сут), «Иб» (Кф до 20 м/сут), «Зг» (Кф до 5 м/сут) весьма неустойчивые, исключительно ограниченного использовании, совершенные геохимические антибарьеры; средне - и умеренно расчлененные (низкогорье, мелкосопочник, речные долины и конусы выноса).

Региону характерны природные геохимические барьеры - потенциальные очаги загрязнения геосреды: щелочной (Бийлюкольская впадина); испарительный (каройские впадины; денудационные, аккумулятивные равнины); термодинамический - места разгрузки шабактинского горизонта.

Сильное и активное загрязнение происходит на участках Кокджонского, Жанатасского, Новокаратауского и Каратауского хвостохранилищ. Место Бугуньского хвостохранилшца выбрано весьма неудачно - в долине р. Бугунь; опасность загрязнения типов «Б», «В», «И» высокая; намыв не производился. Дамба Кокджонского хвостохранилшца состоит из каменной наброски и хвостов; ложе - из сильно выветрелых, трещиноватых песчаников, алевролитов, сланцев, известняков, делювиально-пролювиальных суглинков; опасность загрязнения типа «Б» - умеренная. Хвостохранилище Жанатас расположено на закарстованной местности; плотина сложена суглинками с прослоями дресвы и щебня; ложе - пролювиальными и элювиальными дресвяными суглинками, дресвой, щебнем; коренная основа обнажена по контуру хвостохранилшца; опасность загрязнения промсливами питьевого горизонта шабакты высокая. Осушение карьеров изменило естественное направление движения трещинно-карстовых вод от р. Ушбас к карьерам, локализуя загрязнение типа «В». Наибольшую опасность загрязнения Новокаратауского хвостохранилшца представляет фильтрация промстоков в ¿го борта по трещиноватым, закарстованным известнякам и под плотину; сток промсливов направлен к региональной дрене - оз. Бийлюколь и р. Улькен-Арбатас; опасность загрязнения типов «Б», «В», «Г» - высокая.

Ложе Каратауского хвостохранилшца (30 лет) расположено на древнем конусе выноса; дамба состоит из хвостов и каменной наброски, в основании выклиниваются фильтрационные воды. Смыкание стоков хвостохранилшца с УГВ - 2 года. Проникновение сточных вод в зону аэрации 10-100 сут.

Загрязнение геосреды в зоне влияния хвостохранилшца второй степени; отмечается рост общей минерализации, жесткости, сульфатов. Воды ОФ опасные; превышают ПДК (мг/л) по солесодержанию (слив - 2102, карбонатные хвосты - 3974), сульфатам (1139), фтору (фосфатные хвосты -963 и карбонатные хвосты - 2075), фосфору (фосфатные хвосты - 3234 и карбонатные хвосты - 4444), хлору и флотореагентам. Загрязнение Б максимальное в промсливах 28 мг/л. Источники загрязнения вод ОФ: руды, рудничные, шахтные, промышленные воды. Рудничные воды загрязнены микроэлементами (Б1, А1, Мп, V, и, Оа, Бг, Сг, Бе, Ва, Мо, 7л, Си, Т1, 1л, №, РЬ), Б, нефтепродуктами, нитратами. Загрязнение шабактинского горизонта за счет сброса рудничных вод умеренное, качество воды в пределах нормы с повышенным фоновым значением и ростом отдельных компонентов. Отличие хвостовых вод от технологических: уменьшение солесодержания и увеличение С1 вдвое, уменьшение Са и возрастание М§ втрое; увеличение жесткости вдвое; уменьшение Р в 15 и фторидов в 10 раз. Хвостовые воды сульфатные и сульфатно-гидрокарбонатные; содержание микроэлементов ниже ПДК; фоновое содержание А1, Мп, Ре, Мо; выше фонового - Р205, Р, Бг. Водам аварийных прудков характерно возрастание (мг/л) солесодержания -4056, сульфатов -2539, хлоридов - 465,9; общей жесткости (17,43-53,96 мг-экв) и щелочности (7,6); уменьшение Р205 и Р. Химсостав фильтрационных хвостовых вод и вод аварийных прудков идентичен; преобладают сульфаты и Са; высокое содержание Бг - 0,5 %; устойчиво загрязнение Р; суммарная концентрация загрязняющих веществ выше ПДК - 11,96; загрязнение сильное. Водам характерны сульфаты Mg. При миграции промышленные воды загрязняют воды вдхр. Тамды-Аут, почвы, илы, подземные воды. Ареал фосфорного, фтористого и солевого загрязнения СВ направления (1,5 км).

Хвосты сульфатные и хлоридно-сульфатные, натриево-магниево-кальциевые и магниево-натриево-кальциевые, слабо засолены; суммарный эффект токсичных ионов 0,52-1,0 мг-экв, преобладают сульфаты № и М§, • хлориды М£; микрокомпоненты: Бг, Со, Хп, У, Си, Бп, Мо, Ва, N1, Мп, V, Т1, РЬ, Сг, А§, 7х, ва, 1л, В, Р203, Р. Велико содержание Р - более 2 %, Р205 более 1 %, Ва более 0,15 %, Бг 0,08 % - загрязнение опасное. Супеси и суглинки сульфатно - и натриево-кальциевые, засолены; суммарный эффект токсичных ионов 8,22 мг-экв, преобладают сульфаты № и М§; высокое содержание гидрокарбонатов Са, гипса; коррозийная активность средняя - очень высокая (4,5). Содержание микрокомпонентов в супесях, суглинках и хвостах идентично. Наибольшее содержание фторидов в ил ах оз. Тамды-Аут и твердых хвостах. В ил ах преобладают катионы кальция, сульфаты Иа и М£, хлориды М§; суммарный эффект токсичных ионов 6,43 мг-экв; повышенное содержание Бг, Со, Мо, Ва, N1, Мп, V, Т1, РЬ, Сг, Р, Р205; степень засоления средняя - сильная. Устойчивое загрязнение почво-грунтов отражает влияние промышленных вод и твердых хвостов. В хлоридно-сульфатных и сульфатных почвах, кроме микроэлементов в илах, установлены Хп, У, Си, Бп, РЬ, 2х, ва, 1л, В; содержание Р, Р205 выше фоновых и ПДК. Степень

засоления идентична. Ветровая миграция загрязнения 10 км. Опасность загрязнения типов Д, 3 - умеренная. Выбор местоположения хвостохранилшц следует основывать на типизации геосреды по устойчивости к загрязнению.

Природными источниками загрязнения геосреды являются: щелочные и кислые атмосферные осадки, повышенной общекислотной агрессивности, с очень высоким содержанием аммиака - 50 мг/л, незначительным - нитритов и нитратов; засоленные почво-грунты Бийлюкольской впадины высокой минерализации и концентрации макро - и микрокомпонентов, с несвойственными минеральными и органическими соединениями; воды рек, пресные, жесткие, щелочные и кислые, сульфатной и углекислотной агрессивности с содержанием Ы03 11,7 мг/л; воды озер и ГВ с высоким содержанием хлоридов и сульфатов Са и М§, высокой жесткости и агрессивности; трещинно-карстовые и трещинно-жильные ПВ сульфатно-гидрокарбонатные, солоноватые, жесткие, щелочные, сульфатной агрессивности выше ПДК. Техногенные источники загрязнения - рудничные воды. Воды рудника Аксай гидрокарбонатно-сульфатные, сульфатные калыдаево-магниевые; пресные и слабосолоноватые 1,4 г/л; рН 7,95; умеренно жесткие и очень жесткие 5,4-14,6 мг-экв; сульфат-ионов 502 мг/л, нитратов 24,8-70,0 мг/л. Воды месторождения Жанатас сульфатные кальциево-магниевые, слабосолоноватые 1,3 г/л; рН 7,9; очень жесткие 14,3 мг-экв; сульфатной агрессивности 453 мг/л. В водах рудника Кокджон высокое содержание бикарбонатов - 144 мг/л, нитритов - 0,5 мг/л. Воды рудника Молодежного сульфатно-гидрокарбонатные, рН 7,84; сульфатов и нитратов выше ПДК -12 - 60,2 мг/л. Основные загрязнители региона - Р, Р20з, Бг.

6 ПРОГНОЗ ИЗМЕНЕНИЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ КАРАТАУСКОГО ФОСФОРИТОВОГО БАССЕЙНА

Создание системы управления всем комплексом природных и технических факторов, влияющих на стабильность геосреды невозможно без прогнозных данных о динамике геосреды. Их основанием являются геологические, гидрогеологические и инженерно-геологические закономерности развития ПЛС и ЛТС: сложность условий отработки, залегание фосфоритов ниже уровня ПВ (50-1000 м), особенность макроструктуры (крутое напластование, тектоническая трещиноватость, малоамплитудная тектоника, зоны дробления, древний карст, коры выветривания), изменчивость и анизотропия физико-механических свойств горных пород, сейсмогравитационные и суффозионно-карстовые процессы, сдвижение поверхности земли, плывуны; региональное понижение УПВ, их прорывы в зоне активной циркуляции (280-300 м) и ниже ее при осушении; загрязнение геосреды и атмосферы.

Инженерно-геологические прогнозы выполнены на уровне региона КФБ, субрегиона (северо-восточный, центральный и юго-восточный его районы), участка (месторождение, хвостохранилшце), локальных мест (ШII). Долгосрочные прогнозы направлены на конечный этап отработки месторождений открытым способом (15-20 лет) с последующим переходом на подземную отработку (20-50 лет). Прогнозирование изменений геосреды до

начала отработки месторождений не проводилось - региональная базовая прогнозная модель КФБ в общих чертах обозначена только на основе геологоразведочных работ, а не инженерно-геологических. Разработка прогнозов выполнена на разных стадиях эксплуатации месторождений. Поэтому прогнозирование по детальности, надежности и методике различное.

Объектом регионального прогнозирования являются первичные ПЛС и ЛТС КФБ; его предметом - движение геосистем во времени и пространстве с учетом геологических факторов, горно-рудничных и инженерно-хозяйственных воздействий. Методы прогнозирования: оценка оптимальных факторов, диагностические классификации, качественная интерполяция, учет симптомов и аналогий. Базовая региональная прогнозная модель разработана на основе построенных эмпирических классификаций объектов и предметов прогнозирования с учетом причинно-следственных связей между ними. Она отражает систему диагностических классификаций и типизаций: регионально-генетическую классификацию эндогенных и ЭГП; ИГП, формирующихся при открытой и подземной разработке, при хозяйственной деятельности человека; классификацию зональных и региональных факторов-признаков инженерно-геологического районирования (табл. 1), региональную и типологическую классификацию территориальных элементов районирования (табл. 2, 3); типизацию геосреды и оценку ее признаков в формировании ИГУ (табл. 4), оценку типов геосреды по степени слояугости ИГУ с учетом удельного веса каждого признака; типизацию нагрузки и воздействий на геосреду и возникших взаимодействий; характеристику типов геосреды по виду и интенсивности нагрузки (табл. 5); типизацию техногенных воздействий и взаимодействий (табл. 6); типизацию изменений геосреды под влиянием природных и техногенных факторов (табл. 9) в результате прямых и косвенных горно-рудничных (табл. 7) и инженерно-хозяйственных (табл. 8) воздействий; типизацию ПЛС (табл. 10) и ЛТС (табл. И); типизацию моделей первичных существующих и вторичных планируемых ЛТС; типизацию ИГП, развитых на бортах карьеров; типизацию геосреды по устойчивости к загрязнению на основе классификации факторов загрязнения и загрязняющих веществ, источников и очагов загрязнения (табл. 12); инженерно-геологических особенностей хвостохранилищ. Графически прогнозная модель КФБ представлена картами типизации геосреды, техногенной нагрузки на неё, ПЛС и ЛТС, типизации геосреды по устойчивости к техногенному загрязнению М 1:200000.

Объектами прогнозирования на уровне подсистем являются карьерная ЛТС Жанатасского (Кокджонская, Жанатасская, Коксуйская) рудного района, карьерно-подземно-рудничные ЛТС Аксай-Туйесайского и Чулактауского рудных районов. Предметом прогнозирования на уровне подсистем являются изменения в виде ИГП и загрязнения геосреды в пределах конкретных ЛТС.

ЛТС Жанатасского рудного района второго порядка имеет сложную неоднородную структуру с разнообразным техногенезом - сочетанием горнорудничных и инженерно-хозяйственных воздействий. Характер техногенезов

определяет ЛТС третьего уровня с пересечением областей и сфер взаимодействия. Субрегиональная прогнозная модель Жанатасского рудного района второго порядка разработана на основе: эмпирических классификаций и корреляционных решеток; инженерно-геологических особенностей формаций; регионально-генетической классификации эндогенных, ЭГП и ИГЛ; регионального и типологического районирования на уровне регионов второго порядка, областей и районов; классификации ЛТС - «Б»,«В»,«3»; типизации ИГЛ, развитых по бортам карьеров; классификации факторов геосреды, определяющих развитие ЛТС Жанатасского рудного района и оценку его современного состояния; типизации карьерных полей по особенностям макроструктуры. Субрегиональная прогнозная модель Жанатасского района представлена картой ИГУ северо-запада КФБ со схемами регионального и типологического районирования М 1:50000; картой ПЛС и ЛТС М 1:25000 с выделением ЛТС третьего уровня; картами ИГУ и районирования по степени устойчивости бортов рудника Жанатас М 1:10000; картами ИГУ его карьерных полей М 1:2000; картами ИГУ и типизации по сложности разработки месторождения Коксу М 1:5000. Прогноз изменений ИГУ основан на качественном и полуколичественном учете воздействий, ведущих к активизации одних и затуханию других ЭГП, учете изменений рельефа, УПВ, на прогнозировании изменения границ геосистем. Карта-врезка ПЛС и ЛТС Жанатасского района - фрагмент геосистемы КФБ.

