RUS | FR |
Королёва Юлия Владимировна
Факультет: Горно-геологический
Специальность: «Маркшейдерское дело»
Тема выпускной работы: «Анализ результатов мониторинга состояния земной поверхности на территории закрывающихся шахт Донбасса»
Руководитель: проф. Грищенков Николай Николаевич
Материалы по теме выпускной работы:
Реферат | Библиотека | Ссылки |
Отчет о поиске | Индивидуальное задание |
Вернуться на главную
1.Вводная часть
Актуальность
В результате реструктуризации угольной отрасли, начавшейся с 1990-х годов, возникают целые комплексы ранее неисследованных научно-технических проблем. Одними из самых сложных являются проблемы связанные с закрытием шахт так называемым методом «мокрой консервации» когда выработанное пространство полностью или частично затапливается. Причем следует заметить, что конкретных прогнозов относительно времени затопления выработанного пространства конкретного горного предприятия на сегодняшний день нет. Есть определенные предположения и прогнозы, однако полностью доверять этим прогнозам нельзя. Существует ряд примеров, когда процесс затопления превзошел ожидаемый в несколько раз, в результате чего оказались затоплены огромные площади поверхностных территорий.
Рисунок 1 - Процесс затопления выработанного пространства после ликвидации горного предприятия. (Анимация создана в программе mp_gif_animator, состоит из 4 картинок, общий размер 22.4 КВ, задержка между кадрами 80 млсек)
Для изучения и выявления закономерностей развития оседаний и деформаций горных пород на ликвидируемых горных предприятиях необходимо проводить мониторинг состояния земной поверхности.
Целью исследования
является анализ результатов мониторинга на основе полученных практических данных на территории закрытых затопленных шахт.
Основные задачи
1. Получение материала наблюдений за поведением земной поверхности в пределах исследуемой площади и его тщательный анализ;
2. Установление связи между сдвижениями и деформациями земной поверхности, вызванных активизацией процессов деформирования при затоплении шахт;
3. Выбор мероприятий по предотвращению негативных последствий закрытия угольных шахт.
Практический результат
В результате выполнения данной магистерской диссертации производится анализ состояния земной поверхности на территории закрывающихся шахт. Анализируется общее негативное воздействие шахтных вод, поднимающихся на поверхность в результате затопления, и их проникновение в пресные источники, заболачивание поверхностных слоев земли, приводящее к сдвижению земной поверхности нарушению к устойчивости гражданских зданий и сооружений. Дается анализ мониторинга на исследуемой территории в городе Макеевка и селе Малый-Суходол.
Научная новизна
Научной новизной данной работы является проведение практических наблюдений (геомеханического мониторинга) на территории водоотливного комплекса на территории закрытой шахты им. Батова в городе Макеевка и шахты «Победа» в селе Малый-Суходол.
В результате наблюдений были получены данные, характеризующие состояние земной поверхности, а именно величины оседаний, сдвижений, деформаций, наклонов, кривизны земной поверхности. Эти данные дают возможность сделать вывод о характере изменения земной поверхности выбрать мероприятия для охраны зданий и сооружений, находящихся на исследуемой территории.
2.Основная часть
Вопросы мониторинга состояния земной поверхности на территории закрывающихся шахт на сегодняшний день являются очень актуальными. И как сказано ранее, угольная отрасль постоянно реструктуризируется. Шахты нерентабельные выводятся из производства методом полного затопления выработанного пространства, что влечет за собой множество последствий, дать которым точный прогноз невозможно вследствие их нестационарного характера. Точный прогноз возможного поведения выработанного пространства можно сделать, лишь произведя не одну серию маркшейдерских наблюдений. Чем и занимаются ученые на кафедре маркшейдерского дела Грищенков Н.Н, Нестеренко Б.И., что отражено в статье «Результаты мониторинга земной поверхности в границах горного отвода водоотливного комплекса закрытой шахты им. Батова.». В данной статье проанализированы результаты мониторинга за деформацией земной поверхности в границах водоотливного комплекса ликвидированной шахты им. Батова в городе Макеевка. Сделаны выводы относительно состояния процесса сдвижения земной поверхности вследствие затопления горных выработок закрытой шахты.
