Поскольку спелестология как наука изучает подземные макрополости, созданные или измененные в результате деятельности разумных существ, представляется весьма важным вопрос о методах, которыми создаются эти искусственные полости. Предлагается следующая классификации искусственных подземных сооружений по методу сооружения.
Пять методов создания искусственных полостей:
• использование существующей полости – спелестологический объект устраивается или развивается на месте уже существующей естественной или искусственной полости;
• минный (или закрытый) – полость разрабатывается горной проходкой, т.е. дезинтеграцией вмещающих горных пород, производимой непосредственно человеком или механизмом в доступном для человека рабочем пространстве, или механическими эффекторами в недоступном для человека рабочем пространстве, и удалением лишнего материала из разрабатываемого объема;
• элиминационный – полость создается при помощи геотехнологий, т.е. с использованием искусственного агента в результате физико-химических процессов в недоступной для человека рабочей зоне (таким образом, например, применение гидромониторов в забое гидрошахты является разновидностью горной проходки – шахтной гидродобычей, а скважинная гидродобыча – геотехнологическим методом, приводящим к созданию элиминационных полостей);
• засыпной (или открытый) – когда создаваемый объём перекрывается искусственным сводом и засыпается грунтом;
• закладкой – заполнение объема искусственным или обработанным материалом (полость при этом имеет остаточный характер).
Использование существующей подземной полости – древнейший метод, который человек использует на протяжении всей своей истории. Следует различать устройство объекта в полости, когда не производится существенного изменения её конфигурации (в частности, удаление заполнителя не приводит к изменению формы собственно полости), и использование предшествующей полости, когда тем или иным методом производится изменение ее морфологии.
Горная проходка и засыпка – также древние методы создания подземных полостей. Старейшие эскавационные и засыпные сооружения, такие как горные выработки, убежища и землянки, имеют возраст в десятки тысяч лет.
Полости, созданные горной проходкой, можно подразделить на следующие разновидности:
• ломки – выработанные в основном ударным ручным инструментом в скальных и полускальных породах;
• копани – выработанные ручным инструментом в нескальных породах;
• пильные – пройденные преимущественно выпиливанием блоков из скального массива;
• эрупционные – выработанные при помощи разрушения пород взрывами;
• огневые (пиролизные) – пройденные при помощи разрушающего действия огня;
• гидровыработки – созданные при помощи размыва гидромонитором;
• механические – выработанные тоннельными механизмами в незакрепленном забое;
• щитовые – пройденные тоннельными щитовыми машинами, применяющими различные способы разрушения пород;
• буровые – пройденные бурением, т.е. посредством вращающегося эффектора;
• пенетрационные – созданные продавливанием в грунте.
Давно известен, но широкое распространение получил лишь с ХХ в. элиминационный метод, при котором полость образуется:
• сольвационным способом: растворением при закачивании под землю физического растворителя (например, воды для растворения соляных пород);
• выщелачиванием при химическом или биохимическом извлечении металлов из руды кислотами, щёлочами и т.д. и/или биологически активными растворами;
• физико-химическим диспергированием, т.е. механохимическим воздействием на породу физическими явлениями и химическими процессами, с целью модификации ее физико-химических свойств; обычно применяется при добыче углей;
• ликвацией – выплавлением добываемого ископаемого, например, при добыче серы путём закачивания под землю перегретого пара;
• кремационным способом при выжигании (возгонке) угля или сланца на месте их залегания ради получения генераторного газа;
• скважинной гидродобычей, когда через скважину производится размыв горной породы гидромонитором и выдача ее наверх в виде гидросмеси;
• эксплозионным способом, при котором полость (камуфлет) создается в результате мощного единичного взрыва.
Засыпка от закладки отличается тем, что в первом случае заполнение объема производится перемещенным естественным или искусственным грунтом, т.е. неорганизованным (с неупорядоченной или слабоупорядоченной структурой) заполнителем, а во втором пространство планомерно выполняется организованным материалом (с упорядоченной структурой и/или составом) – обработанным камнем, кирпичом, бетоном и т.д.
О пещерах