Лаборатория оказывает следующие услуги:
Лаборатория определяет следующие физико-механические свойства связных грунтов и скальных пород:
I. По связным грунтам:
1. Плотность
2. Объемная масса
3. Гранулометрический состав гравийно-галечниковых отложений
4. Гранулометрический состав дисперсных грунтов
5. Влажность
6. Гигроскопическая влажность
7. Пластичность
8. Максимальная молекулярная влажность
9. Набухание
10. Размокание
11. Компрессионные испытания
11. Компрессионные испытания
13. Сдвиговые испытания грунтов в естественном состоянии с предварительным уплотнением
14. Сдвиговые испытания грунтов в естественном состоянии без предварительного уплотнения
15. Сдвиговые испытания грунтов в водонасыщенном состоянии с предварительным уплотнением
16. Сдвиговые испытания грунтов в водонасыщенном состоянии без предварительного уплотнения
II. По скальным породам:
1. Плотность
2. Объемная масса
3. Объемная масса
4. Естественная влажность
5. Пористость
6. Предел прочности при расколе
7. Предел прочности при сжатии — в естественном состоянии
8. Угол внутреннего трения
9. Сцепление
10. Предел прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии
11. Коэффициент размягчения
12. Коэффициент крепости по Протодьяконову.
Разрабатывает методики и проводит исследования по изучению инженерно-геологических и гидрогеологических условий месторождений твёрдых полезных ископаемых на разных стадиях разведки, мероприятия по предотвращению негативных последствий развития инженерногеологических процессов и повышению устойчивости горных выработок.
Выполняет исследования по определению физико- механических и других свойств горных пород для обоснования проектирования и строительства инженерных сооружений.
Круг решаемых вопросов инженерно-геологических и гидрогеоло-гических исследований на разных стадиях геологоразведочных работ.
1. Обоснование способов вскрытия и системы разработки, конструкция карьеров и подземных выработок, проектов организации производства строительных (наземных, подземных) работ, оценки устойчивости горных пород в откосах уступов и бортах карьеров, в подземных выработках и отвалах, конструкция крепи и выбора технологических оборудований, системы осушения, мероприятий, предотвращающих негативные последствия при разработке месторождений, свойства направляемых в отвалы горных пород и некондиционных полезных ископаемых (кислотность, засоленность, содержание химическим активных и токсичных веществ, самовозгорание и др.). Они должны базироваться на условия функционирования бинарной системы «геологическая среда – сооружения инженерные работы»: прогноз условия разработки месторождений (инженерно- геологическая характеристика горных пород и их пространственная изменчивости, устойчивость пород в бортах карьеров и подземных выработок, характер инженерно-геологических и гидрогеологических явлений в горных выработках, особенности обводнения горных выработок, общий водоприток, мероприятия по осушению разработок и безопасному ведению горных работ, оценка химического состава дренажных вод); прогнозная оценка влияния горных работ и осушения месторождения на объекты окружающей природной среды (изменение напряженного состояния горно-геологического массива и состояние устойчивости пород, возможности негативных процессов и явлений на территории месторождения и сопредельных площадях, развитие депрессионной воронки, характер режима уровней подземных вод и обусловленные этими изменениями гидрогеологические условия района, загрязнение природных вод, возможность просадки горных пород в результате отработки месторождения и как следствие этого заболачивание поверхности и др.).
2. Обводненность месторождений, требующих предварительного и систематического осушения водоносных горизонтов, зон и комплексов (вынужденные мероприятия, применяемые для обеспечения устойчивости горных пород в горных выработках и безопасности ведения горных работ), нередко значительно изменяют баланс подземных вод, истощают их ресурсы и нарушают условия водоснабжения населенных пунктов, промышленных объектов и сельскохозяйственных мероприятий, которые являются важнейшими задачами, не только гидрогеологической точки зрения, но и инженерно-геологического изучения.
3. Оценка степени техногенных изменений геологической среды в зонах хвостохранилищ и состояние устойчивости их плотин с оценкой кальматации намывной пульпы, а также типизации по вредности выбрасываемых вредных отходов и рекомендации дополнительных объемов для хранения промышленных отходов, улучшению состояния геологической среды в зонах влияния хвостохранилищ.
4. Изучение и оценка состояния геологической среды «промышленного опустынивания» территории горнорудных районов Узбекистана: установление факторов и причин формирования промышленных пустынь; выявление источников, видов, степень деградировано-нарушенных земель и основные негативные компоненты промышленных пустынь; разработка критериев формирования промышленных пустынь и рекомендации по снижению отрицательного влияния горнодобывающей промышленности на геологическую среду в зонах промышленного опустынивания.
5. Рациональное размещение отвалов пустых пород, некондиционных руд (утилизации) гонного производства, оценкой и прогнозом их устойчивости, влияние их на состояние гидрогеологических и инженерно-геологических условий подотвалного хозяйства, а также защитой прилегающих территорий от их вредного влияния.
6. Вопросы о возможности использования горных выработок на отработанных месторождениях или отдельных их участках для объектов различного назначения (гаражей, складов, различных производственных предприятий и др.).
7. азработка предложений и рекомендаций по рациональному использованию геологической среды и ее охране от отрицательного воздействия предприятий горнорудного производства.
8. Кругу нерешенных гидрогеологических и инженерно-геологических вопросов, связанных с разведкой и разработкой нефти, газа и урановых месторождений, которые предусматриваются в перспективе.
В настоящее время лаборатория инженерной геологии и гидрогеологии МТПИ ведет научно-исследовательскую и производственную работу в следующих направлениях:
1. Комплексное инженерно-геологическое и гидрогеологическое исследование МТПИ на стадии геологоразведочных работ на объектах Госкомгеологии и АГМК и НГМК.
