Горная геология

ГОРНАЯ ГЕОЛОГИЯ (а. rock geology; н. Gebirgsgeologie; ф. gйologie miniere; и. geologia minera) — наука, занимающаяся исследованием закономерностей развития геологических факторов и горно-геологических явлений при разработке месторождений полезных ископаемых. Развивается горная геология на стыке геологии и горного дела на базе методических основ инженерной геологии и геомеханики; включает горную гидрогеологию, горную геокриологию, горную геофизику, нефтегазопромысловую геологию и др.

Основная цель горной геологии – геологическое обеспечение горного производства при проектировании, строительстве, эксплуатации и ликвидации предприятий горнодобывающих отраслей промышленности. Горная геология подготавливает геологическую информацию для оценки степени влияния геологических и горно-геологических факторов на технику и технологию горных работ, прогноза горно-геологических условий освоения месторождений полезных ископаемых, а также выдаёт рекомендации для разработки комплекса мероприятий по предотвращению отрицательного воздействия природных факторов и явлений на горные работы, обеспечивающих эффективное и безопасное их ведение, добычу кондиционной продукции, охрану недр и геологической среды. 

Горная геология занимается решением как теоретических, так и прикладных задач. Теоретические задачи включают исследования характеристик геологических факторов и горно-геологических явлений, происходящих в массиве горных пород и в выработках; закономерностей развития горно-геологических явлений при ведении горных работ; степени влияния геологических факторов и горно-геологических явлений на технику и технологию горных работ, качество добываемого полезного ископаемого и его потери; степени влияния горнодобывающих предприятий на геологическую среду. В них входит также обоснование горно-геологической модели разрабатываемого месторождения.

Горная геология использует комплекс методов, включающий в основном теоретический анализ, лабораторные исследования и эксперименты, натурные наблюдения и измерения. Одновременно с изучением геологических факторов и горно-геологических явлений обобщаются основные горнотехнические показатели разработки полезных ископаемых (обычно используются расчётные и фактические нагрузки на добычной забой). Данные о геологических факторах, горно-геологических явлениях и горнотехнических показателях кодируются и на базе ЭВМ разрабатывается информационно-поисковая система для выявления корреляционных зависимостей между основными геологическими факторами или горно-геологическими явлениями и технико-экономическими показателями работы горных предприятий. По графикам корреляционных зависимостей разрабатываются градации показателей геологических факторов и горно-геологических явлений, характеризующих степень влияния их на технологические показатели. Проводится типизация по одной или группе факторов, при этом ограничиваются 3-5 типами сложности показателей.

Решение прикладных задач включает; оценку горно-геологических условий строительства горных предприятий и эксплуатации месторождений; прогноз геологических факторов и горно-геологических явлений и их проявления при ведении горных работ; разработку способов предотвращения или снижения отрицательного воздействия геологических факторов и горно-геологических явлений на технику и технологию горных работ или же использования их положительного влияния в горном производстве, увеличение полноты извлечения запасов из недр и комплексного использования полезных компонентов; охрану геологической среды.

 Исследования геологических условий при освоении месторождений полезных ископаемых проводились со времени становления горнодобывающих отраслей промышленности. Изучались в основном состав, строение, мощности и физико-механические свойства полезных ископаемых и вмещающих пород (чаще по керновым пробам), необходимые для инженерных расчётов (австрийский учёный К. Терцаги, советский учёные Ф. П. Саваренский, Н. М. Герсеванов, Н. А. Цытович, Н. Н. Маслов, С. С. Вялов и др.). С 50-х гг. данные разведки месторождений полезных ископаемых постепенно перестали удовлетворять возрастающим требованиям горного производства, обусловленным большим разнообразием и систематическим усложнением горно-геологических условий осваиваемых месторождений и бассейнов. В горнодобывающих отраслях организуются шахтные, карьерные, промысловые геологические службы, отраслевые геологоразведочные организации для эксплуатационной разведки, а позднее — геологические подразделения в отраслевых научно-исследовательские и проектных институтах для комплексного анализа геологических материалов и разработки рекомендаций по совершенствованию методики и технических средств геологических исследований, техники и технологии горных работ.

По мере накопления отечественного опыта освоения месторождений со сложными геологическими условиями к оценке разведуемых месторождений стали привлекать материалы геологических служб действующих шахт и карьеров-аналогов. Развивались методы "обратных" расчётов для проверки и уточнения показателей свойств горного массива, начали использоваться достижения и методические приёмы смежных горных и естественных дисциплин, что значительно повысило достоверность инженерно-геологического прогноза. Детальное изучение структуры массива горных пород и закономерностей геологических процессов, протекающих в нём при ведении горных работ, позволило разработать с применением геофизических методов основы теории горно-геологических массивов (Н. П. Панюков). В МГРИ развивается теория геологических полей как функция состава, строения и свойств горных пород (Г. К. Бондарик), в ВСЕГИНГЕО — методология инженерно-геологических исследований на стадии разведки месторождений (Г. Г. Скворцов). При горно-геологических исследованиях на месторождениях широко используется оценка дизъюнктивных и пликативных дислокаций, а также трещиноватости горного 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 горных выработок лежат гипотеза свода (М. М. Протодьяконов), теория упругости и строительной механики (А. П. Герман, В. Д. Слесарев и др.), методы механики сплошных сред, вероятностно-статистические методы и др. С учётом теории гидрогеохимической природы карста, развития структурной и фильтрационной анизотропии в горном массиве (Д. С. Соколов, М. С. Газизов и др.) определяется роль карстовых нарушений в горном деле.

Существенно повышается роль горно-геологических исследований при охране геологической среды (Е. М. Сергеев), а также при решении проблем безотходной и малоотходной технологий, предусматривающих комплексное использование твёрдых, жидких и газообразных отходов при добыче полезных ископаемых (Б. Н. Ласкорин и др.). Горная геология решает теоретические и прикладные вопросы прогнозирования геологических нарушений, обводнённых и выбросоопасных зон, газо- и гидродинамических явлений и т.д. Повышена достоверность прогноза с использованием геологических, гидрогеологических, инженерно-геологических и геофизических методов. Дальнейшее развитие теории ритмичности строения угленосной толщи (Ю. А. Жемчужников) позволило разработать методы прогноза устойчивости кровли выработок на базе литолого-фациально-палеогеографического картирования и фациально-фазового (парагенетического) изучения геологических разрезов (А. Г. Кобилев). На базе разведанных данных эти вопросы решаются также с использованием вероятностно-статистического метода (Б. В. Смирнов), литолого-петрографических исследований (С. И. Малинин) и др.

Совершенствование технологии горных работ и особенно техническое перевооружение горнодобывающих отраслей промышленности СССР ставят перед горной геологией задачи комплексного изучения массива горных пород с толщей полезных ископаемых на всех стадиях освоения месторождений, мобильной и объективной оценки геологических факторов и прогнозирования последствий их проявления. Эти задачи необходимо решать при различных способах вскрытия и системах разработки месторождений, разрушения горных пород и управления горным давлением, при методах подготовки и использования добываемого сырья, а также охраны недр и геологической среды.