Участковый прогноз изменений ИГУ выполнен на основе анализа карты районирования по степени устойчивости бортов месторождения Жанатас М 1:10000; направлен на оценку риска при разработке глубоких горизонтов. Затопление карьеров Беркуты, Тогузбая, блоков 1 (по лежачему борту), 2 и 3 (по висячему борту) и 4 (род. Шошкабулак) наблюдается по тектоническим зонам, зонам трещиноватости и закарстованности. Ожидаемые водопритоки -828,8 л/с. Главные поверхности ослабления лежачего борта - поверхность напластования; вычленение блоков возможно по поперечным несогласным разломам и тектоническим трещинам СВ простирания. Поверхности ослабления висячего борта - тектонические трещины продольные согласные (СЗ 300°-305°) и несогласные (СЗ 291°-310°); диагональные, относительно согласные (СВ-87°-ЮВ-92°); вычленение блоков возможно по поперечным несогласным тектоническим трещинам С и СВ простирания.

Основанием локальных прогнозов является таблица-матрица «Геологические + технологические факторы процесс», отражающая долю участия определяющих, умеренно влияющих и не оказывающих влияния факторов в возникновении и развитии конкретных ИГЛ. В дальнейшем степень пораженности карбонатного массива тогузбайской свиты оползневыми процессами увеличится в 6 раз, интенсивность отседания - в 14 раз, развитие опасных зон по терригеиному массиву - в 2,7 раза; отседание блоков карбонатного массива шабакты - в 2 раза. Прогнозная площадь пораженности лежачего борта отседанием, сдвижением и обрушением терригенных пород тогузбайской свиты - 44 %, карбонатных пород -15 %.

На нижележащих горизонтах устойчивые борта следует отстраивать на основе карты районирования. Каждый фактор имеет свой удельный вес в формировании устойчивости откосов: макроструктура породных массивов 50 %; физико-механические свойства пород 30 %; обводненность 5 %; сейсмические воздействия и горнотехнические факторы 15 %. Рекомендуемые углы устойчивости висячего борта 44-50°, лежачего - 42-46°. Коэффициент устойчивости откосов уступов нерабочего борта - 2; борта -1,3.

Факторы, повышающие устойчивость выработок при подземной разработке месторождения Жанатас (аналог - Молодежный): увеличение прочности пород с глубиной при выходе из зоны гипергенеза, уменьшение мелкой трещиноватости и пораженности массивов древним карстом. К факторам, прогрессивно влияющим на развитие процессов, относится гидродинамическое воздействие ПВ в связи с углублением и расширением депрессионной воронки - активизируется карстовый процесс, вынос заполнителя трещин и карстовых полостей, водопритоки, изменяется химсостав ПВ. Уменьшение вскрышных работ с глубиной снизит активность отседания и сдвижения структурных блоков. Напряженное состояние вокруг вертикальных и горизонтальных подземных выработок изменится, зона разуплотнения пород составит 3-5 максимальных сечений подземных выработок. Возможно развитие опасных ИГЛ - сдвижение горных пород (оседание поверхности земли более 530 мм, горизонтальные сдвижения более 1400 мм) с образование мульды сдвижения, горное давление на крепь, вывалы из кровли выработок, контактные обрушения, пучение алевролитов и аргиллитов в вентиляционных стволах; горные удары и стреляние пород; внезапные прорывы ПВ 150-1000 м3/ч на глубине 250-300 м, карст. Ожидаемые граничные углы мульды сдвижения по лежачему и висячему бортам 60°-80° и 50 -55°. Развитие асимметричных, безупорных и полуупорных вывалов возможно по П, IV, VI системам трещин с углами падения 40°-70° и куполом обрушения 1,5-2,0 м. К особо опасным местам проявления горных ударов относятся СВ поперечные разломы в чулактауской свите с углом между простиранием пород и горной выработкой от 0-30° до 60°-90°, модулем трещиноватости 1,0-1,5, И«* более 80 МПа. Внутреннее отвалообразование сократит границы карьерно-подземно-рудничной ЛТС.

Рекомендуемый угол устойчивости лежачего борта месторождения Коксу 45-50°. Борт следует отстраивать по напластованию пород. Это увеличит объем вскрышных работ, но предотвратит несчастные случаи, имевшие место на Жанатасе и Кокджоне; не создаст угрозы остановки работ, что имеет место на карьере Аксай. В особо опасной сильно раздробленной тектонической зоне возможны водопритоки 1020 л/с и различные деформации.

Благодаря инфильтрации промсливов Кокджонского хвоста хранилища возможно загрязнение р. Ушбас и оз. Кызыл-Коль. Жанатасское хвостохранилище, расположенное в пределах карьерно-промышленной ЛТС весьма неустойчивого к загрязнению карбонатного типа «В», попав в радиус влияния депрессионной воронки, приведет к загрязнению шабактинского

питьевого горизонта. Дальнейшее развитие локальной депрессии при осушении может исправить ситуацию, вызвав миграцию промсливов в сторону карьера с последующим сбором и очисткой загрязненных вод.

Базовая прогнозная модель карьерно-подземно-рудничной Чулактауской ЛТС второго порядка включает все выявленные подсистемы третьего порядка, представлена в описательной и графической форме в виде карты горно-геологических условий месторождения Чулактау. Карта отражает современное состояние ЛТС, моноклинальную опрокинутую структуру напластования очень крутого (75°) юг-юго-западного залегания породных массивов, глубину залегания УПВ в процессе осушительных воздействий, виды воздействий, ЭГП и ИГП, сдвижение земной поверхности, источники загрязнения. На глубине более 500 м возможны стреляние и выбросы горных пород, горные удары; пучение слабых пород, прорывы ПВ, оседание земной поверхности. Прогноз развития мульды сдвижения - прогноз горного давления, устойчивости кровли, скорости горизонтальных (14 см/год) и вертикальных (50 см/год) смещений, углов мульды сдвижения висячего (60°) и лежачего (71°) бортов, безопасной глубины подземной разработки (240 м). Наращивание отвалов увеличит нагрузку на южный борт, усугубит сдвижение на границах зон беспорядочного обрушения, сдвигов и трещин. В результате дальнейшего водоотлива разовьется депрессия в пределах Малокаройского блока, увеличится фильтрация ПВ; активизируются суффозия, карст. Висячий борт, сложенный породами венда, более устойчив, т.к. пересекает структуры напластования, падающие внутрь массива.

