WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |

Результаты геодинамического районирования угольных, рудных, нефтяных месторождений, трасс трубопроводов и железных дорог, других объектов использованы непосредственно институтом ВНИМИ, производственными и проектными организациями России (Норильский никель, Севуралбокситруда, Гипротрубопровод, Кузбассинвестуголь, Администрация Московской области и др.). В КНР приняты к использованию результаты геодинамического районирования угольного месторождения Бейпяо, нефтяных месторождений провинции Шаньдун, угольного карьера Хайчжоу. Внедрение результатов проведенных в 1997 году исследований по геодинамическому районированию при проведении уклона на шахте № 7 в Ерунаковском районе Кузбасса дало экономиический эффект около 200 млн. руб.

Результаты исследований и практические рекомендации автора вошли составной частью в нормативно-методические документы, указанные в конце автореферата.

Лично автором: выдвинута идея зависимости степени геодинамической опасности участка земной коры от мощности слоя пород с предельно напряженным состоянием; на основе этой идеи обоснована и разработана классификация участков земной коры по степени геодинамической опасности; изучено в полевых и шахтных условиях строение более 50 границ блоков разных рангов и более 500 разрывных нарушений с зеркалами скольжения; для оценки современного поля напряжений в районе месторождения предложено использовать в тектонофизических методах данные о пространственном положении границ блоков, выделяемых при морфометрическом анализе рельефа; разработаны тектонофизические методы совместного анализа нарушений с установленной и неустановленной ориентацией вектора смещения; обоснованы и опробованы показатели опасности нарушений и границ блоков; обоснован и опробован подход к оценке геодинамического риска на основе решения задач типа задачи Бюффона; выполнены комплексные исследования по оценке геодинамического состояния массива (построение карты блоков, оценка напряженного состояния блоков методами тектонофизики, оценка опасности нарушений и границ блоков) на более чем 20 различных объектах; обследованы очаги горно-тектонических ударов на СУБРе, ЮУБРе, угольной шахте Бейпяо, сделан вывод о подчинении направления смещения крыльев крупных нарушений современному полю напряжений, обоснованы представления о механизме горно-тектонических ударов с подвижками крыльев нарушений и землетрясении при затоплении шахт; произведен анализ пространственного распределения техногенных геодинамических событий для участков 1 - 4 степеней геодинамической опасности.

Апробация работы. Основные результаты работы изложены в публикациях, список которых приведен в конце автореферата.

Вопросы и научные положения, рассматриваемые в диссертации, докладывались:

- на всесоюзных и российских совещаниях и конференциях (Ленинград, 1988; Кемерово, 1990, 1991, 1992; Москва, 1988, 1993, 1995, 1997-2007; Новосибирск, 2007);

- на Международном симпозиуме по горному делу (г. Фусинь, КНР, 1993); на Международном симпозиуме по горным ударам и выбросам (С.-Петербург, 1994); на Рабочем совещании по геодинамическому районированию под эгидой ЕЭК ООН (С.-Петербург, 1995); на Международной конференции МАНЭБ по развитию Северо-Западного региона России (С.-Петербург, 1995); на Международной конференции «Эффективная добыча угля на базе современных достижений геомеханики» (С.-Петербург, 1996); на 2-ом Международном рабочем совещании «Проблемы геодинамической безопасности» (С.-Петербург, 1997), Международной конференции по горному делу (Фусин, КНР, 2004).

Результаты исследований по отдельным объектам докладывались: Правительственной комиссии по ликвидации последствий Спитакского землетрясения (приняты для использования, Ереван, 1990); на Научно-техническом Совете института Гипротрубопровод (Москва. 1991); на Техническом совещании в Министерстве путей сообщения (Москва, 1991); при защите научно-технических отчетов по работам на контрактной основе в Китае (Бейпяо, 1993; Шеньян, 1993; Фусин 2005, 2006, 2007).

Исследования автора проводились в составе плановых тем лаборатории геодинамики ВНИМИ, Центра геодинамики недр МГГУ.

Во всех совместных публикациях и научно-технических отчетах автору принадлежал самостоятельный раздел, как правило, выделение блочной структуры района, геологическая интерпретация границ блоков, оценка активности выделенных блочных структур, оценка геодинамического состояния блочного массива горных пород. Автор принимал самое непосредственное участие в полевых и шахтных экспериментальных работах.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 35 научных работ, в том числе 9 статей, изданных в журналах по перечню ВАК

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, одиннадцати глав, объединенных в три части, заключения, списка использованной литературы из 294 наименований, представлена на 416 страницах машинописного текста, содержит 121 рисунок и 20 таблиц.

