Геоэкологические аспекты технологических воздействий на защитные функции вмещающих пород

Московский Государственный
горный университет

Геотехнология и экологическая защита
подземного пространства и окружающей среды
(спец. курс для горных инженеров)

Профессор, доктор технических наук
Шищиц И.Ю.
Всероссийский проектноизыскательский
и научноисследовательский институт
промышленной технологии «ВНИПИпромтехнологии»

Редколлегия

Шищиц И.Ю.

ГЕОТЕХНОЛОГИЯ
И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА
ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА
И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
(спец. курс для горных инженеров)

Издательство Московского
Государственного горного университета
2010

УДК
ББК
Ш

Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным
для взрослых» СанПиН 1.2.1253–03, утвержденным Главным государственным
санитарным врачом России30 марта 2003 г. (ОСТ 29.124–94). Санитарноэпидемиологическое заключение Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека № 77.99.60.953.Д.012634.11.08

Шищиц И.Ю.
Ш
Геотехнология и экологическая защита подземного
пространства и окружающей среды (спец. курс для горных
инженеров). — М.: Издво Московского Государственного горного университета, 2010. — 128 с.
ISBN
ISBN
В представленной работе изложено содержание учебного курса
при подготовке горных инженеровгеотехнологов, осуществляющих
деятельность в подземных условиях с применением различных технологий в подземном пространстве и их влияние на экологические
последствия при их размещении и эксплуатации. Рассмотрены современные направления технологий и их влияние на экологию подземного пространства и окружающую среду. Представлены основные
положения нового направления технологической геотехнологии, принципы, критерии и требования безопасности, обосновывающих надежность и безопасность геотехнологий, определены научные основы
направления технологической геотехнологии. Определены функции
геологической среды. Определены требования к формированию знаний при подготовке горных инженеров. Представлено содержание
предлагаемого курса.
Содержание публикации полезно при подготовке специалистов,
аспирантов и может быть использовано в практической работе.

УДК
ББК

ISBN
ISBN
© И.Ю. Шищиц, 2010
© Издательство «Горная книга», 2010
© Издательство МГГУ, 2010
© Дизайн книги. Издательство МГГУ,
2010

Поводом для изложения данной работы явились современные оценки и анализ учебного процесса при подготовке
специалистов горнотехнологического профиля по специальностям «Подземное и шахтное строительство» и «Разработка
подземных ископаемых» в основном по научным и технологическим направлениям технологических процессов при создании подземных производств.
При защите дипломных проектов в части охраны недр
вопросы по этим направлениям не освещаются, и главным
направлением дипломных работ являются направления, связанные только с обоснованиями технологии подземных работ,
а иногда связанные с развитием геомеханики, буровзрывных
работ, водоотлива, вентиляции и т.п.
Вместе с тем во многих случаях при завершении работ
консервация отработанных объектов завершается минимальными превентивными мерами без учета долговременного влияния
горных технологий на вмещающую, а за ней и окружающую
среду, которые подверглись влиянию техногенных воздействий.
Таким образом, отрабатываемое и отработанное подземное
пространства подвергается привносимым в них воздействиям
буровзрывных работ, развитию техногенных воздействий гидрогеологических процессов, геохимических изменений минералов, вредного влияния складируемых в отвалах отбитых пород
на окружающую природную среду, в ряде технологий влиянием температурных процессов на породы и т.п.
В результате недооценки технических влияний на массив
горных пород возможно возникновение аварийных ситуаций
с существенными осложнениями, которые заранее не предусматривались. В этом отношении характерной является ава5

ВВЕДЕНИЕ

рия на Березниковском месторождении калийных солей с затоплением подземных выработок, обрушением горных пород
и деформированием поверхности.
В таких ситуациях горных инженерытехнологи, ответственные за выполнение горных работ и особенностей техногенного на них воздействия должны оценивать мероприятия
по их нейтрализации и не допускать аварийных ситуаций.
Таким образом, формирование комплексных знаний горных инженеровтехнологов не должно ограничиваться только
геотехнологическими и примыкающими к ним знаниями, но
в равной степени должно сочетаться с геотехнологическими
функциями в реальных условиях деятельности основного горного производства. При этом производственная деятельность
в этом ракурсе должна быть открытой не только узким кругом специалистов, но и быть достоянием населения.
Изложенный ниже курс для современного круга горных
инженеровтехнологов должен содержать знания нормативнозаконодательных актов, ряд вопросов по смежным дисциплинам, новые знания в области инженерной геоэкологии,
в том числе для ряда новых горных геотехнологий, что в результате позволит формировать мировоззренческие взгляды
и профессиональную позицию на существующие тенденции
в горном производстве в условиях устойчивого развития в условиях охраны среды обитания и производства.
Рассмотрим некоторые проблемы развития и формирования профессиональных знаний современных специалистов.

