Челябинский буроугольный бассейн занимает площадь более 1000 кв.км. На половине этой территории расположены шахтные поля, карьеры, отвалы, а около ста кв.км. находится под застройкой.
Выемка угольных пластов неминуемо приводит к нарушению состояния равновесия горных пород, к их сдвижению и образованию на земной поверхности мульды сдвижения. Оседания в мульде сдвижения протекают неравномерно, в результате этого возникают вертикальные (наклоны, кривизна) и горизонтальные (растяжения, сжатия) деформации, а также образуются трещины, уступы. Сдвижения и деформации земной поверхности оказывают вредное влияние на здания, сооружения, инженерные сети, природные объекты. Увеличивается водопроницаемость и газопроводность пород над выработанным пространством, нарушается структура почв, водосодержание земли. Из-за сброса шахтных вод образуется депрессионная воронка, появляются участки обводненные, засоленные и минерализованные.
При закрытии и консервации шахт прекращается откачка воды из горных выработок, в результате чего грунтовые воды занимают свой прежний уровень, на поверхности образуются озера, болота, подтопление значительных территорий. Величины оседания земной поверхности в бассейне за последние 10 лет на значительной площади достигли 2х-3х метров, а с 1950 года на отдельных участках составили более 15 метров. Площади, на которых оседания земной поверхности достигают уровня грунтовых вод становятся непригодными для размещения парков, садов, огородов, кладбищ.
Особенно много проблем возникает при подработке территорий городов и населенных пунктов. Для сохранения существующих зданий и сооружений приходится применять различные меры по их укреплению, а при строительстве новых зданий необходимо предусматривать превентивные меры, а также выполнять систематические инженерные наблюдения за деформациями прилегающей земной поверхности и самих зданий.
Состояние земель, расположенных на подработанной земной поверхности, особенно при закрытии и консервации угольных шахт, значительно отличается от обычных территорий и зависит от местоположения относительно мульды сдвижения и срока давности подработки.
Для решения задач, связанных с использованием территорий разрабатываемого месторождения, необходимо знать характер и величины оседании и деформаций поверхности.
Оценка состояния земной поверхности должна основываться на районировании территории месторождения, которое может быть выполнено:

по экспериментальным данным с использованием повторных геодезических измерений и топографических съемок;

инженерно-аналитическим способом используя метод типовых кривых сдвижений, разработанный во ВНИМИ;

методом математического моделирования процесса сдвижения с использованием достижений механики сплошных сред и численных методов математики.

Наиболее приемлемым для Челябинского угольного бассейна, где процесс сдвижения хорошо изучен, является инженерно-аналитический способ, заключающийся в построении зон влияния горных работ по углам сдвижения. Величины вертикальных сдвижений, характер оседания земной поверхности, места бессточных участков можно определить путем сравнения крупномасштабных топографических съемок разных эпох.
Создавая градостроительный и земельный кадастры на территорию Челябинского буроугольного бассейна, следует детально учитывать особенности земной поверхности, подрабатываемой горными предприятиями.
Выполнение комплекса необходимых работ данной проблемы и контроль за состоянием земной поверхности могут быть осуществлены предприятием "Уралмаркшейдерия" в сотрудничестве с маркшейдерскими службами горных предприятий, во взаимодействии с отделами архитектуры и земельными комитетами соответствующих населенных пунктов.

Литература: