Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 2013, № 5 (спецвып.)

ÏÐÅÏÐÈÍÒ

2 0 1 3
«
РНАЯ КНИГА»
ГО
ИЗДАТЕЛЬСТВО
МОСКВА

А.С. Батугин
Е.В. Хотченков

МЕТОД
ГОРНОЭКОЛОГИЧЕСКОГО
МОНИТОРИНГА,
УЧИТЫВАЮЩИЙ
ВЛИЯНИЕ
ГЕОДИНАМИЧЕСКИ
ОПАСНЫХ ЗОН (ГОЗ)
НА РАЗВИТИЕ КАРСТОВЫХ
ПРОЦЕССОВ

При многих видах строительства и ведении горных работ запускаются процессы, ведущие к активизации карста. При деятельности, связанной с недропользованием, мониторинг карста предусмотрен инструктивными и нормативными документами. В сложившейся практике проведения мониторинга в основном происходит лишь только фиксация новых карстовых образований.  

Ключевые слова: суффозия, карст, мониторинг, геодинами
чески опасные зоны (ГОЗ), геофизические методы исследований, 
категории устойчивости территории. 

 
 
 
 
Активизация карстовых процессов при ведении горных 
работ наносит огромный ущерб окружающей среде горнопромышленных районов, что ощущается далеко за пределами горных отводов. Происходит поглощение поверхностных вод и сброс их после прохождения через горные выработки в водоемы без надлежащей очистки, нарушение земель карстовыми провалами и вывод их из хозяйственного 
оборота, деформация сооружений и инженерных коммуникаций и др. 
Для оценки влияния горного производства на окружающую среду предусмотрен комплекс мероприятий по 
горно-экологическому мониторингу, осуществляющемуся в 
соответствии с нормативными документами. Однако в настоящее время нет документов, где бы рекомендовался 
комплекс методов, направленный на цели непосредственно 
мониторинга карстовых процессов, а не масштабных геологических изысканий. 
В сложившейся практике проведения мониторинга карстовых процессов в основном происходит лишь только 
фиксация новых карстовых образований, так как службы 
мониторинга не располагают необходимыми ресурсами для 
проведения полноценного мониторинга карстовых процессов. Таким образом, для обеспечения регулярных наблюдений и прогноза развития карстовых процессов при освоении 

недр, системного использования накопленных знаний, повышения эффективности мониторинга и геоэкологического 
обоснования рационального использования природных ресурсов необходимы исследования, направленные на совершенствование карстово-экологической составляющей горно-экологического мониторинга. 
В результате проведенных исследований выявлено, что 
технико-природные карстовые процессы на территориях 
горнодобывающих объектов, комплексов промышленной и 
гражданской застройки имеют закономерность структурной 
приуроченности к геодинамически опасным зонам (ГОЗ). 
Исследования проведены на 5 участках, где на основе 
работ по геодинамическому районированию выделены геодинамически опасные зоны и дифференцированно посчитаны плотности технико-природных карстовых явлений территорий. 
По итогам исследования видно, что при относительно 
небольшой площади ГОЗ,  удельная плотность карстовых 
явлений в них на всех исследуемых участках в 3,55−15,39 
раз выше, чем вне ГОЗ.  
Таким образом, выявлена закономерность существенного увеличения удельной плотности технико-природных 
карстовых явлений в ГОЗ.  
На основе установленной закономерности можно определить выявляемые геодинамически опасные зоны в пределах горнодобывающих предприятий в качестве индикаторных участков для определения степени активности карста. 
Другими словами активизация технико-природных карстовых процессов всей изучаемой территории должна более 
контрастно проявляться в пределах ГОЗ, и ведение системного мониторинга целесообразно именно на данных участках. 
Категория устойчивости территории по значениям 
плотности карстовых явлений на км2 определяется в соответствии с ТСН-302-50-95 СНиП 22-02-2003. Однако при 
отнесении территории к определенной категории устойчи

вости не учитывается, что плотность карстовых явлений в 
ГОЗ выше, чем вне ГОЗ. В диссертационной работе предложено оценивать категории устойчивости отдельно для 
ГОЗ ρгоз = Nгоз / Sгоз и остальных участков ρвне гоз = (Nобш − 
Nгоз) / (Sобш − Sгоз). 
Данные расчетов (табл. 1) также показывают, что участки относятся к разным категориям устойчивости, а это 
является решающим критерием, определяющим возможность хозяйственного использования площадей и рационального использования материальных и природных ресурсов. При определении категорий устойчивости территории 
по средним значениям возникают ошибки, связанные с недооценкой влияния ГОЗ.   
 
