Предисловие

Рост объемов горных работ предусматривает освоение разведанных запасов месторождений полезных ископаемых, развитие сырьевого потенциала действующих горнодобывающих предприятий, комплексное использование месторождений, улучшение охраны недр. В ближайшей перспективе большинство угольных шахт будут разрабатывать пласты на глубинах от 500 до 1200-1300м.

Основой успешной реализации задач горнодобывающей промышленности является изучение гидрогеологических и инженерно-геологических условий месторождений полезных ископаемых, недостаточное знание которых и неумение их оценивать приводит к неритмичной работе горных предприятий, иногда и к аварийной ситуациям.

Исходя из потребностей горного производства, гидрогеология и инженерная геология является одной из важнейших дисциплин в подготовке горного инженера.

Учебное пособие составлено для студентов горных специальностей 7.090301, 7.090303, 7.090307 высших учебных заведений.

Введение

Гидрогеология – наука о подземных водах, их происхождении, составе, свойствах, условиях залегания и закономерностях движения, распространении и взаимосвязи с вмещающими породами.

Подземные воды играют весьма существенную роль в народном хозяйстве Украины и в повседневной жизни и в деятельности человека. Наличием подземных вод в значительной степени определяются инженерно-геологические свойства горных пород, от которых зависят

3

условия строительства жилых и промышленных объектов.

Наиболее актуальной задачей гидрогеологии сегодня является разработка вопросов рационального использования подземных вод, с учетом защиты их от истощения и с учетом загрязнения при минимальных затратах по их охране.

Геологическая среда – неотъемлемая часть внешней среды. Именно в геологической среде протекают инженерно-геологические процессы, вызванные инженерной деятельностью человека.

Инженерная геология – наука, изучающая грунты (горные породы), геологические и инженерно-геологические процессы, протекающие в верхних горизонтах Земли и влияющие на условия строительства, эксплуатацию сооружений и их обратного влияния на изменение природных условий.

В соответствии с этим, гидрогеологические и инженерно-геологические исследования должны производиться параллельно, так как объектом изучения обеих наук является геологическая среда.

При добыче и переработке минерального сырья происходят значительные потери подземных вод. В угольной промышленности на каждую тонну полезного ископаемого откачивается в среднем от 1 м³ до 10 м³ подземных вод.

В горнодобывающей промышленности для борьбы с подземными водами в карьерах, шахтах и рудниках стоимость дренажных и водоотливных установок достигает 20-40% от себестоимости по полезного ископаемого. Наличием подземных вод в значительной мере определяются и инженерно-механические свойства горных пород.

Перспективы развития горной промышленности Донбасса связаны с освоением глубоких горизонтов. В настоящее время средняя

4

глубина ведения горных работ на шахтах Донбасса превысила 750 м, а отдельные угольные пласты разрабатываются на глубинах 900 – 1200 м и более.

С увеличением глубины ухудшаются горно-геологические условия разработки угольных пластов, повышается горное давление, температура, метанообильность, снижается устойчивость горных выработок, растет количество выбросов газа.

Осложнение горно-геологических условий нарушает нормальный технологический режим работы горного предприятия, требует разработки и применения новых технических решений и технологий.

Поэтому основной задачей курса «гидрогеология и инженерная геология», применительно к эксплуатации горных предприятий, является прогнозирование геологических процессов, вызываемых производственной деятельностью человека и разработка мероприятий, обеспечивающих нормальную работу горнодобывающих предприятий.

Структура курса

Расширение знаний о гидрогеологии и инженерной геологии, привели к выделению научных направлений дисциплины.

Самостоятельными научными разделами гидрогеологии являются:

1. Общая гидрогеология – изучает происхождение, размещение, движение подземных вод и процессы их взаимодействия с горными породами, особенности физических свойств и химического состава подземных вод, находящихся во взаимодействии с поверхностными водами Земли.

2. Динамика подземных вод исследует закономерности движения подземных вод, режима и баланса подземных

5

вод с целью количественной оценки этого процесса и управления им в нужном направлении.

3. Региональная гидрогеология – изучает закономерности распространения и формирования подземных вод отдельных регионов, разрабатывает принципы гидрогеологического картирования в различных физико-географических условиях.

4. Горнопромышленная гидрогеология изучает подземные воды в связи с освоением месторождений твердых полезных ископаемых для обоснования инженерных мероприятий по предупреждению вредного влияния подземных вод на функционирование объектов горного производства: разработка мероприятий по охране подземных вод от истощения и загрязнения.

Основные разделы инженерной геологии:

1. Инженерная петрография (грунтоведение) исследует свойства горных пород, определяющих их поведение в сфере воздействия инженерных работ и сооружений; методы улучшения свойств пород для строительных целей.

2. Инженерная геодинамика (механика грунтов) изучает геологические процессы и инженерно-геологические явления, определяющие геодинамическую обстановку возведения и эксплуатации сооружений.

3. Региональная инженерная геология оценивает инженерно-геологические условия возведения и эксплуатации различных

сооружений в геологически обособленных регионах.

6

4. Горнопромышленная инженерная геология решает вопросы инженерно-геологического обеспечения при строительстве и эксплуатации горнодобывающих предприятий.