Горная геология
(a. rock geology; н. Gebirgsgeologie; ф. geologie miniere; и. geologia minera) — наука, занимающаяся исследованием закономерностей развития геол. факторов и горн.-геол. явлений при разработке м-ний п. и. Развивается Г. г. на стыке геологии и горн. дела на базе методич. основ инж. геологии и геомеханики; включает Горную гидрогеологию, горн. геокриологию, горн. геофизику, нефтегазопромысловую геологию и др. Осн. цель Г. г. — геол. обеспечение горн. произ-ва при проектировании, стр-ве, эксплуатации и ликвидации предприятий горнодоб. отраслей пром-сти. Г. г. подготавливает геол. информацию для оценки степени влияния геол. и горн.-геол. факторов на технику и технологию горн. работ, прогноза горн.-геол. условий освоения м-ний п. и., а также выдаёт рекомендации для разработки комплекса мероприятий по предотвращению отрицат. воздействия природных факторов и явлений на горн. работы, обеспечивающих эффективное и безопасное их ведение, добычу кондиционной продукции, охрану недр и геол. среды.
Г. г. занимается решением как теоретических, так и прикладных задач. Теоретич. задачи включают исследования характеристик геол. факторов и горн.-геол. явлений, происходящих в массиве г. п. и в выработках; закономерностей развития горн.-геол. явлений при ведении горн. работ; степени влияния геол. факторов и горн.-геол. явлений на технику и технологию горн. работ, качество добываемого п. и. и его потери; степени влияния горнодоб. предприятий на геол. среду. В них входит также обоснование горн.-геол. модели разрабатываемого м-ния. Г. г. использует комплекс методов, включающий в осн. теоретич. анализ, лабораторные исследования и эксперименты, натурные наблюдения и измерения. Одновременно с изучением геол. факторов и горн.-геол. явлений обобщаются осн. горн.-техн. показатели разработки п. и. (обычно используются расчётные и фактич. нагрузки на добычной забой). Данные о геол. факторах, горн.-геол. явлениях и горн.-техн. показателях кодируются и на базе ЭВМ разрабатывается информационно-поисковая система для выявления корреляционных зависимостей между осн. геол. факторами или горн.-геол. явлениями и технико-экономич. показателями работы горн. предприятий. По графикам корреляционных зависимостей разрабатываются градации показателей геол. факторов и горн.-геол. явлений, характеризующие степень влияния их на технол. показатели. Проводится типизация по одному или группе факторов, при этом ограничиваются 3-5 типами сложности показателей.
Решение прикладных задач включает; оценку горн.-геол. условий стр-ва горн. предприятий и эксплуатации м-ний; прогноз геол. факторов и горн.-геол. явлений и их проявления при ведении горн. работ; разработку способов предотвращения или снижения отрицат. воздействия геол. факторов и горн.-геол. явлений на технику и технологию горн. работ или же использования их положит. влияния в горн. произ-ве, увеличение полноты извлечения запасов из недр и комплексного использования полезных компонентов; охрану геол. среды.