Прогноз загрязнения геосреды КФБ основан на оценке загрязнения, формирующего Каратауской ОФ и Каратауским хвостохранилшцем, на определении степени загрязнения ГВ и ПВ, условий их защищенности, расхода фильтрующихся вод хвостохранилшца, площади распространения загрязнения по шабактинскому горизонту. Наблюдается загрязнение подземных вод шабактинского горизонта по солесодержанию, БО/', С1, Са, общей жесткости; I и II степень загрязнения вод относительно фоновых значений за счет незарегулированного сброса рудничных вод; II и III степень загрязнения на участке хвостохранилшца за счет интенсивной инфильтрации загрязняющих веществ - минерализации, сульфатов, жесткости.

Загрязнение фтором, фосфором и флотореагентами качественно увеличится, но тип загрязнения сохранится тот же. Высокая минерализация и плотность стоков хвостохранилшца Каратау повысят загрязнение напорных ПВ при дальнейшей его эксплуатации в несколько раз. Консервация хвостохранилшца на десятки лет сохранит очаг загрязнения, т.к. загрязненные почво-грунты зоны аэрации - вторичные источники загрязнения. Скорость распространения загрязнения в ПВ - 10-100 км/год; в сильно трещиноватых и закарстованных породах - 3-5 км/год. Защищенность ГВ от воздействия хвостохранилшца оценивается временем смыкания промстоков с УПВ (2 года) и временем проникновения их в зону аэрации (10100 суток). Прогнозный расход фильтрационного стока из хвостохранилшца

круглой формы с учетом квазистационарного режима фильтрации, столба воды 0,5 м в зоне выклинивания, мощности водоносного горизонта 50 м и Кф 5 м/сут составит 170 м3/сут. Профильтровавшиеся загрязненные воды за 2 года переместятся на 340 м при скорости движении подземных вод 0,005 м/сут. Прогноз устойчивости геосреды к загрязнению необходимо строить на основе типизации геосреды по наличию объектов, требующих защиты от загрязнения, степени защищенности и автономности каждого типа геосреды. Он позволит своевременно обосновать водоохранные мероприятия и выбрать наиболее удачно место расположения хвостохранилшц

Базовая прогнозная модель карьерно-подземно-рудничной ЛТС Аксай-Туйесайского рудного района второго порядка включает месторождения Аксай и Туйесай, штольню Аксай, отвалы, осушительные мероприятия. Карьер Аксай моноклинальной, опрокинутой на юг-юго-запад структуры напластования, с очень крутым (75^ залеганием пород. Оползнеопасными для южного борта являются трещины IV системы - угол откоса совпадает с углом наклона IV системы трещин. Развитию деформаций способствуют трещины II - СВ 20-30°, ¿10-20°; Ш - СВ 70-80°, Z10-20°; VIII - СЗ 330-340°, Z60-700 систем. Южный борт будет устойчив при генеральном угле наклона 40-42° и коэффициенте устойчивости 1,33-1,40. Устойчивость берм верхних горизонтов определяется углом откоса до 45°, по скальным породам - до 50°. Устойчивость северного борта возможна при генеральном угле наклона*50° и коэффициенте устойчивости 1,50; устойчивость берм (сланцы, известняки, доломиты) возможна при угле откоса 55-60°. Устойчивость стенок штольни Аксай определяется отсутствием поперечных и продольных тектонических зон, карстовых полостей, определяющих внезапные прорывы плывунов и трещинно-жильных вод. Прогнозные водопритоки 286 л/с (1030 м3/ч) при мощности водоносного горизонта 440 м, подземной отработки руды до 500 м (глубина осушения), площади водосбора 30 км2 для пласт-полосы длиной 8 км (протяженность рудного тела); модуле подземного стока 3,76 л/с; коэффициентах водоотдачи 0,005, водопроводимости 85 м/сут, уровнепроводности 1,7'104 м2/сут и фильтрации 0,19 м/сут.

7. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УПРАВЛЕНИЮ И ОХРАНЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ

Для оптимальных управленческих решений в КФБ необходимо: создание базы данных о геосреде бассейна и его приграничных зон; восстановление мощностей ГОКов; оценка недр и водноземельных ресурсов; создание системы регионального, участкового и локального мониторинга геосреды (КФБ; месторождений фосфоритов, халцедонолитов и мрамора; их рудников; месторождений ПВ и водозаборов; ИГП, загрязнений); моделирование гидрогеологических, инженерно-геологических и геоэкологических условий месторождений, рудников и водозаборов; совершенствование горных работ -комплексное использование фосфоритов, повторная отработка и безвзрывной способ отработки руды; использование техногенных месторождений -хвостохранилшц, отвалов пород и забалансовых руд; включение их в реестр сырьевой базы; создание безотходной технологии разработки и обогащения

руд, учет и контроль мест захоронения отходов, их обезвреживание; подземный способ отработки; снижение влияния шахт на подрабатываемых территориях; экономичная закладка выработанного пространства; создание мониторинга по управлению сдвижением горных пород; сокращение земельного отвода на основе геометрии карьеров, шахт, отвалов; минимальное изменение рельефа - размещение отвалов в карьерах; предупреждение деформации территории и горных выработок, развития опасных ИГП, истощения запасов ПВ; загрязнения среды; расширение функций горного надзора - рекультивация земель, проверка выполнения мероприятий по рациональному использованию и охране геосреды.

Для улучшения состояния геосреды на стадии эксплуатации месторождений необходимо составление геоморфологических карт оценки современного состояния техногенного рельефа КФБ и динамики преобразующих его ЭГП и ИГП; определение ведущих факторов развития ИГП и мероприятий по снижению их участия в развитии процессов; корреляция свойств пород и формы бортов; отстраивание откосов по падению пластов, не сдваивая их; отстраивание 3-5-летних уступов следует выполнять с пологой заоткоской бортов, периодически зачищая и укрепляя откосы, расширяя предохранительные бермы с коэффициентом запаса 1,5; создание экранирующей щели вдоль бровки бортов карьеров в 50 м от нее для снижения интенсивности техногенных землетрясений.

