Антропогенные воздействия на горные породы их массивы и недра

Антропогенные воздействия на горные породы их массивы и недра

Горные породы – природные агрегаты минералов более или менее постоянного минералогического и химического состава, которые образуют самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору.

В процессе инженерно-хозяйственной деятельности человека горные породы, слагающие верхнюю часть земной коры, в той или иной степени претерпевают: сжатие, растяжение, сдвижение, водонасыщение, вибрации и др. воздействия.

К числу основных антропогенных воздействий на горные породы относятся: статические и динамические нагрузки, тепловое и электрическое воздействия.

Статические нагрузки возникают при строительстве зданий и сооружений. При этом образуется зона активного изменения горных пород, достигающая глубины 70-100 м.

К динамическим нагрузкам относятся вибрации, удары, толчки и др. явления, которые типичны при работе транспорта, строительных машин, заводских механизмов и др. Наиболее чувствительны к сотрясению рыхлые породы (пески, торф и др.). Прочность этих пород заметно снижается, они уплотняются. Кроме того, возможно внезапное разжижение и образование оползней, отвалов и др. неблагоприятных процессов.

Взрывы (производимые при строительстве дорог, добыче ископаемых и др.), также относящиеся к динамическим нагрузкам и сходны по своему действию с сейсмическими воздействиями. Очень часто в результате взрывов возникают оползни, обвалы, осыпи и др.

Тепловое воздействие обычно возникает при подземной газификации углей и в основании доменных и мартеновских печей. При этом температура пород может повышаться до 40-50- 100°С. В результате породы стекают, каменеют и утрачивают первоначальные свойства.

Электрическое воздействие создает электрифицированный транспорт, ЛЭП и др. Это воздействие порождает блуждающие токи и поля, изменяющие электропроводность, электросопротивляемость и другие электрические свойства пород.

Воздействия на массивы горных пород приводят к таким ущербообразующим процессам как оползни, карст, подтопление и т.п.

Оползни – скольжение горных пород вниз по склону под действием собственного веса и нагрузки (сейсмической, вибрационной и др.). Оползни нарушают массивы горных пород, негативно влияют на поверхностный сток, нарушают почвенный покров, могут привести к человеческим жертвам.

Карст – явления и процессы, возникающие в горных породах, растворяемых природными водами. Карст характеризуется комплексом поверхностных (карстовые воронки, желоба, котловины и др.) и подземных (пещеры, полости, ходы) форм рельефа. Карстовые пещеры могут быть и уникальными памятниками природы, где располагаются сталактиты и сталагмиты.

Карст широко распространен в мире и в России (Сев. Кавказ, Башкирия, Московская область).

Подтопление – повышение уровня грунтовых вод. Наблюдается подтопление при строительстве водохранилищ, авариях на подземных коммуникациях. Подтопление приводит к переувлажнению и заболачиванию массивов горных пород. При подтоплении активизируются оползни, карст, возрастает сейсмическая активность.

Недра – это верхняя часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезных ископаемых. Недра это: источник минерально-сырьевых и энергетических природных ресурс; место захоронения вредных веществ, отходов производств; хранилище нефти и газа; среда возведения подземных сооружений; особо охраняемые природные территории (карстовые пещеры).

Экологическое состояние недр определяется, прежде всего, силой и характером воздействия на них человеческой деятельности. В современный период масштабы антропогенного воздействия на земные недра огромны. За один год в мире извлекается и перерабатывается более 150 млрд. т горных пород, откачиваются миллионы кубометров подземных вод, накапливаются горы отходов.