Главная страница ДонНТУ | Страница магистров ДонНТУ | Поисковая система ДонНТУ
Главная | Результаты поиска | Диссертация | Ссылки
В.А.Корчемагин, С.А.Шурховецкий, П.А.Власов
Донецкий Государственный Технический Университет
ПОЛЯ ДЕФОРМАЦИЙ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ПОДТОПЛЕНИЕ ЮЖНОГО УЧАСТКА
ЮЖНО-ДОНБАССКОГО УГЛЕНОСНОГО РАЙОНА
http://www.uran.donetsk.ua/~masters/2001/ggeo/shurhov/diss/lib/pol.htm
Подтопление подрабатываемых территорий является одним из острейших и актуальных вопросов экологии. Это опасное явление приобретает все более широкое развитие, особенно в последнее десятилетие, когда происходит закрытие шахт. Целые поселки, огромные площади уже сейчас подтоплены и ещё большие территории на грани этого. Это явление наносит огромный экономический ущерб населению и государству. Своевременный прогноз и упреждение этого явления может существенно сократить экономические потери, вызванные нарушением гидрогеологического режима, или вовсе их избежать.
Целью данной работы являлось изучение этого актуального вопроса на территории Южно-Донбасского угленосного района. В ходе исследований решались задачи: изучение условий способствующих подтоплению, выделение участков наиболее подверженных подтоплению и прогнозирование этого явления на других территориях района.
Тектонофизические исследования включают анализ пластических деформаций и кинематический анализ зеркал скольжения (мелких разрывов) в сочетании с традиционными структурными наблюдениями. Целью этих исследований является определение характеристик тектонических полей деформаций и напряжений, вызвавших образование всей совокупности наблюдаемых тектонических разрывов, и структуры в целом.
Исходными данными этих исследований являются:
- ориентировка зеркал скольжения (мелких разрывов с признаками тектонических смещений);
- ориентировка штрихов скольжения, наблюдаемых на стенках сместителей и оценка направления относительных перемещений крыльев.
определялись ориентация осей главных нормальных деформаций (?1, ?2, ?3,) и напряжений (?1, ?2, ?3), их соотношения (коэффициенты Лодэ-Надаи - ??, ??), разность максимальных и минимальных значений напряжений и деформаций, вертикальную составляющую эллипсоида деформаций и другие параметры [3]. Ориентировка осей полей деформаций и напряжений позволяет оценить направление тектонических движений и усилий и их изменчивость в ходе развития геологической структуры. Значения коэффициента Лодэ-Надаи, разности максимальной и минимальной деформации, и вертикальной компоненты (Z-компоненты) эллипсоида деформации, дают возможность оценить, соответственно, распределение участков сжатия и растяжения массива, интенсивность деформации и движения дневной поверхности (поднятие-опускание).
Ориентировка осей суммарного поля упруго-пластических деформаций Южно-Донбасского угленосного района типична для всего Донбасса. Суммарное поле деформаций имеет сбросовый тип. Направление длинной оси эллипсоида деформаций - оси 1 (направление удлинения - растяжения) ориентировано по азимуту 195 , угол падения 12 , а короткой оси - 3 (направление сжатия) по азимуту 23 , угол 77 . Коэффициент Лодэ-Надаи для района составляет 0.333, что указывает на преобладание сжимающих усилий. Величина вертикальной компоненты (Z-компоненты) эллипсоида деформаций, равная 0.912, свидетельствует о преобладании нисходящих движениях дневной поверхности.
Параметрами суммарного поля деформаций, которые наиболее представляют интерес для оконтуривания и выделения подтопляемых территорий, являются коэффициент Лодэ-Надаи и вертикальная компонента (Z) эллипсоида деформаций. Коэффициент Лодэ-Надаи ( ) характеризует вид напряженного деформированного состояния массива пород. Он изменяется от -1 до +1. В случае растяжения =-1, а сжатия =1. При =0 проявляется чистый сдвиг.
Наиболее благоприятным условием для подтопления является наличие растягивающих усилий. Это можно обосновать тем, что при растяжении происходит разуплотнение горного массива, увеличение проницаемости пород. Благодаря чему повышается циркуляция подземных вод, их переток из уплотненных (сжимаемых) частей породного массива в более ослабленные (разуплотненные). Подобные зоны в результате повышенной проницаемости и обводненности формируют анизотропию геологической среды, что влияет на возникновение и размещение источников загрязнения, миграцию загрязняющих веществ. В пределах таких зон формируются аномалии элементов и веществ, отрицательно влияющих на человека и окружающую среду.
Вертикальная составляющая (Z-компонента) эллипсоида деформаций дает возможность оценить движение дневной поверхности (поднятие - опускание). Проседание территории характеризуется значением Z-компоненты менее 1, а воздымание - более 1. Подтопление территорий происходит за счет увеличения уровня грунтовых вод (УГВ) на участках, испытывающих нисходящие движения дневной поверхности.