Объект, предмет и задачи горнопромышленной геологии

Горнопромышленная геология - это горная наука, представляющая собой совокупность знаний о процессах, протекающих в геологической среде при техногенном воздействии на недра, и закономерностях изменения при этом свойств георесурсов.
Можно утверждать, что основой решения проблем горнодобывающей промышленности с учетом усложнения горно-геологических условий разработки и тенденции ухудшения качества полезных ископаемых является коренное улучшение геологического изучения недр и эффективное использование геологической информации в горно-технологических проектах и научных исследованиях.
Горнопромышленная геология как наука является базовой для исследований в области физических и химических процессов горного производства, геотехнологий и первичной переработки минерального сырья и включает три части: теоретическую, методическую и технологическую. Теоретической основой горнопромышленной геологии служит учение о горно-геологических объектах и факторах промышленного освоения месторождений полезных ископаемых. Методическая база - методы, средства и организация процессов изменения и оценивания геологических показателей, характеризующих горно-геологические объекты, а также принципы и конкретные условия использования геологических данных для принятия обоснованных горно-технологических решений. В общенаучном аспекте горнопромышленная геология способствует формированию целостного представления о геологической среде в сфере горного производства. Народнохозяйственная значимость дисциплины связана с решением проблемы комплексного освоения и сохранения недр, с мероприятиями по сокращению территорий, нарушенных горными работами, поддержанию и восстановлению экологического равновесия.
Предметом изучения горнопромышленной геологии являются: геологические факторы и параметры (пространственно-морфологические, объемнокачественные, гидрогеологические и инженерно-геологические), определяющие возможность, целесообразность и условия промышленного освоения геологических объектов; состав и взаимосвязь показателей горно-геологических объектов разных уровней на различных стадиях развития горного производства; методы получения и оценки этих показателей; закономерности их преобразования в ходе горно-технологических процессов; методы, средства, структура и организация геологического обеспечения горного производства.
Целью горнопромышленной геологии является формирование научных геологических основ управления состоянием массива горных пород, запасами и качеством извлекаемых и используемых георесурсов на всех стадиях их освоения для повышения эффективности и безопасности горного производства, комплексного освоения и сохранения недр.
Достижения горнопромышленной геологии за последние 20-25 лет связаны с изучением следующих геологических факторов и параметров, определяющих целесообразность промышленного освоения геологических объектов:
- определение состава и взаимосвязи показателей горно-геологических объектов разных уровней на различных стадиях развития горного производства и методов получения и оценки этих показателей, а также закономерностей их преобразования в ходе горно-технологических процессов;
- разработка средств, структуры и организации геологического обеспечения горного производства.
Главные задачи горнопромышленной геологии в настоящее время состоят в геологическом обеспечении управления запасами и качеством полезных ископаемых, а также управления состоянием массива при горных работах.
Основные научные направления горнопромышленной геологии:
- изучение геологических и геолого-промышленных объектов;
- исследование влияния факторов промышленного освоения месторождений полезных ископаемых на их геологическое состояние;
- разработка методов и средств определения геологических показателей горно-геологических объектов, а также принципов использования геологических данных для обоснования горно-технологических решений;
- анализ и типизация горно-геологических показателей месторождений угля, горючих сланцев и торфа, рудно-минерального сырья, строительных горных пород, а также методов и организации геологического обеспечения добычи полезных ископаемых;
- гидрогеологическое и инженерно-геологическое обеспечение строительства горных предприятий и подземных сооружений;
- геоэкологическое обоснование природоохранных горных технологий;
- комплексные геологические исследования техногенных массивов (месторождений) хвостохранилищ и отвалов для обеспечения их экологической безопасности и получения дополнительных источников минерального сырья.
Горнопромышленная геология как новая научная область прикладной геологии и горного дела находится на стыке геологических и горных наук и широко использует научные разработки не только этих областей знаний, но и других фундаментальных наук - математики, физики, химии.
Горнопромышленная геология сегодня включает в себя:
- геологию углей, сланцев и торфа;
- геологию рудно-минерального сырья;
- геологию строительных горных пород;
- горнопромышленную гидрогеологию;
- горнопромышленную инженерную геологию;
- морскую горнопромышленную геологию.
Геология углей, сланцев и торфа разрабатывает методы и принципы геологического обеспечения разведки и эксплуатации месторождений каусто-биолитов и предусматривает изучение вещественного состава полезного ископаемого, оценку запасов сырья, выявление локальных структур месторождения, анализ перспективности регионов на обнаружение промышленных месторождений, оценку значимости отдельных месторождений.
Геология рудно-минерального сырья занимается геологическим обеспечением разведки и разработки месторождений путем детального изучения факторов локализации руд, разработки локальных критериев прогноза и поисков новых рудных тел на действующих предприятиях, всесторонней оценки качества и количества этого сырья, контроля за эксплуатацией месторождений и комплексным использованием полезных ископаемых, обоснования выбора оптимальных схем разработки, опережающего технологического картирования типов руд при обогащении.
