Инженерно-геологическая оценка

Инженерно-геологическую оценку некоторой территории, а точнее, некоторой области литосферы внутри границ этой территории производят на всех этапах инженерно-геологических исследований. Оценку дают при составлении проекта инженерно-геологических исследований, во время проведения полевых работ, в процессе камеральной обработки полученной инженерно-геологической информации и составления, отчетных инженерно-геологических документов. Для оценки инженерно-геологических условий осуществления хозяйственной деятельности используют информацию о структуре и свойствах геологической среды и процессах ее движения, об экзогенных геологических, в том числе инженерно-геологических, процессах.

гидрологические, спойства пи, вмещаемость пород)

Месторождение (полезного ископаемого) — скопление минерального вещества на поверхности или в недрах Земли в результате тех или иных геологических процессов, по количеству, качеству и условиям залегания пригодного для промышленного использования.

Классификация

Месторождения могут заключать:

• газовые (горючие газы углеводородного состава и негорючие газы — гелий, неон, аргон, криптон)

• жидкие (нефть и подземные воды)

• твёрдые (ценные элементы, кристаллы, минералы, горные породы) полезные ископаемые.

По промышленному использованию месторождения разделяются на:

• рудные или металлические (месторождения черных, легких, редких, благородных и радиоактивных металлов)

• нерудные или неметаллические ( месторождения химического, агрономического, металлургического, технического и строительного сырья)

• горючие (месторождения нефти, горючих газов, углей, горючих сланцев и торфа)

• гидроминеральные ( подземные и поверхностные бытовые, технические, бальнеологические и минеральные воды).

Количество минерального сырья, идущего на обработку определяется содержанием в нем ценных и вредных компонентов. Минимальное количество полезного ископаемого и наиболее низкое его качество, при которых, однако, возможна эксплуатация, называется промышленными кондициями. Месторождения подземных вод отличаются от месторождений других полезных ископаемых возобновляемостью запасов.

Группы месторождений (участков) выделяемые по сложности геологического строения

Необходимая и достаточная степень разведанности запасов твердых полезных ископаемых определяется в зависимости от сложности геологического строения месторождений, которые подразделяются по данному признаку на несколько групп. 1 группа. Месторождения (участки) простого геологического строения с крупными и весьма крупными, реже средними по размерам телами полезных ископаемых с ненарушенным или слабонарушенным залеганием, характеризующимися устойчивыми мощностью и внутренним строением, выдержанным качеством полезного ископаемого, равномерным распределением основных ценных компонентов. Особенности строения месторождений (участков) определяют возможность выявления в процессе разведки запасов категорий A, B, C ₁ и C ₂. 2 группа. Месторождения (участки) сложного геологического строения с крупными и средними по размерам телами с нарушенным залеганием, характеризующимися неустойчивыми мощностью и внутренним строением либо невыдержанным качеством полезного ископаемого и неравномерным распределением основных ценных компонентов. Ко второй группе относятся также месторождения углей, ископаемых солей и других полезных ископаемых простого геологического строения, но со сложными или очень сложными горно-геологическими условиями разработки. Особенности строения месторождений (участков) определяют возможность выявления в процессе разведки запасов запасов B, C₁ и C ₂. 3 группа. Месторождения (участки) очень сложного геологического строения со средними и мелкими по размерам телами полезных ископаемых с интенсивно нарушенным залеганием, характеризующимися очень изменчивыми мощностью и внутренним строением либо значительно невыдержанным качеством полезного ископаемого и очень неравномерным распределением основных ценных компонентов. Запасы месторождений этой группы разведываются преимущественно по категориям C ₁ и C ₂. 4 группа. Месторождения (участки) с мелкими, реже средними по размерам телами с чрезвычайно нарушенным залеганием либо характеризующиеся резкой изменчивостью мощности и внутреннего строения, крайне неравномерным качеством полезного ископаемого и прерывистым гнездовым распределением основных ценных компонентов. Запасы месторождений этой группы разведываются преимущественно по категории C ₂. При отнесении месторождений к той или иной группе могут использоваться количественные показатели оценки изменчивости основных свойств оруденения, характерные для каждого конкретного вида полезного ископаемого.