По южному борту Северо-Западного карьера места обрушения структур напластования следует закрепить анкерами; трещиноватые уступы и бермы -сваями и штангами, перпендикулярными к поверхности трещин, с одновременной цементацией ослабленных зон; улавливающие бермы крепят штангами в сочетании с подвесными железобетонными стенками. Для предотвращения осыпей поверхность откоса между штангами следует затянуть металлической сеткой с антикоррозийным покрытием. Поверхность откосов южного борта месторождения Жанатас следует укрепить подвижными стенками и штангами. Эффективно применение анкеров в сочетании с железобетонными балками, подпорными стенками и набрызг-бетоном; заделку трещин следует проводить шприц-бетоном. Укрепление оползневых участков возможно подпорными стенками или контрфорсом (Центральный, Тогузбай). Снизить деформации и уменьшить сдвижение поверхности земли при подземной добыче фосфоритов на руднике Молодежном возможно при сплошном креплении опасных участков, оставлении целиков и торкретировании стенок. Для предотвращения деформаций на карьере Аксай необходим перенос отвалов южнее бровки карьера и его разбортовка, удерживающие сооружения, бермы безопасности, оптимальная система взрывных скважин. Укрепление оползневых участков возможно с помощью подпорных стенок подвесного типа и стенок с пригрузкой (контрфорс). Рекомендуются следующие параметры откосов: высота откосов в суглинках, супесях и коре выветривания - 10 м, угол наклона - 45°; высота уступов в скальных породах - 20 м, угол наклона - 50°.

По кремнисто-глинистым сланцам, известнякам и доломитам - 55 - 60°.

Снизить развитие региональной депрессионной воронки и осушение грунтов возможно при регулировании водоотбора, уменьшении откачки и замкнутом использовании рудничных вод, нагнетании в водоносные горизонты сжатого воздуха и очищенных дренажных вод, магазинировании и повышении УТВ. Недостаток в воде восполним Куртлыбулакским, Учбасским, Шабакгинским, Коктальским месторождениями ПВ.

Во избежание затопления подвалов г. Жанатаса при разгрузке подземного русла Тогузбай необходима укладка дренажных труб в основание сооружений. Сооружение широких отмосток, отвода вод, кольцевого дренажа и барражей следует располагать длинной стороной вдоль подземного потока.

Сократить загрязнение и запыление атмосферы возможно, уменьшив время между горными и рекультивационными работами. Дороги необходимо орошать водой, растворами солей Са и Mg, СаС12, эмульсиями; забой перед взрывом - водой; разрушение терригенных пород возможно невзрывчатыми веществами; пылеватую фракцию хвостов рекомендуется закреплять добавлением в пульпу связующих реагентов, обеспечив при этом фильтрацию жидкой составляющей пульпы.

Снизит негативное химическое влияние хвостохранилищ на геосреду возможно за счет внедрения оборотного водоснабжения, экранирования ложа хвостохранилшца, устройства гидрозавес и дренажной системы, оптимального размещения хвостов с учетом грансостава. Смешивание кислых карбонатных и щелочных фосфатных хвостов даст наибольший эффект при обогащении, нежели пресная вода. Кислая оборотная вода в процессе флотации доломита сократит расход фосфорной кислоты на 70 %, собирателя - на 50 %, увеличит извлечение доломита в 1,5 раза, уменьшит расход свежей воды и объем отвального стока, интенсифицирует использование реагентов. Для полного исключения свежей воды в цикле измельчения следует проводить электроактивацию воды. Шахтная вода -коагулятор хвостов фосфатной флотации. Воды карбонатных хвостов, очищенные от Г, являются коагулятором для осветления фосфатных хвостов. Это дополнительный источник водоснабжения (90 м3) и в тоже время дополнительно сырье на Р\ Рациональный метод очистки вод обогатительных фабрик - отстаивание воды с применением извести и соды, монтмориллонитовой глины, угольной суспензии. Удалить нитриты из сточных вод возможно анаэробной биологической очисткой; соединения азотфосфорсодержащие - ионообменом, аммоний - возгонкой аммиака.

Важнейшими мероприятиями по охране геосреды от загрязнения ОФ являются: совершенствование схем карбонатной и фосфатной флотации, полное их замыкание, сокращение складирования хвостов; использование очищенных рудничных вод в обогащении; совершенствование методов очистки вод; применение неорганических коагулянтов при осаждении примесей, контроль за их содержанием в воде очистных сооружений; применение компрессионной флотации и электрофлотации, сорбции

древесным углем и биологических методов очистки сточных вод; изучение влияния состава примесей в хвостовой, оборотной, дренажной, рудничной, подземной воде на степень и вид загрязнения, его нейтрализация.

Загрязнейие рудничйых вод можно предотвратить, выполняя предварительно осушение рудника. Откачиваемые в районе месторождения Чулактау трещинно-карстовые воды шабактинского горизонта не загрязнены F и Р205, rix используют для водоснабжения г. Каратау. Для очистки рудничных и технологических вод используют: перевод ионов в малодиссоциированные (нейтрализация) и малорастворимые соединения, удаляют ионы катионированием, обессоливанием, умягчением; изменяют фазовое состояние дисцилляцией, обессоливанием, опреснением. Активированную воду можно использовать при очистке промышленных и сельскохозяйственных стоков, выбрасывая в осадок примеси. Очистка сточных бытовых вод эффективна физико-химическим способом, с последующей биохимической очисткой, доочисткой фильтрованием и применением обратного осмоса. Использование сточных вод для орошения снизит забор чистой воды, уменьшит затраты на переброску.

Профилактическую работу по охране ПВ следует начать с создания режимной сети: контроль за уровнем их загрязнения, оценка масштаба и прогноз развития их загрязнения на водозаборах, соблюдение зон санитарной охраны, оценка воздействия проектируемых объектов на почво-грунты и ПВ, выявление фактических и потенциальных источников загрязнения, ликвидация заброшенных и эксплуатация самоизливающихся скважин, обоснованное размещение сельскохозяйственных и промышленных объектов. Результаты наблюдений и гидрогеологические прогнозы - основа создания гидравлических завес между чистыми и загрязненными ПВ, гидравлического водораздела ярусной системой скважин с отбором чистых и загрязненных вод одновременно, непроницаемых экранов вокруг области загрязнения; откачка загрязненных вод со стягиванием контура загрязнения. Предотвратить загрязнение вод р. Ушбас и оз. Кызыл-Коль промсливами Кокджонского хвостохранилшца возможно, создав противофильтрационный экран по его контуру. Интенсивное осушение карьеров снизит на Жанатаском ГОКе загрязнение ПВ промсливами Жанатасского хвостохранилшца, если провести локализацию и очистку загрязненных воды. Фильтрацию промсливов под плотиной Новокаратауского хвостохранилшца можно устранить устройством зуба, прорезающего четвертичные грунты. В итоге противофильтрационные мероприятия снизят загрязнение типов геосреды «Б», «В», «Г» до умеренной.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные выводы по результатам теоретических и полевых исследований, представленных в диссертационной работе, сводятся к следующему.

Изучение геосреды горнорудных районов имеет два ведущих направления: инженерно-геологическое обоснование оптимальных условий разработки полезных ископаемых; рациональное использование и охрана геосреды с позиций целесйобразного использования недр. Методологически

управление геосредой включает: изучение инженерно-геологических особенностей на уровне региона, субрегиона, месторождения, хвостохранилгаца; Ш11 и явлений; типизацию геосреды, воздействий на неё и как следствие - взаимодействия геосреды с сооружением; оценку изменений и загрязнения геосреды под влиянием горнорудной и инженерно-хозяйственной деятельности; прогноз ее изменений на региональном, субрегиональном, участковом (месторождения, хвостохранилища) и локальном (ИГЛ и явления, места загрязнений) уровнях с учетом технологии отработки месторождения, обогащения и переработки минерального сырья; разработку мероприятий по борьбе с нарушениями и загрязнением геосреды.

