Рассмотрены современные уникальные технические решения по строительству и реконструкции подземной инфраструктуры городов в зарубежной практике (на примере исследования опыта США). Предложена классификация различных объектов инфраструктуры, рассмотрены современные строительные технологии и способы реконструкции. Особое внимание уделено проблемам организации производственных работ в условиях плотной городской застройки. Приведены сведения о технологии строительства напорных туннелей для водоснабжения города. Проанализированы некоторые современные технологические решения строительства метрополитена мелкого заложения в условиях плотной городской застройки. Рассмотрены методы использования и хранения подземной термальной энергии в городской инфраструктуре и приведены сведения по строительству и реконструкции подземных инженерных коммуникаций. Показаны структурные особенности комплекса "Мост-туннель", связывающего районы, разделенные морским заливом в штате Вирджиния (США).

Освещен зарубежный опыт использования естественных подземных структур и строительства сооружений различного назначения под землей. Предложена классификация подземных объектов и приведены характерные примеры. Рассмотрены современные способы подземного хранения энергетических ресурсов и складирования радиоактивных отходов. Рассмотрены основные этапы создания и формирования стратегического нефтяного резерва США. Показаны возможности использования термальной энергии и рассмотрены различные системы хранения тепла. Приведено описание хранилищ природного газа и нефтепродуктов, подземных угольных складов, гидроаккумулирующих и пневмоаккумулирующих электростанций. Охарактеризованы научные подземные структуры, в частности физические лаборатории США и других стран мира.

Описана техника добычи горючих газов угольных месторождений: метана, адсорбированного в угольных пластах, и продуктов подземной газификации угля. Рассмотрены различные методы дегазации, применение которых зависит от геологических условий и технологических решений добычи угля. С целью извлечения метана используются наклонно-поперечные скважины, пробуренные из подземных выработок, вертикальные скважины с поверхности, пластовые горизонтальные скважины, пробуренные роторным или направленным способами. Изложены особенности использования метана шахтного воздуха, выдаваемого главными вентиляторами шахты, а также продуктов, полученных в процессе подземной газификации угля.

Рассмотрены аварии в строящихся туннелях и природоохранные мероприятия, предпринимаемые при их сооружении. Приведены примеры аварий в туннелях, прокладываемых буровзрывным способом, проходческими комбайнами и буровыми туннельными машинами. Описаны механизм оседания поверхности и повреждения зданий и сооружений, подрабатываемых туннелем. Приведены различные способы предотвращения данных явлений, в частности, украпление пород, усиление и поддержка объктов поверхности. Освещены проблемы охраны водных ресурсов и рекультивации земель, временно занятых строительными площадками. Рассмотрены подземные сооружения мегаполиса: железнодорожные туннели и вокзалы, автомобильные туннели и их вентиляционные стволы, туннели и станции метро, а также системы инженерных коммуникаций различного назначения, фундаменты и подвальные помещения зданий и сооружений.

Освещен зарубежный опыт освоения подземного пространства. Описано сооружение туннелей различного назначения. Рассмотрены возможности применения современных технических средств и технологических схем их сооружения, проблемы строительства туннелей в разнообразных геологических и топографических условиях, в том числе при плотной городской застройке и в сейсмологических зонах. Раскрыты перспективы туннелестроения. Приведены данные, касающиеся аварий в строящихся туннелях и природоохранных мероприятий при данном строительстве. Рассмотрен комплекс подземных хозяйств большого города.

Изложены методология разработки и примеры реализации природоохранных мероприятий, применяемых при подземном строительстве. Показано его воздействие на оседание земной поверхности и состояние объектов на ней, описан механизм деформации пород, обрушений туннелей, провалов поверхности при авариях. Раскрыты возможности использования отходов подземного строительства и горнодобывающего производства и их размещения в выработанном пространстве угольных и рудных шахт. Даны сведения о природоохранных преимуществах бестраншейной технологии строительства и реконструкции подземных инженерных сетей по сравнению с традиционными методами. Раскрыто взаимодействие породного массива и выполняемого в нем строительства. Определены факторы, влияющие на качество подземного воздуха и способы его улучшения. Описаны противошумовые мероприятия, а также методы предотвращения обрушения горных выработок и препятствования притокам и прорывам воды.

Проанализирован зарубеный опыт применения технологических решений, смягчающих воздействие добычи угля на подземную и природную окружающую среду. Описаны мероприятия по созданию безопасной подземной атмосферы, контролю содержания газа и пыли, предотвращению обрушений кровли, осбеспечению нормативных параметров подземного климата, шума, освещения.

Проведен обзор зарубежного опыта дизайна и строительства больших подземных полостей (на примере США, Великобритании, Германии, Японии, Панамы, Тайвани, Южной Кореи). Раскрыты преимущества использования подземного пространства в контексте общих архитектурных энергосберегающих сооружений, изоляции от шума и вибраций, обеспечения безопасности. Особое внимание уделено дизайну и строительству больших полостей подземным способом. Рассмотрены главные характеристики построенных и проектируемых комплексов, принципы определения их основных параметров, в частности, с использованием современных компьютерных методов цифрового моделирования. Приведены сведения об открытом способе строительства заглубленных структур и экскавационных работах под существующими зданиями. Рассмотрены геотехнические риски строительства больших подземных полостей, на конкретных примерах проанализированы их последствия. Рассмотрены статьи контрактных документов, отражающих распределение рисков между участниками проекта. Описаны конструкции больших подземных полостей разного назначения: гидроэлектрических станций, научных лабораторий, хранилищ углеводородов, гражданских и военных объектов.

