Техногенная трансформация геологической среды Верхнекамского соленосного бассейна (11.01.2010)

Автор: Белкин Владимир Викторович

БЕЛКИН Владимир Викторович

ТЕХНОГЕННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ

ВЕРХНЕКАМСКОГО СОЛЕНОСНОГО БАССЕЙНА

Специальность 25.00.36 – «Геоэкология»

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

доктора геолого-минералогических наук

Екатеринбург – 2010

Работа выполнена в Березниковском филиале Пермского государственного технического университета.

Научный консультант: доктор геолого-минералогических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Грязнов Олег Николаевич

Официальные оппоненты:

Грабовников Валерий Аркадьевич - доктор геолого-минералогических наук, профессор

Свидзинский Сергей Александрович - доктор геолого- минералогических наук

Филатов Владимир Викторович - доктор геолого- минералогических наук, профессор

Ведущее предприятие: Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им.Н.М. Федоровского (ВИМС) МПР РФ

Защита диссертации состоится 15 апреля 2010 г. на заседании диссертационного совета Д 212.280.01 при ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» по адресу: 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30 (III уч. корпус, ауд. 3326)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет».

Автореферат разослан «___» ___________ 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета А.Б. Макаров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТ

Актуальность проблемы. Проблема безопасного недропользования является в современном индустриальном обществе как никогда актуальной. Деятельность человека, связанная с влиянием на геологическую среду, приобрела масштабы, в значительной мере сопоставимые с действием региональных природных процессов. Длительное антропогенное воздействие на нее зачастую может приводить к нарушению достигнутого природного равновесия. При этом влияние различных техногенных факторов на геологическую среду имеет наступательный, прогрессирующий характер и его результаты являются многосторонними, охватывая и другие компоненты окружающей среды (реки, озера, почву, рельеф, атмосферу и др.).

Наиболее важным негативным последствием работы калийных рудников является их труднопрогнозируемое техногенное затопление. В мире затоплено уже более 50 калийных рудников. Другим последствием является то, что все возрастающие объемы выработанного пространства, приводящие к изменению напряженно-деформированного состояния породных массивов, увеличению техногенной нагрузки на недра, провоцируют в горнодобывающих регионах техногенные землетрясения.

Оценка техногенного влияния на недра невозможна без наличия различных по масштабу целенаправленных наблюдений за объектами геологической среды, на основе результатов которых и могут быть установлены тенденции развития различных инженерно - геологических процессов, вскрыт их механизм и разработаны способы управления ими.

В данной диссертационной работе рассматриваются эколого-геологические условия Верхнекамского соленосного бассейна (ВКСБ), приводятся теоретические и методические основы мониторинга его геологической среды с целью разработки мероприятий по его охране и рациональному комплексному использованию.

Основная идея работы – техногенные факторы влияют на рациональную и безопасную эксплуатацию месторождений Верхнекамского соленосного бассейна. Поэтому для учета этого влияния необходимо их всестороннее изучение.

Объектами исследований в данной работе послужили как разрабатываемые участки ВКСБ, так и участки, подготавливаемые к разработке.

Цель исследований – изучение и оценка эколого-геологических условий Верхнекамского соленосного бассейна.

Задачи исследований: 1) оценка масштабов техногенного воздействия на геологическую среду соленосных бассейнов, оказываемого в процессе добычи и переработки калийных руд, регистрация зон аномального строения и состояния массивов горных пород в процессе геологического доизучения и мониторинга геологической среды; 2) определение фоновых характеристик состояния геологической и сопредельных сред до начала эксплуатации соляных месторождений; 3) разработка способов ведения мониторинга геологической среды эксплуатируемых соляных месторождений и обоснование необходимого комплекса исследований; 4) выявление методов рационального использования георесурсов соленосных бассейнов при соблюдении мер охраны подрабатываемых объектов и защиты калийных рудников от затопления, повышение комплексности использования добываемого сырья.

Фактический материал и личный вклад автора. В основу диссертационной работы положен материал, полученный лично автором или под руководством автора сотрудниками Центра мониторинга геологической среды и геологических служб различных калийных предприятий, работающих в ВКСБ и обработанный им в процессе работы по совместительству в Березниковском филиале Пермского государственного технического университета (с 1992 г. по настоящее время).

Основные исследования выполнялись в рамках проектов: «Мониторинг геологической среды Верхнекамского солеродного бассейна». Проект работ на 1998-2002 гг. Государственный регистрационный № 48-98-22. Березники,1997; «Мониторинг геологической среды южной части Верхнекамского соленосного бассейна». Проект работ на 2003 – 2007 гг. Государственный регистрационный № 48-03-58 Березники, 2002; «Разведка Палашерского и Балахонцевского участков Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей». Проект работ на 2008 – 2009 гг. Государственный регистрационный № 57-08-74. Березники, 2008. Работы выполнялись в соответствии с геологическими заданиями, согласованными с Управлением по недропользованию по Пермскому краю.

Основной фактический материал получен при ведении мониторинга геологической среды на разрабатываемых шахтных полях ВКСБ. Кроме того, автор участвовал в работах по определению фонового состояния геологической и сопредельных сред на подготовленных к разработке участках детальной разведки Верхнекамского калийного месторождения.

Автор непосредственно участвовал в проведении наземных и подземных исследований эколого-геологического состояния ВКСБ и обработке полученных результатов. Диссертантом сформулированы методические основы и принципы ведения мониторинга геологической и сопредельных сред на калийных рудниках, разработана и внедрена на территории соленосного бассейна методика скважинных наблюдений за гидрогеодеформационным и газовым полем, предложен способ определения фоновых характеристик состояния геологической и сопредельных сред до начала эксплуатации соляных месторождений. При активном участии автора выявлено месторождение экологически чистой пищевой соли, обнаружено новое полезное ископаемое – золото в глинистых прослоях соляной толщи, обоснован состав смеси компонентов искусственной морской воды для плавательных бассейнов, на отдельных участках ВКСБ выявлены зоны с аномальным строением водозащитной толщи.

Методы исследований. При проведении исследований использованы методы:

- анализа состояния геологической среды, в т.ч. геолого-структурных особенностей горных массивов на разных масштабных уровнях;

- проходки разведочных горных выработок и скважин и натурных измерений в них;

- комплексного анализа геологических, гидрогеологических, гидрологических, геофизических, маркшейдерских и геомеханических данных с использованием ГИС-технологий.

Научная новизна:

- оценены эколого-геологические условия разработки месторождений Верхнекамского соленосного бассейна;

- разработана, запатентована и внедрена методика получения и обработки информации, касающейся фонового состояния и последующего мониторинга геологической среды на калийных рудниках;

- впервые предложен и внедрен на калийных рудниках новый метод наблюдений – одновременно за гидрогеодеформационным полем Земли и состоянием газовой атмосферы в кровле соляной толщи;


загрузка...