Изучение инженерно-геологических и геоэкологических особенностей геосреды следует выполнять на основе системного подхода: районирования и типизации ИГУ региона, ключевых участков, месторождений и хвостохранилищ; регионально-генетической классификации эндогенных и ЭГП; ИГЛ и явлений, возникающих при открытой и подземной разработке фосфоритовых месторождений, инженерно-хозяйственной деятельности человека; оценки активности процессов с учетом региональных и зональных факторов; региональной и типологической классификации территориальных элементов районирования; специальной инженерно-геологической типизации с оценкой типов геосреды по степени сложности ИГУ региона и отдельно взятых рудных районов - Жанатасского, Чулактауского и Аксай-Туйесайского; типизации техногенной нагрузки, воздействий, взаимодействий и формирующихся техногенезов, влияющих на характер изменения геосреды; типизации возникших изменений геосреды под влиянием естественных и техногенных факторов в результате горнорудных и инженерно-хозяйственных воздействий (рельефа, гидросферы, состава, состояния и свойств горных пород под влиянием техногенного литогенеза и гипергенеза, ИГЛ в Жанатасском, Чулактауском, Аксай-Туйесайском рудных районах и регионе в целом); типизации геосистем (ПЛС, ЛТС) и моделей первичных существующих и вторичных планируемых ЛТС, отражающих взаимодействия ПЛС с горно-рудничными и инженерно-хозяйственными воздействиями; типизации паратехногенезов ИГП, сопровождающих отрицательный морфотехногенез; локальной оценки изменений геосреда при карьерной и подземной разработке месторождений; участковой оценки устойчивости бортов карьеров на месторождениях Жанатас, Коксу, Аксай, Чулактау, Кокджон; подземных выработок - штольни Аксай и рудника Молодежного; оценки водопритоков; классификации факторов, источников и очагов загрязнения; выявлении закономерностей загрязнений; типизации геосреды по загрязнению; выявление особенностей инженерно-геологических условий хвостохранилищ; особенностей технологических и хвостовых вод, состояния геосреды в зоне влияний Каратауского хвостохранилища -загрязнение почво-грунтов, рудничных, поверхностных и ПВ; регионального, субрегионального, участкового и локального прогнозов изменений геосреды КФБ; Жанатасской, Аксай-Туйесайской и Чулактауской ЛТС второго

порядка; карьерных и подземно-рудничных JITC третьего порядка, ИГЛ и явлений; загрязнений геосреды в зоне влияния Каратауского хвостохранилшца на основе эмпирических и диагностических классификаций, методов инженерно-геологических аналогий; разработки рекомендаций по управлению и охране геосредой, по борьбе с нарушениями и загрязнением. Профилактическими рекомендациями является организация литомониторинга по изучению ЭГП, ИГП, загрязнения почво-грунтов, поверхностных и подземных вод КФБ. Разработана методика построения региональных геоэкологических и инженерно-геологических карт горнорудных районов и месторождений на примере бассейна.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: МОНОГРАФИИ

1 Прогноз изменений инженерно-геологических условий фосфоритовых месторождений Жанатасской группы. Алматы.: КазНТУ, 2004. - 254 с.

2 Каратауский фосфоритовый бассейн (теория и практика инженерно-геологических и геоэкологических исследований). Алматы.: КазНТУ, 2006. - 568 с.

УЧЕБНИКИ

3 Обшая инженерная геология Алматы.: FanuM, 2003 - 352 с. (соавтор Байбатша А.Б.)

4 Общая инженерная геология Краткий курс. Алматы : КазНТУ, 2006 -174 с.

УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ.

5 Инженерная геология месторождений твердых полезных ископаемых. Алма-Ата : Казш И, 1991 -142 с

6 Трещиноваггостъ горных пород (на русском языке). Алма-Ата.: КазПТИ, 1992 - 90с

7 Трещин0ва10(лъ1х^тьаш)р0д(тказахспшязыке).Алш-А1а.'КтПШ,1992.-96с

8. Инженерно-геологические аспекты рационального использования и охраны геологической среды. Курс лекций. Алма-Ата.: КазПТИ, 1993. - 56 с.

9 Общая инженерная геология. Алматы.' КБТУ, 2004. - 80 с.

10 Гидрогеология и инженерная геология. Инженерная геология. Алматы.: КБТУ, 2005 -140 с.

КАРТЫ

11 Карта районирования по интенсивности суммарного эрозионнного расчленения и характеру новейших структур северо-зепадной части Малого Каратау М 1:200000. Алма-Ата, 1984 (соавторы ВХ.Шипулина, РАязбаев). Редакция Л.АКуркиной, 2006 г.

12. Карта типизации геологической среды Каратауского фосфоритового бассейна М1:200000. Алматы, 2005. 13 Карта техногенной нагрузки на типы геологической среды КФБ М 1:200000 Алматы, 2005

14. Карта природных литосистем и литотехяических систем КФБ М 1:200 000 Алматы, 2005.

15. Карга типизации геологической среды Каратауского фосфоритового бассейна по устойчивости к техногенному загрязнению М1:200000. Алматы, 2005.

16 Карта инженерно-геологических условий северо-западной части Каратауского фосфоритового бассейна М 1-50000 Жанатасский рудный район. Алматы, 2004,1984

17 Схема регионального районирования северо-западной части Каратауского фосфоритового бассейна М 1:50000. Жанатасский рудный район Алматы, 2004,1984.

18. Схема типологического районирования северо-западной части Каратауского фосфоритового бассейна М 1 -50000. Жанатасский рудный район. Алматы, 2004,1984.

19. Карта природных литосистем и лиготехнических систем Жанатасского рудного района М 1 -25000. Алматы, 2005,1984.

20 Карта инженерно-геологических условий месторождения ЖанатасМ 1:10000. Алматы, 2004,1984.

21 Карта районирования месторождения Жанатас по степени устойчивости бортов карьеров М 1 10000 Алматы, 2004., 1984.

22 Карта горно-геологических условий отработки рудника Молодежного открытым и подземным способом М 1.2000. Алматы, 2004,1984.

БРОШЮРЫ

23. Расчет горного давления в подземных горных выработках с применением ЭВМ ЕС - 1022. Алма-Ата КазПТИ, 1988.-23 с

24 Оценка трещиноватости массивов горных пород. - Алма-Ата: КазПТИ, 1988 - 11 с

25. Инженерно-геологические исследования при проектировании, строительстве и эксплуатации горных

предприятий. - Алма-Ата • КазПТИ, 1992,- 55с.