Обзор состояния исследований по данной теме на локальном уровне
Также в пределах Донецка мониторингом занимаются ученые из кафедры геодезии, УкрНИМИ, «Укргеология», ГК «Укруглереструктуризация» о чем говорят множество публикаций по данной теме. Например, в статье Ковалева К.В., Ермакова В.Н., Шиптенко А.В. «Геомеханический мониторинг при затоплении горных выработок ликвидированных шахт Стахановского региона» впервые приведены данные наблюдений за сдвижением земной поверхности в Стахановском регионе и обобщены выводы о результатах наблюдений.
В монографии под редакцией Ю.Н. Гавриленко, В.Н. Ермакова «Техногенные последствия закрытия угольных шахт Украины» обобщены результаты исследований, связанных с решением технических проблем при ликвидации угольных шахт, обеспечением охраны окружающей среды, безопасности соседних действующих шахт, нормального функционирования шахтерских городов и поселков после закрытия шахт. В монографии большое внимание уделено разделу мониторинг территорий закрываемых шахт. Приведен большой объем фактических данных по вопросам нарушения земной поверхности, экогидробезопасности, выделению шахтных газов, проблеме ликвидации стволов шахт и влиянию породных отвалов угольных шахт на окружающую среду.
В статье «Прогноз изменения состояния подработанного горного массива при закрытии угольных шахт» авторы Ермаков В.Н., Питаленко Е.И.
на основе анализа геомеханических процессов в лавах крутых пластов и процесса деформирования горного массива разработана методика прогноза величин оседаний поверхности над выработанным пространством, показано, что период затухания сдвижений земной поверхности после закрытия шахт в Центральном районе Донбасса, где одновременно разрабатывается 16-20 пластов при углах падения 50-65°, составляет 7-10 лет.
В сборнике научных трудов опубликована работа Ермакова В.Н., Улицкого О.А. «Основные принципы организации маркшейдерско-гидрогеологического мониторинга территорий ликвидируемых угольных шахт Донбасса» в которой отмечено, что маркшейдерско-гидрогеологический мониторинг при "мокрой" консервации группы угольных шахт включает: оценку и прогноз гидрогеологических следствий затопления шахт, геомеханическую оценку изменения состояния массива горных пород и земной поверхности, систематические маркшейдерские наблюдения за деформациями земной поверхности и инженерных сооружений и режимные гидрогеологические наблюдения.
В статье «Развитие процессов подтопления земной поверхности под влиянием закрывающихся шахт» Ермакова В.Н.. Семенова А.П., Улицкого О.А., Котелевца Е.П., Тарахкало А.В сказано, что при экстренном закрытии нерентабельных шахт угольной отрасли, отсутствии достаточного объема комплексных гидрогеологических исследований и методик следует ускорить разработку методических рекомендаций по оценке гидрогеологических условий ликвидации угольных шахт, по обоснованию мероприятий управления режимом подземных вод и по обеспечению экологической безопасности.
В статье Ермакова В.Н., Гаврилеко Е.Н. «Геомеханический мониторинг территорий закрывающихся угольных шахт Донбасса (Украина)» проанализированы результаты мониторинга состояния земной поверхности в Стахановском регионе и в городе Донецке.
Обзор состояния исследований по данной теме на национальном уровне
Исследованиями по данной теме также занимаются ученые из Днепропетровского отделения УкрГГРИ там в 2001 году были разработаны временные методические рекомендации "По методам предварительной оценки изменений гидродинамической обстановки и оптимизации наблюдательной сети в системе мониторинга подземных вод в Донбассе при закрытии шахт". В ходе создания рекомендаций были разработаны методические вопросы по оптимизации наблюдательной сети в системе мониторинга подземных вод и оценке возможных изменений шахтных водопритоков и гидродинамической обстановки в зонах влияния закрываемых и затапливаемых шахт.
Одним из важнейших нормативных документов является инструкция "Порядок проведения мониторинга геологической среды при ликвидации угольных шахт", разработанная в институте экологических проблем (УкрНИИЭП), г. Харьков. В данном документе изложен порядок проведения мониторинговых исследований геологической среды на территориях ликвидированных шахт, а также дано обоснование закладки сетей наблюдательных скважин.