Исследования геол. условий при освоении м-ний п. и. проводились со времени становления горнодоб. отраслей пром-сти. Изучались в осн. состав, строение, мощности и физико-механич. свойства п. и. и вмещающих пород (чаще по керновым пробам), необходимые для инж. расчётов (австр. учёный К. Терцаги, сов. учёные Ф. П. Саваренский, H. M. Герсеванов, Н. А. Цытович, H. H. Маслов, С. С. Вялов и др.). С 50-х гг. данные разведки м-ний п. и. постепенно перестали удовлетворять возрастающим требованиям горн. произ-ва, обусловленным большим разнообразием и систематич. усложнением горн.-геол. условий осваиваемых м-ний и бассейнов. В горнодоб. отраслях организуются шахтные, карьерные, промысловые геол. службы, отраслевые геол.-разведочные организации для эксплуатац. разведки, а позднее — геол. подразделения в отраслевых н.-и. и проектных ин-тах для комплексного анализа геол. материалов и разработки рекомендаций по совершенствованию методики и техн. средств геол. исследований, техники и технологии горн. работ. По мере накопления отечеств. опыта освоения м-ний со сложными геол. условиями к оценке разведуемых м-ний стали привлекать материалы геол. служб действующих шахт и карьеров-аналогов. Развивались методы "обратных" расчётов для проверки и уточнения показателей свойств горн. массива, начали использоваться достижения и методич. приёмы смежных горн. и естеств. дисциплин, что значительно повысило достоверность инж.-геол. прогноза. Детальное изучение структуры массива г. п. и закономерностей геол. процессов, протекающих в нём при ведении горн. работ, позволило разработать с применением геофиз. методов основы теории горн.-геол. массивов (Н. П. Панюков). В МГРИ развивается теория геол. полей как функция состава, строения и свойств г. п. (Г. К. Бондарик), в ВСЕГИНГЕО — методология инж.-геол. исследований на стадии разведки м-ний (Г. Г. Скворцов). При горн.-геол. исследованиях на м-ниях широко используется оценка дизъюнктивных и пликативных дислокаций, а также трещиноватости горн. массива, базирующихся на теории образования разрывных нарушений. Последняя разработана на основе достижений структурной геологии, геомеханики, тектонофизики и физики (В. В. Белоусов, М. В. Гзовский и др.). В основе оценки устойчивости горн. выработок лежат гипотеза свода (M. M. Протодьяконов), теория упругости и строит. механики (А. П. Герман, В. Д. Слесарев и др.), методы механики сплошных сред, вероятностно-статистич. методы и др. С учётом теории гидрогеохим. природы карста, развития структурной и фильтрационной анизотропии в горн. массиве (Д. С. Соколов, М. С. Газизов и др.) определяется роль карстовых нарушений в горн. деле.
Существенно повышается роль горн.-геол. исследований при охране геол. среды (E. M. Сергеев), а также при решении проблем безотходной и малоотходной технологий, предусматривающих комплексное использование твёрдых, жидких и газообразных отходов при добыче п. и. (Б. Н. Ласкорин и др.). Г. г. решает теоретич. и прикладные вопросы прогнозирования геол. нарушений, обводнённых и выбросоопасных зон, газо- и гидродинамич. явлений и т.д. Повышена достоверность прогноза с использованием геол., гидрогеол., инж.-геол. и геофиз. методов. Дальнейшее развитие теории ритмичности строения угленосной толщи (Ю. А. Жемчужников) позволило разработать методы прогноза устойчивости кровли выработок на базе литолого-фациально-палеогеографич. карти- рования и фациально-фазового (парагенетического) изучения геол. разрезов (А. Г. Кобилев). На базе развед. данных эти вопросы решаются также с использованием вероятностно-статистич. метода (Б. В. Смирнов), литолого-петрографич. исследований (С. И. Малинин) и др.
Совершенствование технологии горн. работ и особенно техн. перевооружение горнодоб. отраслей пром-сти СССР ставят перед Г. г. задачи комплексного изучения массива горн. пород с толщей п. и. на всех стадиях освоения м-ний, мобильной и объективной оценки геол. факторов и прогнозирования последствий их проявления. Эти задачи необходимо решать при разл. способах вскрытия и системах разработки м-ний, разрушения г. п. и управления горн. давлением, при методах подготовки и использования добываемого сырья, а также охраны недр и геол. среды.
Литература: Васильев С. П., Шахтная геология угольных месторождений, М., 1955; Жданов M. A., Нефтегазопромысловая геология, М., 1962; Альбов М. Н., Быбочкин А. М., Рудничная геология, 2 изд., М., 1973; Глушко В. Т., Кирничанский Г. Т., Инженерно-геологическое прогнозирование устойчивости выработок глубоких угольных шахт, М., 1974; Tакранов Р. A., Геологические работы на угольных карьерах, М., 1975; Смирнов Б. В., Теоретические основы и методы прогнозирования горно-геологических условий добычи полезных ископаемых по геологоразведочным данным, М., 1976; Кравцов А. И., Трофимов A. A., Шахтная геология, М., 1977; Горная наука и рациональное использование минерально-сырьевых ресурсов, М., 1978.
М. С. Газизов.