Происхождение

Месторождения могут выходить на поверхность Земли (открытые месторождения) или быть погребёнными в недрах (закрытые, или «слепые», месторождения). По условиям образования месторождения подразделяются на серии (седиментогенные, магматогенные и метаморфогенные месторождения), а серии, в свою очередь, — на группы, классы и подклассы. Седиментогенные месторождения (поверхностные, экзогенные) формировались на поверхности и в приповерхностной зоне Земли вследствие химической, биохимической и механической дифференциации минеральных веществ, обусловленной внешней энергией Земли. Среди них выделяются 3 группы месторождений:

• выветривания

• россыпные

• осадочные

Магматогенные (глубинные, эндогенные) месторождения формировались в недрах Земли при геохимической дифференциации минеральных веществ, обусловленной возникновением магмы и её воздействием на окружающую среду за счёт внутриземных источников энергии. Среди них выделяется 5 основных групп:

• магматические месторождения

• пегматитовые месторождения

• карбонатитовые месторождения

• скарновые месторождения

• гидротермальные месторождения

Метаморфогенные месторождения возникали в процессе регионального и локального метаморфизма горных пород. В соответствии с принятым подразделением геологической истории различают месторождения архейского, протерозойского, рифейского, палеозойского, мезозойского и кайнозойского возраста. По источникам вещества, слагающего месторождения, среди них выделяются месторождения с веществом подкоровых (мантийных, или базальтовых), коровых (или гранитных) магм, а также осадочной оболочки Земли. По месту формирования месторождения разделяются на геосинклинальные (складчатых областей) и платформенные. Известны 4 уровня образования месторождений от поверхности Земли:

• ультраабиссальный — свыше 10-15 км

• абиссальный — от 3-5 до 10-15 км

• гипабиссальный — от 1-1,5 до 3-5 км

• приповерхностный — до глубины 1-1,5 км.

КАРЬЕР

— эксплуатационная открытая выработка значительных поперечных размеров, служащая для добычи руды, песка, строительного камня и др. Глубина его может быть незначительной (напр., при добыче песка, гравия и т. п.) или весьма значительной — до 400 — 600 м и более (напр., при добыче магнетитовых руд).

