Оценка современного состояния решаемой научной и научно-технической проблемы: Казахстан известен большим количеством месторождений полезных ископаемых, в числе которых, углеводородные месторождения западных и южных регионов страны. Хотя добыча данного вида сырья является выгодной с экономической точки зрения, но в экологическом плане, имеет ряд негативных последствий, к одной из которых относится смещение земной поверхности. Добыча нефти и газа изменяет геодинамическое состояние окружающей среды путем изменения подземного порового давления и напряжений, в результате чего пласты уплотняются, а поверхность деформируется [1].

При сооружении скважины любого целевого назначения всегда присутствуют три основные рабочие операции, без выполнения которых невозможно еѐ формирование:

- разрушение (углубление) забоя скважины;

- удаление продуктов разрушения горных пород (бурового шлама) с забоя скважины на поверхность;

- укрепление неустойчивых стенок скважины от обрушения.

В настоящее время в Казахстане наблюдается ряд тенденций, требующих развития и модернизации инфраструктуры. В условиях переходного периода Казахстана от плановой к рыночной экономике её минерально-сырьевые ресурсы приобретают исключительно важное значение. В условиях жесткой международной конкуренции Президентом Республики Казахстан поставлена задача диверсификации отечественной экономики [1].

В настоящей диссертации применяются следующие термины с соответствующими определениями:

Диагенез – совокупность процессов, отвечающих стадии диагенеза и зоне диагенеза; этап физико-химического уравновешивания осадков, накопившихся на дне водоемов или на поверхности суши; соответственно различают субаквальный (подводный) и диагенез субаэральный (или экзодиагенез). Диагенез – стадия превращения осадка в осадочные породы (литификация), следующая за седиментогенезом и предшествующая катагенезу.

Современные экологические проблемы, от глобальных до региональных и локальных, связаны, с нарастающим из года в год взаимодействием человека с природной средой. В настоящее время оно приобретает черты глобального техногенного процесса с присущими ему фундаментальными экологическими закономерностями и проблемами экологической нестабильности, требующими своего разрешения на всех рангах и уровнях организации экосистем. Основной характеристикой экосистемы является наличие относительно замкнутых, стабильных в пространстве и времени потоков вещества и энергии между биотической и абиотической ее частями, важнейшее место в которых занимает гидросфера. При этом взаимодействие человечества с окружающей средой, как и прежде во всей его истории, остается антропоцентрическим.

Ясно, что на этапе развития разумного отношения к сохранению природы – биоцентризму, должно произойти постепенное превращение биотехносферы в ноосферу – сферу разума, которая, по В.И. Вернадскому, является неизбежным и закономерным этапом развития биосферы.

Оценка современного состояния решаемой научной или научно-технической проблемы. История разработки месторождений открытым способом указывает на тенденцию увеличения глубин отработки. В начале XX века горные работы осуществлялись в пределах осадочных пород, максимальная глубина карьеров того времени не превышала 100 м от поверхности, но уже спустя несколько десятилетий максимальные глубины отработки месторождений открытым способом достигали 200-300 м [1-3].

География и область применения буровых работ в Казахстане резко расширилась в связи с открытием и разведкой ряда крупных месторождений уранового сырья в Шу-Сарысуской провинции и последующего массового бурения геотехнологических скважин. Усилия геологической службы республики и соответствующее техническое сопровождение обеспечили значительные приросты запасов урана (25% мировых запасов), причем 70% из них пригодны для добычи экономичным методом подземного скважинного выщелачивания. Развитие отрасли, разработанной правительством республики, позволили Казахстану в 2010 году занять первое место в мире по добыче урана (15000 тонн в год).

Горнодобывающая промышленность является основой промышленного потенциала многих стран и в значительной степени определяет экономические показатели других отраслей.

Горнодобывающее производство как одно из наиболее энергоемких отраслей промышленности занимает существенную часть энергетического баланса Казахстана.

Энергоемкость открытого способа добычи полезных ископаемых в значительной степени (50-90%) определяется энергозатратами на транспортирование горной массы, имеющими тенденцию к увеличению с ростом глубины разработки.

Оценка современного состояния решаемой научной или научно-технологической проблемы. По данным МАГАТЭ около 19 % от всех разведанных мировых запасов урана сосредоточено в недрах Республики Казахстан. Общие запасы и ресурсы оцениваются в 1610 тыс. тонн урана, в том числе запасы промышленных категорий (В+C1+С2) составляют 920 тыс. тонн.