Таблица 1 
Сводная таблица удельных плотностей карстовых явлений  
на исследуемых участках 
 
Исследуемый 
участок 

Средняя удельная 
плотность карстовых явлений; 
ρср, (явл./км2) 
 
− 
Категория устойчивости территории 

Удельная плотность карстовых 
явлений, произошедших вне ГОЗ; 
ρ1, (явл./км2) 
− 
Категория устойчивости территории 

Удельная плотность карстовых 
явлений, произошедших в ГОЗ;     
ρ2, (явл./км2) 
− 
Категория устойчивости территории 

СУБР 
10,7  
 II категория 
9,87  
 III категория 
35  
 II категория 

ЮБР 
0,358  
 IV категория 
0,13  
 IV категория 
2  
 III категория 

Участок 
Mineral 
Beach 

192,6  
 I категория 
131  
 I категория 
536,5  
 I категория 

Участок 
Ein-Gedi 
33,33 
 II категория 
23,53 
 II категория 
103,3  
 I категория 

Трасса 
метрополит
ена (г. Уфа) 

5,42  
 III категория 
 

3,91  
 III категория 
14,29  
 II категория 

В табл. 1 приведены данные по средней плотности карстовых явлений на изученных автором территориях (объектах), а также по плотности в геодинамически опасных зонах 
и вне геодинамически опасных зон. Они демонстрируют 
изменение категории устойчивости в ГОЗ и вне ГОЗ на основе расчета удельных плотностей карстовых явлений на 
исследуемых участках.  
На основе проведенных исследований авторами разработан метод горно-экологического мониторинга, заключающийся в выделении ГОЗ в качестве индикаторных участков наблюдения за развитием карстовых процессов; выполнении мониторинговых работ рациональным набором 
геофизических методов; дифференцированном определении 
категорий устойчивости в ГОЗ и вне ГОЗ; разработке практических рекомендаций по безопасному размещению инженерных сооружений и рациональному использованию природных ресурсов. 
С целью отображения последовательности действий в 
рамках данного метода мониторинга составлена функциональная схема горно-экологического мониторинга карстовых процессов при освоении недр и земной поверхности 
(рис. 1).  
На соблюдении последовательности мероприятий данной 
функциональной 
схемы 
основан 
метод 
горноэкологического мониторинга, который дает более объективное геоэкологическое обоснование для безопасного размещения инженерных сооружений и позволяет рационально 
использовать природные ресурсы.  
 
 
 
 

Рис 1.  Функциональная схема метода горно-экологического мониторинга, учитывающего влияние геодинамически опасных зон 
(ГОЗ) на развитие карстовых процессов 

1. Сбор данных о характере карстовых процессов территории объекта 
Данные карстологических исследований регионального и локального уровней; 
Данные, полученные на предпроектной и проектной стадиях строительства 
объекта недропользования 

2. Выполнение работ по геодинамическому районированию территории объекта 
Выделение геодинамических блоков; 
Определение границ геодинамически опасных зон (ГОЗ) 

3. Проведение комплекса геофизических исследований в ГОЗ 
− электроразведка (метод вертикального электрического зондирования 
(ВЭЗ), электропрофилирование (ЭП)); 
− газово-эманационная съемка (метод газовой томографии). 
Объемы работ определяются в соответствии с СП 11-105-97 

4. Определение динамики развития карстовых процессов в ГОЗ 
Анализ данных, полученных комплексом геофизических исследований в 
ГОЗ; 
Сравнение с данными предыдущих исследований (в том числе с данными, 
полученными на предпроектной и проектной стадиях строительства по направлениям оценки (геофизическое, геохимическое, геодинамическое и ресурсное)) 

5. Определение категорий устойчивости территории в ГОЗ, вне 
ГОЗ и выработка рекомендаций 
Прекращение работ  до повторного исследования; 
Изменение объемов исследовательских работ (постановка дополнительных 
или уточняющих методов; увеличение детальности работ;  проведение исследований вне ГОЗ; организация регулярной системы наблюдений с необходимой детальностью и параметрами измерений); 
Организация противокарстовых мероприятий; 
Рекомендации по дальнейшему строительству; 
Рекомендации по ведению горных работ. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
 