Автор выражает искреннюю благодарность и признательность за постоянное внимание к работе научному консультанту, Заслуженному деятелю науки и техники России, докт. техн. наук, профессору И.М. Петухову.

Автор признателен ректорам Кузбасского государственного технического университета профессорам М.С. Сафохину и В.В. Курехину, зам. директора ВНИМИ А.Н. Шабарову, зав. кафедрой ИЗОС МГГУ профессору С.В. Сластунову за помощь при выполнении работ.

Диссертант благодарен за консультации, помощь при проведении исследований, оформлении диссертационной работы, докторам технических наук В.В.Зубкову, М.Г.Мустафину, кандидатам наук Р.Г. Коломину, А.Н. Кондакову, Т.И. Лазаревич, Е.И. Микулину, В.С. Сидорову, С.И. Петухову, коллективу лаборатории геодинамики ВНИМИ, коллективу кафедры ИЗОС Московского государственного горного университета.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В первой части диссертации (главы 1-3) представлено состояние вопроса, обоснована классификация участков земной коры по степени геодинамической опасности, приводятся предлагаемые методы оценки геодинамического состояния блочного массива горных пород.

В первой главе диссертации описано экологическая составляющая техногенных геодинамических явлений, проанализированы существующие методы оценки геодинамического состояния блочного массива горных пород, сформулированы цель и задачи исследования.

В связи с увеличением масштабов инженерной деятельности человека геодинамическая опасность превратилась в самостоятельную составляющую экологической опасности. Естественное напряженное состояние недр и их структурное строение рассматриваются как характеристики окружающей среды, от которых зависит экологическая безопасность человечества. Выход проблемы техногенных геодинамических явлений на геоэкологический уровень требует совершенства методов их прогноза и профилактики.

В настоящее время достигнуты большие успехи в области оценки геодинамического состояния массивов и борьбы с геодинамической опасностью. Наиболее изученными геодинамическими явлениями в шахтах являются горные удары, основной вклад в понимание сущности которых внесен С.Г. Авершиным, И.М. Петуховым и их научной школой, установившими, что их основной причиной является изменение напряженного состояния в угольном пласте и вмещающих породах. В начале 60-х годов прошлого века установление факта превышения горизонтальных напряжений в верхней части земной коры над вертикальными (И.Т. Айтматов, С.А. Батугин, П.В. Егоров, М.В. Курленя, Г.А. Марков, Х. Нильсон, И.А. Турчанинов, Н. Хаст, M.L. Zoback, и др.) дало толчок к развитию представлений о роли современных тектонических процессов в формировании геодинамической опасности при освоении недр и земной поверхности. С одной стороны это привело к пониманию важнейшей роли геодинамического состояния массива, как комбинации его естественного напряженного состояния и тектонического строения, в создании геодинамической опасности при освоении недр и земной поверхности, а с другой - способствовало взаимодействию геомеханики с классическими науками о Земле. Таким образом, в основу методов оценки геодинамического состояния массива горных пород как и методов профилактики и борьбы с геодинамической опасностью легли научные достижения геомеханики, геологии, геофизики, геотектоники, сейсмологии.

Вопросы природы, механизма, условий проявления горных ударов, инженерные меры профилактики и борьбы с ними, а также методы оценки геодинамической опасности при разработке месторождений нашли отражение в работах С.Г. Авершина, И.М. Петухова, а также Я.А. Бича, Б.Ш. Винокура, П.В. Егорова, А.П. Запрягаева, А.Н. Зорина, В.П.Кузнецова, Н.Кука, А.М. Линькова, И.Ю. Рассказова, В.А. Смирнова, Л.И. Сосновского, А.Н.Ставрогина, А.А. Филинкова и др. Изучению вопросов, касающихся проблем техногенных землетрясений при разработке месторождений полезных ископаемых, закачке отходов в скважины, сооружении плотин, проведении взрывов посвящены работы В.В. Адушкина, П. Бароша, Г.М. Гелашвили, Х. Гупта и Б. Растоги, В.А. Зубкова, А.А. Козырева, Т.И. Лазаревич, А.В. Ловчикова, А.А. Маловичко, Е.И. Микулина, А.В. Николаева, Н.И. Николаева, И.М.Петухова, В.Г..Селивоника, А.А. Спивака, Н.М. Сырникова, Д.Тейлора, В.М. Тряпицина, M.Шадрина, Б.В. Шреппа, А.Н. Шабарова и др.

Составлены карты сейсмического районирования территорий (Горшков, Уломов и др.), разработаны инженерные меры защиты сооружений при расположении их вблизи тектонических разрывов в сейсмоактивных зонах, что отражено в нормативных документах, а также работах А.П. Кириллова, С.А. Несмеянова, Г.С. Шестоперова и др.