26 Оценка устойчивости горных выработок и изучение фильтрационных свойств пород по параметрам трещиноватости - Алматы.. КазНТУ, 1999. -14 с. (соавтор Завалей В.А.)

27 Геоэкология. - Алматы : КазНТУ, 2001 -50с. (соавтор Куркина С.Н.)

28 Кен казбаларынын, орныкгылыйга жарыкшакгык, параметрлерт бойнша ба&лау жэне тау жыныстарынын,

сузшу касиеттерш зерттеу. Алмата: КазНТУ, 2001. -16 с. (соавт. Байбатша Э.Б, Завалей В.А., Макыжаяова А.Г)

29. Жерасты кен казбаларындары таужыныстар кысымын компьютера коддаиып есептеу. Алматы.: КазНТУ, 2001. - 18с. (соавторы Байбатша Э Б, Макыжзнова АГ, Ошлакова И.Г.)

СТАТЬИ

30. Об особенностях разгрузки подземных вод болыпекаройской свиты. Межвуз. Сб. HT Проблемы гидрогеологии и инженерной геологии Казахстана.- Алма-Ата: КазНТУ,1982, 121 - 136с (соавторы Мухамеджаяов С.М., Шипулина В.Г, Искахова Б Л)

31. Исследование третиноватости скальных массивов Жанатасского карьера в связи с оценкой устойчивости его бортов. Межвузовский сборник «Мелиорвгавно-гидрогеологнческне исследования в Казахстане» Алма-Ата.: КазПТИ, 1985. - 50-61 с.

32. Куркина Л.А. Влияние состава, структуры и свойств пород на устойчивость откосов Жанатасского карьера

- М.' Библиограф указ. ВИНИТИ «Депонированные научные работы» № 9 (179). Дел. рук. м 1246 -M i986 -160с

33. Об охране геологической среды на территории Каратауского фосфоригоносяого бассейна. - М.: Библиограф, указ. ВИНИТИ «Депонирование научные работы». № 9 (179). Дел. рук. № 1245. -М.: 1986. -160 с.

34. Макроструктура - оптимальный фактор прогноза устойчивости скальных откосов Жанатасского карьера -М.: Библиографический указатель ВИНИТИ «Депонированные научные работы», № 9 (179). Деп.рук. №1252, 1986. - С.161. (соавтор Шипулина В.Г.)

35. О влиянии микротрещнноватости на физико-механические свойства пород месторождения Жанатас Сборник МВ и ССО КазССР «Охрана геологической среды при гидрогеологических и инженерно-геологических исследованиях». - Алма-Ата: КазПТИ, 1987 - С. 64 - 67.

36. Инженерно-геологические процессы, связанные с открытой добычей фосфоритов на месторождении Жанатас // Тезисы докладов «Школа передового опыта». - Ростов-на-Дону.: ВНИГТИуголь, 1987. - 2 с.

37. Прогнозная оценка и управление инженерно-геологическими условиями подземной разработки глубоких горизонтов Жанатасского месторождения фосфоритов/Лез. ДоклЛГК «Методы .опенки напряженного состояния массивов горных пород при разработке месторождений полезных ископаемых» Свердловск. 1987 -С 91

38. Опыт оценки устойчивости бортов карьеров месторождений Жанатас II Материалы Всесоюзного съезда инженеров-геологов, гидрогеологов и геокриологов. - Киев, 1988. - С. 22 - 26.

39 Геологические основы прогнозной оценки инженерно-геологических условий разработки Жанатасского месторождения открытым способом. - Библиогр. ВИНИТИ «Депонированные научные работы». Деп. рук. № 2890.-М.. 1990.-35с (соавтор Шипулина ВТ.)

40 Инженерно-геологические процессы при открытой разработки в связи с оценкой устойчивости бортов карьеров месторождения Жанатас (в Каратаускомфофоритовом бассейне). - Библиогр. ВИНИТИ «Депонированные научные работы» Деп. рук №2891. - М.: 1990. - 31с. (соавтор Шипулина В.Г.)

41. Природные геологические факторы, определяющие устойчивость скальных откосов Жанатасского карьера.

- Сб. MHO КазССР «Региональные гидрогеологические исследования в Казахстане»,- Алма-Ата: КазПТИ, 1989. - С. 116 -122. (соавтор Шипулина В.Г.)

42. Некоторые экологические аспекты Жанатасского горнорудного района // Доклады Всесоюзной конференции «Техногенные факторы н проблемы прогноза сейсмического эффекта». - Т.: Институт сейсмологии АН УзССР, 1990. - 7 с.

43. Прогноз развития горного давления в подземных горных выработках Жанатасского месторождения фосфоритов. // Тезисы Республиканской конференция «Пути совершенствования технологии подземных горных работ и охрана окружающей среды в условиях перехода к рыночной экономики». - Новокузнецк Сиб металлург. Инст., 1992. - С.43 (соавтор Орадов ГЛХ.)

44 Некоторые экологические аспекты Жанатасского горнорудного района. Межвуз. Сб науч. тр «Гкдрогеолого-экологические условия отдельных регионов Казахстана». - Алма-Ата.: КазПТИ, 1992 - С. 96 -107.

45. Карстовые явления хребта Каратау и их влияние на инженерно-геологические условия ведения горных работ // Материалы НТК, поев. 60-легию агад Байхонурова. - Жезкаэгав.: ЖеэГТИ, 1992. - С. 43 - 45.

46. Физико-механические свойства скальных пород месторождения Жанатас // Вестник КазНТУ, 1995. - №2 -С. 39-42

47. Карст Каратау //Веспшк КазНТУ, 1997.• №3 -С. 46 - 50.

48. Ияженерно-геолопетеское прогнозирование условий разработки Жанатасского месторождения фосфоритов // Вестник КазНТУ, 1998. - №3. - С 6 -12

49. Информационные системы при геоэкологических исследованиях Каратауского фосфоригоносяого бассейна //1МНПК «Горное дело в Казахстане. Состояние и перспектнвыж.-Алмаш, 2000.-С. 445-447. (оомт. КургиивС.Н )

50. Инженерно-геологические исследования горнорудных районов Малого Каратау. Республиканская НТК, посвященная 100-летию ГЦ. Медоева - Алматы. КазНТУ, 2001. - 10 с (соавторы: Куркина С Н„ Ошлакова И.Г.)

51. Автоматизированная оценка третиноватости скальных массивов фосфоритового месторождения Жанатас. Тр 2-ой МНПК молодых ученых, ч. 1 - Алматы.: КазНТУ, 2002. - 6 с (соавторы. Ошлакова И.Г., Куркина С Н.) 52 Автоматизированная оценка третиноватости скальных массивов фосфоритового месторождения Жанатас // Вестник КазНТУ, №29. -Алматы- КазНТУ, 2002 - С.21 -27. (соавторы: Ошлакова И.Г., Куркина С.Н.)