Геология строительных горных пород охватывает геологическое обеспечение разведки и добычи глин, песков, гальки, известняков, доломитов, декоративного и строительного камня на основе рационального комплекса поисковых критериев и эффективных способов разведки, изучения качественных параметров ископаемого и оценке запасов. Выполняется также геологическое обоснование рационального порядка отработки месторождений и разработка данных для перспективного планирования добычи, уровня производства и качества сырья.
Горнопромышленная (шахтная и рудничная) гидрогеология изучает влияние подземных вод на условия разработки месторождений полезных ископаемых с целью обоснования инженерных мероприятий по снижению воздействия подземных вод на горные предприятия и охране поверхностных и подземных водных объектов от истощения и загрязнения. К основным задачам гидрогеологического обеспечения горных работ относятся: установление общих закономерностей техногенного режима подземных вод при строительстве и эксплуатации горнодобывающих предприятий; изучение фильтрационных процессов, определение фильтрационных параметров и оценка условий питания водоносных горизонтов, дренируемых в ходе горных работ или подлежащих охране; прогноз водопритоков в горные выработки, обоснование направления дренажных мероприятий и определение параметров дренажных систем, контроль эффективности дренажных мероприятий; изучение и прогноз гидрогеомеханических процессов, развивающихся в обводненных массивах горных пород при ведении горных работ; прогноз и контроль загрязнения и истощения подземных вод, обоснование мероприятий по охране водных ресурсов геологической среды.
Горнопромышленная инженерная геология изучает горные породы, их толщи (массивы) и геологические процессы и явления, возникающие под влиянием горных работ.
Задачи инженерно-геологического обеспечения - установление физикомеханических свойств горных пород в пределах рудных, шахтных и карьерных полей, а также отвальных массивов; инженерно-геологическая схематизация массивов горных пород и оценка их устойчивости и разрабатываемое обоснование горно-технологических решений по выбору схем вскрытия месторождений, определению параметров систем разработки в зависимости от типа горнотранспортного оборудования, регламентирование режима горных работ; прогноз и направленное изменение интенсивности инженерно-геологических процессов (литомониторинг) как основа природоохранных технологий.
Проблемы горнопромышленной гидрогеологии и горнопромышленной инженерной геологии комплексны, обусловлены необходимостью всестороннего изучения условий инженерного освоения и преобразования геологической среды. Предвидение характера и масштаба изменений природно-геологических условий и определение последствий для народного хозяйства необходимы для обоснования рационального проекта разработки месторождения, объемов работ по охране государственных земельного и водного фондов, рекультивации нарушенных горными работами территорий.
Морская горнопромышленная геология изучает вопросы, связанные с поиском, оценкой и эксплуатацией морских россыпных месторождений и месторождений, сложенных конкрециями твердых полезных ископаемых, которые расположены на дне океанов, морей и других крупных водоемов. Разрабатывает методы организации геологической разведки и эксплуатации подводных месторождений для геолого-экономической оценки и проектирования морских горных предприятий, изучает вещественный состав и физические свойства рудных минералов. Проводит технологическое исследование песков и изучает среду, в которой работают горные машины и комплексы (динамику водной среды, рельеф и физическое состояние дна, вещественный состав и физико-механические свойства полезных ископаемых, расположенных на различных глубинах, влияние толщи воды на формирование и изменение свойств горной массы под воздействием морской и климатической обстановки). Изучает вопросы восстановления морских россыпей в процессе их разработки.
В зависимости от способов разработки и вида полезных ископаемых в рамках горнопромышленной геологии традиционно различают шахтную, рудничную, карьерную и приисковую отрасли геологии.
Основной задачей шахтной геологии является изучение на действующем угледобывающем предприятии всего комплекса геологических показателей, характеризующих полезные ископаемые, пласты угля с внутрипластовыми включениями и углевмещающие породы разреза угленосной толщи, строение отдельных шахтных полей и их участков, горно-динамические явления, газоносность, а также гидрогеологические и инженерно-геологические факторы. Она предусматривает детальное изучение условий формирования в процессе угледобычи потребительских свойств добываемой угольной массы (товарного или рядового угля); морфологии угольного пласта как объекта горного производства; структуры угольного пласта; вмещающих пород и шахтного поля, их трещиноватости, складчатой и разрывной нарушенности; горно-геологических параметров и физикомеханических свойств угленосной толщи, пород кровли и почвы угольного пласта; экономической эффективности полноты извлечения запасов, комплексного (безотходного) использования добываемой горной массы; извлечения газов и прогноз газодинамических явлений.
Рудничная геология занимается всесторонним геологическим изучением эксплуатируемого месторождения и отдельных его частей и блоков для решения всех горно-геологических вопросов, связанных с технически правильной и целесообразной разработкой при наиболее полном и комплексном использовании полезного ископаемого и для продления срока работы горных предприятий за счет прироста дополнительных запасов.
Карьерная геология связана с изучением геологического строения, качества угля и горно-геологических условий разработки угольных месторождений открытым способом. Выделение специальной отрасли прикладной геологии обусловлено особенностями геологических, гидрогеологических и инженерногеологических условий залегания мощных пластов угля, системами их разработки, технологией и механизацией выемки, объемами и темпами горных работ. К числу особенностей этой отрасли относятся методики оценки и документации горно-геологических факторов, а также принципы составления горно-геологических характеристик месторождений и классификаций карьерных полей.

---