Карьер -  (франц. carriere, от позднелат. quarraria, quadraria - каменоломня * a. quarry, pit; н. Tagebau, Grube, Tagebaubetrieb; ф. mine а ciel ouvert, carriere; и. cantera) - горн. предприятие по добыче п. и. открытым способом; К. наз. также совокупность выемок в земной коре, образованных при добыче п. и. открытым способом. В СССР применительно к К. по добыче угля используется термин "разрез".          Открытые горн. работы известны с эпохи палеолита. Первые крупные К. появились в связи со стр-вом в Др. Египте пирамид; позднее в античном мире в К. в больших масштабах добывался мрамор. Расширение области применения открытого способа разработки при помощи К. сдерживалось вплоть до нач. 20 в. отсутствием производит. машин для выемки и перемещения больших объёмов вскрышных пород. В нач. 80-х гг. в мире посредством К. добывается 95% строительных г. п., ок. 70% руд, 90% бурых и 20% каменных углей. Масштабы добычи в К. достигают десятков млн. т в год (табл.).  Ведение открытых горн. работ на больших глубинах отличается рядом особенностей (см. Глубокий карьер). Большая специфика характерна и для К., действующих на больших высотах в горах (см. Высокогорный карьер). К. представляет собой систему уступов (обычно верхние - породные или вскрышные, нижние - добычные, редко породные), подвигание к-рых обеспечивает выемку горн. массы в контурах карьерного поля (рис. 1).  Трансп. связи в К. обеспечиваются постоянными или скользящими съездами, а с поверхностью - траншеями. В процессе эксплуатации происходит перемещение рабочих уступов, вследствие чего увеличивается выработанное пространство. Посредством вскрышных работ покрывающие породы перемещаются в отвалы, иногда размещаемые в выработанном пространстве, добычные работы обеспечивают выемку и перемещение п. и. на пром. площадку для первичной переработки или для отгрузки потребителю. Так формируются осн. грузопотоки в К., во многом определяющие его облик и технол. особенности.          При глуб. К. до 100 м с крепкими вмещающими породами в себестоимости 1 м³ вскрыши до 25-30% занимают буровзрывные работы, 12-16%-экскавация, 35-40%-транспорт и 10-15% - отвалообразование; с увеличением глубины К. доля расходов на транспорт увеличивается до 60-70%. Совр. К. - высокомеханизир. предприятия, оснащённые производит. машинами и механизмами для дробления, выемки, транспортирования и складирования г. п. Применительно к крупным К. определяющим является мощное горн. и трансп. оборудование. Для бурения взрывных скважин применяют тяжёлые буровые станки (шарошечные с удалением буровой мелочи сжатым воздухом) массой до 100-130 т, развивающие усилие на долото 60-70 тс (диаметр скважин до 300-450 мм), лёгкие буровые станки. Осн. тип ВВ - гранулир. аммиачно-селитренные гранулиты (бестротиловые простейшего состава), граммониты (смесь селитры с тротилом) и водонаполненные (в обводнённых скважинах). Механич. рыхление осуществляется рыхлителями, мощность к-рых достигла 735 кВт, а масса 130 т. Электрич. экскаваторы с канатным приводом и ковшом вместимостью 15-30 м³ при длине стрелы до 26 м - осн. выемочно-погрузочное оборудование на добыче угля и руды. Одновременно широко распространяются гидравлич. прямые мехлопаты с ковшами вместимостью 10-38 м³. Совершенствуются одноковшовые погрузчики разл. моделей с ковшами вместимостью 4-20 м³, массой от 25 до 180 т и приводом мощностью от 184 до 1040 кВт; осн. часть моделей - с шарнирно-сочленёнными рамами, поворачивающимися на 35-45°. На вскрышных работах внедряются всё более мощные мехлопаты и драглайны (применяется вскрышная мехлопата массой 12 тыс. т с ковшом вместимостью 135 м³при мощности привода 22 тыс. кВт и драглайн массой 12 тыс. т с ковшом вместимостью 168 м³ при длине стрелы 92 м). Поточная технология на К. достигается применением роторных экскаваторов (при диам. ротора 22 м и ковшах вместимостью 6,6 м³ суточная производительность машины до 240 тыс. м³). На К. средней и малой мощности высокую эффективность показывают т.н. компактные роторные экскаваторы с уменьшенными рабочими параметрами. На К. с крепкими породами наибольший объём перевозок осуществляется тяжёлыми автосамосвалами. Автосамосвалы грузоподъёмностью 100-155 т являются распространённым средством транспорта благодаря манёвренности, возможности преодолевать крутые уклоны. В эксплуатации находится нек-рое число 200-тонных самосвалов и самый большой - грузоподъёмностью 318 т. Для транспортирования горн. массы из К. применяются ж.-д. тяговые агрегаты сцепной массой 360 т, думпкары грузоподъёмностью до 180 т. Создан отвалообразователь для применения по трансп.-отвальной системе разработки производительностью 12,5 тыс. м³/ч с длиной стрелы 220 м. Высокую производительность и благоприятные условия рекультивации обеспечивает комплекс оборудования, включающий ленточные конвейеры и перегружатели. На К. средней производств. мощности применяются самоходные карьерные дробилки на гусеничном, колёсном и шагающе-рельсовом ходу с массой до 600 т и часовой производительностью 5 тыс. т. Использование в К. дробильных агрегатов позволяет перейти к более широкому использованию конвейерных систем транспортирования.          Электроснабжение К. осуществляется по воздушным линиям через карьерные подстанции напряжением 6-10 тыс. В. Для питания вспомогат. техники и освещения К. в рабочей зоне используются передвижные трансформаторные киоски. На К., особенно глубоких, при больших притоках подземных вод применяется осушит. система с помощью скважин, пробуренных с поверхности вокруг К. или из подземных горн. выработок (см. Дренаж). Помимо осушения на К. производится ограждение от поверхностных и просачивающихся в К. вод.          Созданы автоматизир. системы перспективного, текущего и оперативного планирования горн. работ в К. по всем технол. процессам, включая рекультивацию земель, нарушенных открытыми горн. работами. Для определения конечных границ и производительности К. применяют ЭВМ. В компьютерную систему закладываются данные условий залегания, информация о мощности вскрышных пород, др. геол. факторы, экономич. показатели (плановая производительность К., капитальные вложения, стоимостные данные), требования по охране окружающей среды.          В связи с большим масштабом горн. работ и глубиной К. изменяют циркуляцию масс воздуха (холодный воздух "стекает" в К.), создают особый микроклимат (см. Проветривание карьеров).