Даны общие сведения о геотехнических рисках подземного строительства, проанализированы их последствия для наземных объектов. Изложены некоторые статистические данные об авариях в строящихся туннелях, рассмотрены геологические условия, объективные и субъективные причины их возникновения. Даны примеры аварий в подземном строительстве, вызванные геотехническими рисками. Описаны ремонтно-восстановительные операции по ликвидации последствий опасных событий. Рассмотрены методы качественного и количественного оценивания геотехнических рисков, освещены вопросы их распределения между участниками строительства в контрактных документах. Раскрыты принципы управления геотехническими рисками, обоснованы пути их снижения при сооружении наземных и заглубленных зданий.

Проанализированы проблемы строительства подземных объктов в нестабильных условиях, прогнозирование которых затруднительно или невозможно из-за большого числа взаимодействующих факторов. Раскрыты принципы проектирования и строительства в условиях геологических опасностей. Рассмотрены меры по улучшению стабильности забоя, снижению воздействия внезапных выбросов породы и землетрясений, специфические особенности обеспечения устойчивости крупных полостей. Уделено внимание подземному строительству в обводненных породах и применению в них предварительного и последующего тампонажа, замораживающей технологии.

Проанализировано взаимодействие породного массива и выполняемого в нем строительства. Определены факторы, влияющие на качество подземного воздуха и способы его улучшения. Описаны методы, предотвращающие обрушение горных выработок и препятствующие притокам и прорывам воды. Освещены мероприятия по снижению шума подземного оборудования.

Описаны технологические решения (ТР) добычи газа из нетрадиционных источников - плотных песчаников, угольных пластов и сланцев. Внимание уделено природному газу (ПГ) сланцевых бассейнов, изученных и освоенных в современных условиях. Изложены основные понятия о происхождении и добыче ПГ, ТР бурения газовых скважин и гидрорасчленения газоносных пород. Установлено, что добыча нетрадиционных видов газа взаимосвязана с экологическими рисками. Приведены результаты добычи сланцевого газа в США и других зарубежных странах. Освещены перспективы освоения сланцевых источников газа Польши и Украины, раскрыто значение их энергетической безопасности.

Проанализированы особенности сейсмических опасностей при ведении горных работ на большой глубине, а также риски их проявлений - внезапных выбросов пород (ВВП), вызванных высвобождением энергии напряжений массива. Описаны общие особенности поведения пород в данных условиях, природа и механизм возникновения ВВП, их классификации. Внимание уделено стратегическим и тактическим мерам, предотвращающим ВВП и снижающим тяжесть их последствий. Рассмотрены современные системы мониторинга сейсмической обстановки для выявления и оценивания предупреждающих признаков ВВП. Изложены аналитические подходы к прогнозированию выбросов и риска их возникновения, а также методы оценивания опасности сейсмических событий в районе производства горных работ. Освещен практический опыт крупного горнорудного района США, расположенного в сейсмо- и выбросоопасных условиях.

Освещена практика управления сейсмическими рисками (СР) на горнодобывающих предприятиях и строящихся подземных объектах. Проанализированы особенности внезапных выбросов (ВВ) пород и методов их предотвращения, а также решений, применяемых для смягчения тяжести последствий. Изучен опыт работы рудных шахт Южной Африки и Канады, Швеции, Норвегии, Финляндии, Польши, Индии. Дана характеристика геологических условий подземных работ. Внимание уделено неоднородностям породного массива во взаимосвязи с механизмом возникновения ВВ. Определены влияние геометрии и последовательности производства горных работ на появление сейсмической опасности, СР при строительстве автомобильных, железнодорожных и водопроводных туннелей.

Рассмотрены основные принципы и практика зарубежного управления подземным строительством. Описаны общие для отрасли подходы к планированию и организации управления, дизайну и строительному производству, определению стоимости и продолжительности работ. Особое внимание уделено контрактной практике и разрешению споров и разногласий, возникающих при потенциальных изменениях контрактных условий. Приведены особенности управления подземным строительством, связанные с геотехнической обстановкой производства работ. Даны примеры управления особо сложными проектами, включающими многочисленные объекты различного назначения и параметров. Установлено, что строительная область является одной из наиболее подверженных рискам с разными происхождением и последствиями, в том числе, катастрофическими. Описаны методология управления строительными рисками, их качественная и количественная оценки, подчеркнуты особенности минимизации рисков для поземных проектов, иллюстрированные конкретными примерами.

Рассмотрены основные принципы и практика зарубежного опыта управления подземным строительством. Описаны общие для отрасли подходы к планированию и организации управления, дизайну и строительному производству, определению стоимости и продолжительности работ. Особое внимание уделено контрактной практике и разрешению споров и разногласий, возникающих при потенциальных изменениях контрактных условий. Приведены особенности управления подземным строительством, связанные с геотехнической обстановкой производства работ. Даны примеры управления особо сложными проектами, включающими многочисленные объекты различного назначения и параметров. Описаны методология управления строительными рисками, их качественная и количественная оценки, подчеркнуты особенности минимизации рисков для подземных проектов, иллюстрированные конкретными примерами.

Приведены основные факты о месторождениях нефтяных сланцев, истории добычи сланцевой нефти и современных вариантах технологии конвертации органической составляющей сланцев - керогена в нефть. Приведены основные природоохранные проблемы, связанные с подземной добычей сланцевой нефти. Описаны месторождения нефтяных сланцев США, предлагаемые и практически реализуемые способы подземного извлечения нефти из сланцевого массива. Внимание уделено месторождениям нефтяных сланцев стран мира и оценке запасов сланцевой нефти. Приведены экологические аспекты добычи сланцевой нефти. На примере добычи сланцевого газа показана возможная статистическая методика количественной оценки рисков, возникающих при подземном извлечении нефти из сланцев.