Обзор состояния исследований по данной теме на мировом уровне
Вопросами мониторинга состояния земной поверхности занимаются многие ученые из Российской Федерации, об этом свидетельствует множество публикаций. Например, в статье Е.А.Меньшениной представлены данные о структуре и взаимодействиях внутри природно-технической геосистемы, сложившейся на территории Восточного Донбасса под влиянием действующих и закрытых шахт, сформулированы требования к желательному состоянию системы, намечены пути его достижения.
В статье «Обеспечение безопасности угольных шахт при ликвидации смежных предприятий» А.М.Ефимова рассмотрены вопросы реструктуризации угольной отрасли Российского Восточного Донбасса.
Вопросы реструктуризации угольной промышленности Восточного Донбасса представлены в статье И.М.Мирошниченко «Особенности процесса реструктуризации угольной промышленности России на промере шахт Восточного Донбасса». В данной статье обобщены положительные и отрицательные моменты имеющие место при реструктуризации угольной промышленности.
3.Выводы по работе
В результате выполнения данной работы была проанализирована литература соответствующая данной теме. Также были сделаны выводы по данным исследований в г. Макеевка и селе Малый-Суходол относительно процессов сдвижения, деформации, наклонов, кривизны, оседания земной поверхности. Охарактеризован характер вышеперечисленных процессов в рамках исследуемых территорий.
Работа по данной теме еще не закончена, окончательные результаты будут представлены в декабре 2008 года на защите магистерской диссертации.
Перспективы исследования
Основной перспективой исследования являются дальнейшие мониторинговые исследования и накопление в полном объеме данных для дачи точных выводов. Продолжительность мониторинговых наблюдений характеризуется в первую очередь продолжительностью процессов затухания породного массива. Эти сроки иногда достигают 20 лет. Процессы затухания носят нестационарный характер, и зависимость их не выявлена. Достаточно долго происходит процесс восстановления природной средой своих свойств. Поэтому проведение мониторинговых наблюдений является очень важным и необходимым этапом при закрытии угольных предприятий.
Список использованных источников
1. Инструкция по наблюдениям за сдвижением горных пород, земной поверхности и подрабатываемыми сооружениями на угольных и сланцевых месторождениях: Утв. Минуглепром СССР 30.12.87. – М.: Недра, 1989. – 96 с.
2. Техногенные последствия закрытия угольных шахт Украины/Гавриленко Ю.Н., Ермаков Е.Н., Кренида Ю.Ф., Улицкий О.А., Дрибан В.А. Под редакцией Гавриленко Ю.Н., Ермаков Е.Н. – Донецк, Норд-Пресс. – 2004, 632 стр.
3. Ермаков В.Н., Питаленко Е.И., Гавриленко Ю.Н. Прогноз изменения состояния подработанного горного массива при закрытии угольных шахт // Сборник трудов международного маркшейдерского конгресса. Том 2.Польша, Краков, 4-9 сентября 2000г. – стр. 129-136
4. И.М.Мирошниченко, Особенности процесса реструктуризации угольной промышленности России на примере шахт Восточного Донбасса // Маркшейдерский вестник №2 -2007 г.
5. Г.П.Кузина, Л.В.Соколенко. Мониторинг подземных вод Донецкого гидрогеологического басейна // Уголь Украины, октябрь 2004г.
6. Гавриленко Ю.Н.,Ковалев К.В. Ермаков В.Н., Шиптенко А.В. /Геомеханический мониторинг при затоплении горных выработок шахт Стахановского региона // Уголь Украины. – 2004. - №9. – С. 20-25.
7. Геомеханические и технологические проблемы закрытия шахт Донбасса/ Гребенкин С.С., Ермаков В.Н., Семенов А.П., Янко С.В., Гавриленко Ю.Н., Доронин А.Д., Пилюгин В.И., Улицкий О.А., Керкез С.Д., Гавриш Н.Н., Касьян Н.Н. // Донецк : ДонНТУ, 2002. - 266 с.
8. Шестюк Н.П., Власова И.А. // Системы гидрохимического мониторинга горнодобывающих районов / Научные сообщения, УДК 551.491.4 (477).
9. Шевченко О.А. // Оценка химического состава шахтных вод Донецкой области с точки зрения их отрицательного влияния на окружающую среду / Научные труды ДонНТУ серия горно-геологическая, выпуск 36, 2001г. УДК 622.852.2:546.212(477.62).