53. Разработка программ оценки химического загрязнения окружающей среды Жанатасского ГОКа // Материалы конференции молодых ученых «Экологическая геология и рациональное недропользование»

- Санкт-Петербург: СПбГУ, 2001. - С 103 - 105. (соавтор Куркина СЛ.).

54. Автоматизированная система оценки горного давления в подземных горных выработках фосфоритового

месторождения Жанатас // НК молодых ученых, посвященная 10-летию независимости РК - Алматы: КазНТУ, 2001 -6с (соавторыКуркинаСН,ОшпаковаИ.Г)

55 Методологические аспекта геоэкологических исследований горнорудных районов хребта Каратау //1 Каз. МК «Наука - производству Развитие прикладных исследований и внедрение их в производство в современных условиях. Экономика и опыт, практика и управление». - Алматы.: НЦ КПМС РК, 2002.-С. 237-240 (соавтор Куркина С Н)

56. Методика геоэкологических исследований горнорудных районов Малого Каратау // МНПК «Естественно-гуманитарные науки и их роль в подготовке инженерных кадров», ч. 2. - Алматы. КазНТУ, 2002. - С. 239-245. (соавтор Куркина С Н)

57. Оценка напряженного состояния массивов горных пород Каратауского фосфоригоносного бассейна // Тезисы П Международного симпозиума «Геодинамика и геоэкологические проблемы высокогорных регионов» Бишкек-Москва, 2002. - 2с (соавтор Куркина С Н )

58 Загрязнение геологической среды Каратауского фосфоритного бассейна.// Ш Межвуз МНК «Школа экологи-ческой геологии и рационального недропользования»,- Санкт-Петербург ■ СПбГУ, 2002. - С. 252-253 (соавтор Куркина С Н.)

59 Методика составления геоэкологических карт Малого Каратау И МНПК «Проблемы гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии на рубеже веков». 70- лет кафедре ГГиИГ. Алматы • КазНТУ, 2002 -С 111-114

60. О проблемах геоэкологии и охраны окружающей среды Жанагасского горнорудного района // Международная НПК «Актуальные проблемы экологии». 30 лег КарГУ. - Караганда.: КарГУ, 2002,- С.34-36 (соавторы Байбатша А Б, Дубровская С Н)

61. Изменение геологической среды Чулакгауского месторождения под влиянием горно-рудничных и промышленных техногенезов// Труды I Международной конференции «Вопросы комплексной переработки сырья» - Астана Фолиант,2003 -С.413-417

62 Горно-геологические процессы месторождения Чулактау // Труды I Международной конференции (вопросы комплексной переработки сырья» - Астана Фолиант, 2003 - С. 429 - 432.

63 Изменения геологической среды месторождения Аксай/Шромышленносгь Казахстана, 2003.-№ 6. - С. 84 - 87.

64 Районирование и типизация геологической среды Малого Каратау. // НК 90 лет акад ЕМ Сергееву «Инженерная геология и охрана геологической среды. Современное состояние и перспективы развития». Сергеевские чтения Вып. 6. Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии. - М. ГЕОС, 2004. - С.390 - 393.

65 Методологические аспекты управления геологической средой Каратауского фосфоритового бассейна // Материалы V Межвуз. МНК «Школа экологической геологии и рационального недропользования» - Санкт-Петербург: СПбГУ, 2004. - С. 133-145.

66 Типы природных и природно-технических геосистем Малого Каратау // Материалы Международной НПК «Горные науки РК. Итоги и перспективы», 60-лет ИГД. - Алматы. ИГД НЦ КПМС. 2004 - С 265 - 269.

67 Оценка и прогноз инженерно-геологических условий разработки фосфоритовых месторождений Малого Каратау // Тезисы докладов НМК Санкт-Петербургского государственного горного института «Тенденции и перспективы развития гидрогеологии и инженерной геологии в условиях рыночной экономики России» XI Толстихинские чтения. - Санкт-Петербург. СПбГТИ, 2004 - С. 86 - 88.

68 Классификация инженерно-геологических процессов, формирующихся при разработке фосфоритовых месторождений Малого Каратау // Тез. докл. НМК «Тенденции и перспективы развития гидрогеологии и инженерной геологии в условиях рыночной экономики России». XI Толстихинские чтения. - Санкт-Петербург. СПбГТИ, 2004. - С 88-90.

69 Специальная инженерно-геологическая типизация геологической среды Каратауского фосфоритового бассейна // Тезисы докладов НМК Санкт-Петербургского государственного горного института «Тенденции и перспективы развития гидрогеологии и инженерной геологии в условиях рыночной экономики России» XI Толстихинские чтения. - Санкт-Петербург. СПбГТИ, 2004. - С 90-92

70. Типизация геологической среды Каратауского фосфоритового бассейна по устойчивости к загрязнению // Тезисы УП МК «Новые идеи в науках о Земле». 85-летие МГРИ - М.: МГРИ, 2005. - С. 85.

71 Оценка устойчивости геологической среды Малого Каратау к техногенному загрязнению// НК «Инженерно-геологические и геоэкологические проблемы утилизации и захоронения отходов». Сергеевские чтения Вып 7. Научный совет РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии. - М ГЕСХ;,2005 -С 126-131

72 Методологические основы прогнозирования изменений геологической среды Каратауского фосфоритового бассейна // Труды МК «Инженерное образование и наука XXI века», посвященной 70-летию КазНТУ Т. 1 -Алматы : КазНТУ, 2004. - С. 58-64

7 3 Типы природных и природно-технических геосистем Каратауского фосфоритового бассейна // Материалы VI Межвузовской МНК «Школа экологической геологии и рационального недропользования». - Санкг-Петербург/ СПбГУ, 2005 - С. 146 -162.

74. Регионально-генетическая классификация экзогенных и инженерно-геологических процессов и явлений Каратауского фосфоритового бассейна МНК «Проблемы инженерной геодинамики и экологической геодинамики Сб тез Москва, МГУ,2006 -1 с

75 Типизация изменений геологической среды Каратауского фосфоритового бассейна. // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология 2006 - № 1. - С. 9 - 21

Подписано в печать 23 ноября 2006 г. Формат 60x84 1/] 6. Бумага типографская. Объем 3,0 печ. л. Тираж 150 экз. Заказ № 748

Издание Казахского национального технического университета имени К.И. Сатпаева Издательский центр КазНТУ имени К.И. Сатпаева, Алматы, Ладыгина, 32

Информация о работе

Куркина, Лариса Александровна
доктора геолого-минералогических наук
Алматы, 2006
ВАК 25.00.08

Автореферат

Похожие работы