1. Абаимов 
В.В., 
Хотченков 
Е.В. 
Анализ 
состояния 
экологогеологического мониторинга окружающей среды и прогноза чрезвычайных ситуаций для объектов добывающей промышленности. Горный информационноаналитический бюллетень. №7 М.: МГГУ, 2009. 5 стр. 
2. Батугина И.М., Петухов И.М. Геодинамическое районирование месторождений при проектировании и эксплуатации рудников.— М.: Недра, 1988, 167 с. 
3. Временное положение о горно-экологическом мониторинге 
4. Геодинамическое районирование недр. Методические указания (под 
редакцией И.М. Петухова и И.М. Батугиной). — Л.гВНИМИ, 1990, 112 с. 
5. Петухов И.М., Батугина И.М. Геодинамика недр. — М.: «Недра Коммюникейшенс ЛТД» 1999, 288 с. 
6. Титова А.В., Хотченков Е.В. Возможности прогноза чрезвычайных ситуаций при анализе эколого-геологического мониторинга окружающей среды 
для объектов добывающей промышленности // Геология: история, теория, практика. Тезисы докладов. М.: ГГМ РАН, 2009. С. 251-253. 
7. Хотченков Е.В. Современные подходы к исследованию геологического пространства при детальном изучении динамики развития карстовых процессов // Геология: история, теория, практика. Тезисы докладов. М.: ГГМ РАН, 2009. С. 261−263. 
8. Хотченков Е.В., Родионова З.И., Хотченков В.В. Возможности комплексирования различных методов изучения геологической среды с целью повышения эффективности эколого-геологического мониторинга и прогноза чрезвычайных ситуаций для объектов нефтяной и газовой промышленности. Горный 
информационно-аналитический бюллетень. №5 М.: МГГУ, 2007. 3 стр. 
9. Шабаров А.Н. Научные основы геологического обеспечения безопасной отработки пластовых месторождений в геодинамически опасных зонах: 
диссертация ... доктора технических наук: 25.00.16 Санкт-Петербург, 2004. − 
502 c. : 71 04-5/593 
 
CONTENT 
Batugin A.S., Khotchenkov E.V. 
IMPROVEMENT OF MINING AND ENVIRONMENTAL MONITORING OF 
KARSTIC PROCESSES IN THE TIME OF MASTERING SUBSOILS AND 
EARTH SURFACE ......................................................................................................3 
With many types of constructing and condact of mining works the processes that lead 
to activate karst are started. The monitoring of karst is provided by instructional and 
normative documents for the actions that connected with subsoil using. In formed 
practice of holding the monitoring only fixation of new karstic formation takes place. 
Keywords: piping, karst, monitoring, heodinamic dangerous areas, geophysical 
methods of research, categories of stability of territory. 
 
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ 
Батугин Андриан Сергеевич − доктор технических наук, Московский государственный горный университет, ud@msmu.ru 
Хотченков Евгений Викторович − Государственный геологический музей им. 
В.И. Вернадского РАН, info@msk.sgm.ru

ÏÐÅÏÐÈÍÒ

119
Москва,
Ленинский проспект, 6,
здательство
Телефон ( 9 ) 23 - 7-80; факс ( 95) 956-90-40;
тел./факс ( 95) 737-32-65

049
и
«Горная книга»
4 9
0 2
4
4

Горный
информационно-аналитический бюллетень
научно-технический журнал)
Отдельные статьи (специальный выпуск)
(

Компьютерная верстка и подготовка
оригинал-макета
Дизайн обложки
Зав. производством
Полиграфическое производство

Е.Б. Капралова
Н.Д. Уробушкина
.Н.

О.Ю. Долгошеева

Л
Файнгор

Подписано в печать
.20
. Формат 60 90/16.
Бумага офсетная
1. Гарнитура «Times».
Печать трафаретная на цифровом дупликаторе.
Усл. печ. л.
5. Тираж 500 экз. Заказ

19.03
13
х

0,
2661

№

Отпечатано в типографии
Издательства «Горная книга»

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ГОРНАЯ КНИГА»

Выпущено в авторской редакции

Андриан Сергеевич
Евгений Викторович
Батугин
Хотченков

МЕТОД ГОРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО
МОНИТОРИНГА, УЧИТЫВАЮЩИЙ
ВЛИЯНИЕ ГЕОДИНАМИЧЕСКИ
ОПАСНЫХ ЗОН (ГОЗ) НА РАЗВИТИЕ
КАРСТОВЫХ ПРОЦЕССОВ