2. По теории устойчивости горных выработок; напряженно-деформированного состояния породного массива в связи с образованием карьера и подземной полости; развития инженерно-геологических процессов.
3. Использование состояния породного массива глубоких горизонтов МТПИ и прогноз зоны формирования инженерно-геологических процессов.
4. Изучение водно-физических и механических свойств карьерных и отсыпных грунтов на плотинах водохранилища Республики Узбекистан.
5. В перспективе инженерно-геологические и гидрогеологические работы будут направлены на: — совершенствование инженерно-геологических и гидрогеологических методов изучения и прогнозной оценки глубоких горизонтов рудных месторождений в связи с расширением горных работ на больших глубинах и повышением вероятности возникновения осложнений; — совершенствование методических основ по изучения напряженно-деформацинного состояния массива на различных стадиях разведки и освоения месторождения полезных ископаемых; — разработку методов, аппаратуры и оборудования для изучения свойств и состояния массива скальных пород; — изучения и оценки гидрогеологических и инженерно-геологических процессов в связи с разведкой и разработкой месторождении, их прогноз (тип, места и распространения); — организация и ведение мониторинга геологической среды в целях предупреждения неблагоприятных процессов и явлений; — изучение гидрогеологических и инженерно-геологических условий вероятностных мест захоронения отходов горной промышленности без особого ущерба геологической среде; — изучение и оценка «дренажных вод» (подземные воды, участвующие в обводнении МТПИ и относимые к попутным полезным ископаемым), их качества и запасов, исходя из целевого назначения и стабильности за период водопользования (хозяйственно- питьевых, лечебных и извлечения полезных компонентов); — разработка методических основ прогнозирования по оценке возможных изменений в природной среде, связанных с разведкой и разработкой месторождений полезных ископаемых, а также рекомендаций по учету этих изменений при геолого-экономической оценке месторождения.
6. Приводится экспериментальные исследования по определению длительной устойчивости скальных пород, механизм и динамики развития деформации в глубоких горных выработках с использованием стендовой модели и приборов длительной устойчивости и стабилометра.
Основное научное направление лаборатории — разработка теории, рассматривающей условия функционирования бинарной системы «геологическая среда – сооружения и инженерные работы». Исследования условий функционирования системы предполагает изучение, строительство и эксплуатацию шахт и карьеров в сложных геолого- тектонических условиях и обеспечение безопасности ведения горных работ. Тенденция последних лет развития горнорудной промышленности — вовлечение в разведку и отработку месторождений, характеризующихся более сложными инженерно-геологическими условиями и находящимися на глубоких горизонтах. В связи с этим увеличивается техногенная нагрузка на геологическую среду, что приводит к развитию непредвиденных негативных инженерно-геологических процессов, осложняющих отработку месторождений.
Основные научные результаты лаборатории
Выявлены особенности инженерно-геологических условий месторождений горно-складчатых областей в Центральных Кызылкумов. Главная особенность месторождений — рудные тела пересекают несколько литологических разностей пород под большим углом и приурочены к зонам тектонических нарушений. Для них характерно частое чередование различных литологических разностей, невыдержанных по мощности и простиранию, широкое развитие зон рассланцевания и перемятия пород, наличие разнотипных разноориентированных разрывных нарушений. Разработан литологический (для угольных и фосфоритовых месторождений) и литолого-тектонический (всех остальных типов месторождений) принцип инженерно-геологического опробования горных пород при разведке месторождений. Обоснованы места, интервал, количество точек опробования в зависимости от стадии разведки. Разработан принцип составления карт прогноза инженерно-геологической устойчивости к изменению естественной обстановки при разработке месторождения, основанный на многопараметровой геомеханической классификации породного массива. Выделены главные компоненты породного массива (ПМ) в зависимости от удельного веса каждого компонента, методом подбора установлены соответствующие «баллы». Согласно численных значений суммарных геомеханических показателей ПМ выделяются следующие категории устойчивости: устойчивые, среднеустойчивые, неустойчивые.
Устойчивые с высоким инженерно-геологическим потенциалом: породы массивные, слабо трещиноватые (коэффициент трещинной пустотности менее 3%), прочные (предел прочности на сжатие не ниже 50МПа), низкая нарушенность (коэффициент нарушенности менее 5), водостойкие (коэффициент размягчения не ниже 0,9), форма структурного блока благоприятно к устойчивости (трапецеидальная), ориентировка главных напряжений очень пологие (менее 20°) или обратным направлением с бортом и горным выработкам, суммарный показатель качества не ниже 75 баллов, генеральный угол устойчивого заложения бортов (до уровня базиса эрозии) 50-60°.
Среднеустойчивые, переходные, со средним инженерно-геологическим потенциалом: слабо и средне — измененные, умеренно – трещиноватые (коэффициент трещинной пустотности 3-6%), коэффициент размягчения 0,7-0,8, форма структурного блока косоугольная, средне и мало прочная (предел прочности на сжатие 35 — 50МПа), суммарный показатель качества не ниже 50 баллов, генеральный угол устойчивого заложения бортов (до уровня базиса эрозии) 45-50°.
Неустойчивые, с низким инженерно-геологическим потенциалом: сильно трещиноватые (коэффициент трещинной пустотности более 6%), коэффициент размягчения менее 0,7, форма структурного блока многоугольная и бесформенная, мало и слабо прочная (предел прочности на сжатие 35 и менее МПа), суммарный показатель качества ниже 50 баллов, генеральный угол устойчивого заложения бортов (до уровня базиса эрозии) 30-35°.