Минувшее ХХ столетие в силу социальных, демографических, экономических, стратегических и многих других причин, связанных с ускорением научнотехнического прогресса, необходимости увеличения промышленного потенциала
во многих странах мира привело к резкому развитию традиционных и новых технологий практически во всех отраслях
промышленности. Это вызвало небывалые по масштабности
развития промышленные, урбанистические и другие производства, связанные с масштабными изменениями окружающей
природной среды, определяющей обеспечение потребностей
человечества не столько в настоящее время, но, главным образом, в недалеком будущем.
Впервые перед человечеством в полном объеме встала
проблема выживания, что потребовало определения путей и
методов устойчивого развития и пересмотра отношения к потреблению естественных (природных) ресурсов, общее количество которых является ограниченным и предопределенным
возникновением и формированием планеты Земля.
Глобальными источниками жизнеобеспечения на Земле
являются атмосфера, гидросфера, растительный и животный
мир и геосфера. При этом недра Земли являются не только
источником жизненно необходимых ресурсов, но и сферой
освоения подземного пространства для совершенно ранее
не предполагаемых целей, то есть его превращением в сферу
многофункционального использования в производственных,
в широком понимании, ресурсном, экологическом, технологическом, урбанистическом и других направлениях.
Разработанная в первой половине ХХ века академиком
В.И. Вернадским естественнонаучная концепция о биосфере

7

1. СОВРЕМЕННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПОДГОТОВКЕ
ГОРНЫХ ИНЖЕНЕРОВГЕОТЕХНОЛОГОВ

и ноосфере в качестве стратегии выживания человечества признана и принята мировым сообществом. Вводя в обиход понятие ноосфера В.И. Вернадский под этим понимал высшую
стадию развития биосферы, связанную с возникновением и
становлением в ней цивилизованного человечества, с периодом, когда разумная человеческая деятельность становится
главным и определяющим фактического развития на Земле.
Это предопределяет необходимость осознания во всей полноте и воплощения в жизнь законов сохранения биосферы,
не превышая ее емкость [1]. Отмечалось, что имеет место
«убежденность людей, поверхностно знающих предмет, что
способность биосферы к устойчивости и саморегулированию
почти беспредельна, что с техногенными и критическими ситуациями природа сама справится, как справлялась она с рядом других глобальных изменений, происходящих на Земле
в ходе ее естественного развития» — является ошибочным.
Таким образом, вопрос о взвешенном, научном и комплексном подходе к проблемам использования подземного пространства, как единого со всей окружающей средой техногенного или природнотехногенного объекта, представляется
единственно правильным и необходимым. Важность такого
подхода со временем увеличивает его актуальность.
Комплексность подхода должна заключаться в том, что обоснование и внедрение той или иной технологии, ее научное
обоснованное развитие должно обосновываться не только
с точки зрения принятия оптимальных технических решений,
но и с точки зрения сопутствующих технических, фундаментально всеобщих (например, механика, математика, физика,
химия и т.п.), смежных (теплотехника, теплофизика, материаловедение, инженерная экология, юриспруденция, медицина,
экономика) и других дисциплин.
Отличительной чертой периода интенсивного развития
промышленности и ее отдельных направлений являлось сосредоточение внимания разработчика на узко направленной
цели, что давало возможность достижения быстро получаемых
результатов, технически совершенных результатов при практическом игнорировании сопутствующих процессов и явле8

ний. Примеров этому достаточно много. Например, массовое
строительство гидростанций на больших реках, освоение месторождений полезных ископаемых подземным и открытым
способами, создание крупных металлургических, химических
и иных комбинатов, развитие атомной энергетики, освоение
космоса и др.
Достижение известных результатов сопровождалось фактическим отсутствием учета сопутствующих процессов, что
привело к значительным ущербам в природе и обществе, которые привели к перекосам в природе и обществе и поставили проблему необходимости сохранения устойчивого развития. Такое положение наиболее характерно для развитых
стран. Ухудшение экологической обстановки привело к тому,
что большая часть общества стала выступать в качестве противников развития новых технологий, руководствуясь принципом NIMBI, что означает «Уберите то или иное производство» или «Где угодно, но не рядом со мной». При этом
отсутствует понимание того, что технический прогресс и его
совершенствование уже невозможно остановить, а если он
даже и будет остановлен, то ликвидация имевших место результатов влияний на природу само по себе представляет также
огромную проблему.
Таким образом, комплексный подход к развитию той или
иной технологии требует перестройки, а, скорее всего, воспитания новой мировоззренческой позиции, как специалистов,
так и всего общества.
Эта позиция должна, на наш взгляд, включать в себя следующие компоненты, определяющие положение и развитие
технического прогресса в технологических отраслях промышленности:

• подготовку грамотных, широко образованных специалистов;
• разработку научных основ используемой технологии;
• четкое понимание необходимости разработки той или
иной технологи, понимание необходимости получения того
или иного продукта для конкретных целей;

9

• соблюдение баланса экономических затрат и прибыли, направленной на развитие производства и удовлетворение потребностей производителя и населения;
• соблюдение принципов экологичности производства;
• соблюдение здорового санитарноэпидемиологического состояния населения;
• соблюдение открытости для населения и общества в
отношении последствий от влияния производственной деятельности;
• проведение социальноэкономических программ, восполняющих неудобства от деятельности промышленных производств;
• воспитание населения и специалистов на позициях высокой моральной (духовной) ответственности за последствия
промышленной деятельности перед будущими поколениями.

Эти и другие компоненты мировоззренческой позиции
должны быть единым составляющим практически во всех
отраслях науки, техники и технологий. Только при их выполнении возможно развитие прогресса, направленного на улучшение жизненных интересов и обеспечения устойчивого развития современного общества.
Нарастающий интерес к использованию подземного пространства сопряжен с увеличивающимся пониманием того,
что оно (подземное пространство) обладает не только ресурсами (хотя и ограниченными), но с течением времени также
представляет растущий интерес для сферы осуществления
многих других производств и технологий.
Важнейшим фактором деятельности специалистов, разрабатывающих и внедряющих современные технологии, является их образованность, включающая в себя:

• знание и понимание фундаментальных дисциплин;
• знание и понимание общетехнических и технологических дисциплин;
• знание и понимание узкопрофильных дисциплин;
• понимание смежных с узкопрофильными дисциплин
и их значение для выполнения основной задачи;

10