Установлено дискретное строение и дискретное проявление свойств, энергии, процессов в массивах горных пород в геологии (А. Вегенер, Дж. Тейлор, Ле Пишон, Г.Штилле, А.Л. Яншин, В.В. Белоусов, Л.И. Красный и др), в геоморфологии (А.В. Орлова и др.), в геофизике (М.А. Садовский и др.), при моделировании полей напряжений (Д.Н. Осокина, С.И. Шерман и др.), в геомеханике (В.Н. Опарин, Е.И. Шемякин), геодинамике недр (И.М. Батугина, И.М. Петухов). Получили развитие тектонофизические и аналитические методы оценки напряженного состояния массива (E.М. Anderson, М.В. Гзовский, О.И. Гущенко, С.С. Демин, В.А. Корчемагин, М.Г. Мустафин, Л.А. Назарова, Л.А. Назаров, Л.В. Никитин, Э.Н. Работа, Л.М. Расцветаев, Ю.Л. Ребецкий В.В. Сидоров и др.).

Отмечены суперинтенсивные деформации земной поверхности в промышленных районах (Н.А. Касьянова, О.Ю. Кузьмин, А.Д. Сашурин и др.). Получили развитие исследования, направленные на количественную оценку геодинамической опасности, мерой которой выступает геодинамический риск (Г.Л. Копф, А.Л. Рагозин, В.В. Степанов и др.).

Создан метод геодинамического районирования недр (И.М. Батугина, И.М. Петухов), соединивший многие из перечисленных научных достижений, в развитии которого автор настоящей работы принимал активное участие. Метод геодинамического районирования стал одним из основных методов при оценке геодинамического состояния блочных массивов горных пород.

Вместе с тем остается целый ряд проблем, требующих совершенствования методов оценки геодинамического состояния блочного массива горных пород, в том числе:

1. Недостаточная разработка методов региональной оценки геодинамической опасности. Нормативные карты сейсмического районирования построены на основе данных проявления естественной сейсмичности и геологических данных, характеризующих эти проявления, а факты показывают, что массив горных пород имеет особенности геодинамического состояния, которые этими критериями не учитываются, но при техногенном воздействии могут стать причиной геодинамических явлений. Мировой опыт показывает, что затраты на профилактику опасных техногенных явлений во много раз меньше затрат на ликвидацию их последствий (А.П. Красавин, В.И. Осипов, Н.Н.Чаплыгин, А.А. Харионовский и др). Поэтому необходима разработка классификации участков земной коры по степени геодинамической опасности.

2. Недостаточная разработка методов оценки напряженного состояния массива методами тектонофизики. Существующие методы ориентированы на анализ нарушенности, характеризующей поля палеонапряжений. Необходима разработка критериев и методов оценки современного естественного напряженного состояния массивов.

3. Недостаточная разработка методов оценки геодинамической опасности при ведении инженерных работ в зонах влияния границ блоков разных рангов и различной пространственной ориентации и методов оценки геодинамического риска.

4. Не раскрыты закономерности проявления геодинамической опасности в различных формах в зависимости от географического положения участка освоения недр или земной поверхности, что сдерживает планирование профилактических мероприятий.

Исходя из изложенного, в диссертации сформулированы цель и задачи исследований.

Во второй главе дано обоснование основной идеи диссертации, обосновывается классификационный признак и предлагается классификация участков земной коры по степени геодинамической опасности в соответствии с первым научным положением.

При обосновании классификации, как метода оценки геодинамического состояния массива пород, автор исходил из того, что в ней в обобщенном виде должны учитываться и напряженное состояние массива и его дискретность, как основные факторы, определяющие геодинамическую опасность при техногенном воздействии на массив.

Обоснование классификационного признака основано на анализе следующих известных научных фактов:

- коровая сейсмичность является интегральным отражением напряженного состояния земной коры;

- в земной коре существует так называемый сейсмоактивный слой, мощность которого изменяется от нуля до 100% от мощности земной коры;

- для описания процессов в очагах землетрясений привлекается теория предельно напряженного состояния (Х. Рид, Г.А. Соболев и др.);

- обоснована гипотеза возникновения в земной коре слоя предельно напряженных пород (И.М. Петухов );

- количество энергии, запасенной в зоне предельно напряженного состояния пород прямо пропорционально размерам этой зоны (С.Г. Авершин и др.);

- сооружение и эксплуатация инженерных объектов воздействует на напряженное состояние массива в огромном диапазоне глубин - от первых десятков метров до всей мощности земной коры при сооружении крупных водохранилищ;

- дополнительная механическая нагрузка на участки предельно напряженного массива вызывает его немедленную реакцию, сопровождающуюся развитием деформаций, перераспределением напряжений, выделением сейсмической энергии.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»