Геодинамическое обоснование размещения объектов мониторинга на полях ликвидированных шахт.

Необходимо отметить, что зачастую, по причине недостаточного финансирования, соз- даваемые сети мониторинга на полях ликвидированных шахт не соответствуют требованиям нормативных документов. Вследствие чего получаемые данные не позволяют достоверно оценить динамику подземных вод и эффективно реализовывать защитные мероприятия. В результате на полях ликвидированных шахт Луганской (им. С. Тюленина, «Донецкая», Брян- ковская группа и др.) и Донецкой («Панфиловская», «Белозерская» и др.) областей оказались подтопленными значительные территории. В таких условиях требуется применение новых подходов, позволяющих максимально эффективно решать поставленные задачи при мини- мальных затратах.

Гидрогеологические наблюдения ведутся с использованием специально оборудованных буровых скважин. При этом, согласно «Временным методическим рекомендациям…», сква- жины должны обеспечивать получение информации о динамике затопления горных вырабо- ток, а также о поведении уровней подземных вод (УПВ) в различных водоносных горизонтах на разных участках шахтного поля [1]. Однако, по нашему мнению, такой подход не всегда позволяет обеспечить полноту получаемой информации, поскольку при размещении скважин не берется во внимание геодинамическое строение горного массива. По современным пред- ставлениям вся земная кора повсеместно разбита на блоки различных размеров. Границы между блоками земной коры различной тектонической активности представляют собой гео- динамические зоны (ГДЗ). Они имеют определенные размеры по ширине (в плане), различ- ную протяженность линейную и на глубину, зависящие от причин, вызывающих движение блоков. ГДЗ могут быть в аномально напряженном состоянии (при дальнейшем развитии ко- торого может произойти разрыв и перемещение блоков горного массива), либо представляют собой структуры, по которым происходили или происходят тектонические подвижки блоков горного массива [2,3]. В пределах ГДЗ породы испытывают повышенные напряжения и де- формации, интенсивную дезинтеграцию (разуплотнение), локальное изменение литологиче- ского состава. Разуплотненные трещиноватые породы, расположенные в пределах ГДЗ, обеспечивают повышенную фильтрацию как природных, так и техногенных загрязненных вод [3]. В тоже время ГДЗ, находящиеся в напряженном состоянии, могут обладать слабой водопроницаемостью.

В свете ликвидации шахт, сведения о геодинамическом строении горного массива по- зволяют выделить участки с ускоренным восстановлением УПВ, первоочередные места раз- вития процессов подтопления и заболачивания, выявить дополнительные пути миграции подземных вод (вне горных выработок), определить места перетоков между водоносными горизонтами.

Отмеченные закономерности в высокой степени проявляются в районах распростране- ния напорных вод. Исследования, выполненные в пределах Брянковской группы шахты (Ал- мазно-Марьевский геолого-промышленный район), показывают, что развитие процессов подтопления и заболачивания более чем в 70% случаев контролируется геодинамическим строением горного массива [4,5]. При этом отмечается устойчивая качественная взаимосвязь между водопроницаемостью геодинамических зон и продолжительностью, динамикой, мас- штабами проявлений негативных геолого-экологических процессов в пределах полей ликви- дированных шахт Брянковской группы [4,6].

Размещение объектов гидрогеологического мониторинга и выбор защитных мероприя- тий с учетом геодинамического строения представляется следующим образом. Наблюда- тельные скважины, в первую очередь, должны располагаться в пределах проницаемых ГДЗ, как местах ускоренного восстановления УПВ. В наиболее пониженных местах рельефа скважины должны также располагаться в смежных с ГДЗ ненарушенных блоках горного массива. При этом количество скважин должно обеспечивать контроль за всеми водоносны- ми горизонтами. Такой подход позволит получить достаточно полную информацию о дина- мике уровенной поверхности и химического состава подземных вод.

Применение тех или иных видов защитных мероприятий также должно определяться особенностями геодинамического строения. При этом также должны учитываться гидрогео- логические условия участка. Так, эффективность работы горизонтального дренажа будет максимальной при отсутствии питания грунтового водоносного горизонта из нижележащих напорных по ГДЗ. При наличии связи между напорным и грунтовым водоносным горизон- тами целесообразным считается применение водопонижающих скважин.

Предложенный подход позволяет дифференцировать территорию по источникам под- топления и соответственно выбрать наиболее эффективный тип дренажной установки. В свою очередь, при соответствующем обосновании, возможен отказ от центрального водоот- лива (оборудуется в одном из шахтных стволов), как наиболее дорогостоящего и широкого применяемого защитного мероприятия.

Список использованной литературы

1. Временные методические рекомендации по методам предварительной оценки изме- нений гидродинамической обстановки и оптимизации наблюдательной сети в системе мони- торинга подземных вод в Донбассе при закрытии шахт / [отв. исп. Измайлов С.Г.]. Днепро- петровск : УкрГГРИ, 2001. – 67 с.
2. Николаев Н.И. Новейшая тектоника и геодинамика литосферы / Николаев Н.И. – М. : Недра, 1988. – 491 с.
3. Воевода Б.И. Геодинамическое состояние горных массивов и последствия землетря- сений / Б.И. Воевода, Е.Г. Соболев, А.Н. Русанов // Наукові праці ДонГТУ : серія гірничо- геологічна. – 2001. – Вип. 32. – С. 80-87.
4. Заборін М.С. Вплив геодинамічних зон вугленосної товщі на формування геолого- екологічних умов при ліквідації шахт : автореферат дис. на здобуття наук. ступеня канд. ге- ол. наук : спец. 04.00.16 «Геологія твердих горючих копалин» / М.С. Заборін. – Дніпропет- ровськ, 2010. – 19 c.
5. Заборін М.С. Геодинаміка та підтоплення грунтовими водами при ліквідації шахт / М.С. Заборін // Вісник КНУ ім. Тараса Шевченка : серія «Геологія». – 2009. – вип. 46. – С. 53-55.
6. Заборин М.С., Хромов А.Н. Проницаемость геодинамических зон угленосной толщи в связи с ликвидацией шахт / М.С. Заборин, А.Н. Хромов. Сб. трудов международной конфе- ренции «Форум горняков». – Днепропетровск. – 2010. – С. 246-253