Развитие комплексного инженерно-геологического и микробиологического мониторинга на Яковлевском руднике для повышения безопасности ведения очистных работ под неосушенными водоносными горизонтами

• Автор: Алексеев, Иван Викторович
• Шифр специальности: 25.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 269 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИЗУЧЕННОСТИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ЯКОВЛЕВСКОГО РУДНИКА В СВЯЗИ С РАЗВИТИЕМ ГОРНЫХ РАБОТ И ДОБЫЧЕЙ БОГАТЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД
1.1 Оценка уровня достоверности изучения инженерно-геологических и гидрогеологических условий Яковлевского рудника как основы для повышения безопасности ведения горных работ
1.1.1 Понятие безопасности ведения горных работ
1.1.2 Геологическая изученность месторождения
1.1.3 Гидрогеологическая изученность месторождения
1.2 Роль структурно-тектонического фактора в безопасности ведения горных работ
1.3 Инженерно-геологическая оценка БЖР как продукта химического выветривания железистых кварцитов и железорудных сланцев и воздействия на них вторичных процессов
1.3.1 Особенности формирования богатых железных руд КМА
1.3.2 Инженерно-геологическая характеристика богатых железных руд..
1.3.3 Особенности инженерно-геологического строения рудной залежи..
1.3.4 Роль вторичных процессов в изменении состояния и свойств БЖР.
1.4 Роль подземных вод в оценке устойчивости горных выработок и развитии микробных процессов
1.5 Выводы по главе
ГЛАВА 2 ЭНДОГЕННЫЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В РУДНОМ ТЕЛЕ И ПЕРЕКРЫВАЮЩИХ ОТЛОЖЕНИЯХ
2.1 Особенности развития эндогенных процессов в горных выработках Яковлевского рудника и их влияние на активность развития микробиологической деятельности
2.1.1 Особенности проявления радона на горизонтах -370 м и -425 м Яковлевского рудника
2.1.2 Возможность развития радиолиза горных пород, руд и конструкционных материалов
2.1.3 Воздействие радиоактивности на интенсификацию либо ингибирование микробной деятельности
2.2 Источники поступления микробиоты в рудное тело Яковлевского
рудника и факторы ее активизации
2.2.1 Микроорганизмы кор химического выветривания

2.2.2 Привнесенная микробиота
2.2.3 Факторы активизации микробной деятельности в рудном теле
2.3 Закономерности формирования микробных биопленок и их влияние на состояние БЖР и развитие геофильтрационных процессов
2.3.1 Особенности формирования биопленок на дисперсных частицах
2.3.2 Влияние биопленок на состояние БЖР и развитие геофильтрационных процессов
2.4 Деятельность микроорганизмов при разрушении прочных руд и конструкционных материалов
2.4.1 Биохимическое разрушение карбонатного цемента БЖР
2.4.2 Специфика протекания биокоррозионных процессов конструкционных материалов
2.5 Выводы по главе
ГЛАВА 3 СТРУКТУРА И КОНЦЕПЦИЯ КОМПЛЕКСНОГО ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
3.1 Цели и задачи мониторинга
3.2 Особенности проведения в горных выработках комплексного мониторинга по оценке перетекания подземных вод и их влияния на активизацию микробной деятельности
3.2.1 Сравнительная оценка изменения интенсивности перетекания на горизонтах -370 и -425 м и его роль в активизации микробных процессов .
3.2.2 Прогнозирование изменения гидродинамических условий в зависимости от технологии ведения закладочных работ
3.3 Мониторинг экзогенных процессов в горных выработках с учетом микробиологической деятельности
3.3.1 Общие сведения о развитии микробиоты в подземном пространстве.
3.3.2 Особенности изучения деятельности микробиоты на Яковлевском месторождении
3.3.3 Специфика микробиологического мониторинга на руднике
3.4 Выводы по главе
ГЛАВА 4 ВЛИЯНИЕ МИКРОБНОГО ФАКТОРА НА УСТОЙЧИВОСТЬ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
4.1 Результаты визуального обследования горных выработок
4.2 Влияние деятельности микробиоты на конструкционные материалы (по данным анализа водных вытяжек и микробиологического опробования)
4.2.1 Разрушение металлических конструкций
4.2.2 Разрушение бетонов и железобетонов
4.3 Особенности биокоррозионного разрушения в подземных выработках бетонов и металлов по данным методов СЭМ и РФА

4.4 Выводы по главе
ГЛАВА 5 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ИНЖЕНЕРНОГЕОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА С УЧЕТОМ
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ПОДЗЕМНЫХ
ВЫРАБОТКАХ РУДНИКА
5.1 Совершенствование структуры и расширение содержания комплексного инженерно-геологического мониторинга
5.2 Методика полевых исследований для оценки динамики протекания коррозионных процессов путем закладки в БЖР опытных металлических пластин и образцов хлопчатобумажных тканей
5.3 Обоснование положения зон для оценки коррозионной способности подземной среды по отношению к металлам
5.4 Анализ результатов микологических и бактериологических исследований проб БЖР и смывов с опытных металлических пластин
5.5 Анализ результатов экспонирования опытных металлических пластин в богатых железных рудах
5.6 Дополнительные исследования биокоррозиониой активности богатых железных руд
5.7 Методические рекомендации по проведению микробиологического мониторинга в подземных выработках рудника
5.8 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

которые формируются за счет существования разломной тектоники, часто не фиксируемой визуально в рудном теле.
Специфической особенностью Воронежской антеклизы в целом и Яковлевского месторождения в частности является наличие тектонической связи между структурными элементами докембрия, его блоковой тектоники и структурами осадочного чехла. Особенно четко она проявляется на нижних структурных этажах: тектонические нарушения на горизонте минус 425 м в рудах кристаллического фундамента прослеживаются и в нижнекарбоновых отложениях, при этом сохраняется их положение и направление [76].
Помимо трещин тектонического генезиса на Яковлевском руднике выделяют также трещины нетектонические, чье возникновение связано в основном с экзогенными геологическими процессами. Первый вид трещин нетектонического происхождения, которые представлены на месторождении, -литогенетические, сформировавшиеся в процессе образовании осадочной породы. Такие трещины характерны, прежде всего, для филлитовидных и межрудных сланцев, приуроченных преимущественно к висячему боку рудной залежи, а также для нижнекаменноугольных известняков, залегающих непосредственно над рудным телом. Литогенетические трещины подразделяют на трещины напластования и внутренние трещины. Первые ориентированы параллельно напластованию - именно им сланцы обязаны своей способностью к формированию отдельностей. Вторые - внутрислойные литогенетические трещины - перпендикулярны напластованию. Хотя они и являются более частыми, но в сланцах отличаются ничтожной степенью раскрытое. Густота этих трещин зависит от мощности пласта. Более мощные пласты имеют более редкую сеть таких трещин по сравнению с менее мощными. Среднее расстояние между литогенетическими трещинами внутри одного слоя равно примерно удвоенной мощности слоя [4].
С ростом давления в процессе регионального метаморфизма, которому были подвержены докембрийские породы Яковлевского месторождения, литогенетическая трещиноватость напластования уменьшилась. В то же время