| Резюме | Биография | Библиотека | Ссылки | Отчет о поиске | Индивидуальный раздел |
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1.2 Связь работы с научными программами, планами
1.3 Цель и задачи исследования
1.6 Научная новизна полученных результатов
1.8 Апробация результатов работы
2. АНАЛИЗ РАНЕЕ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЙ
3.3 Горногеологические условия эксплуатации
4.1 Азимутальный метод структурно-геодинамического картирования (СГДК-А)
4.2 Методика атмогеохимических исследований
В настоящее время в связи с интенсивными горными работами в Донбассе актуальна проблема деформаций жилых зданий и промышленных сооружений. Установлено также, что наиболее опасные участки приурочены к активным в современную эпоху разрывным нарушениям. Такие структуры в верхней части покровных отложений проявляют себя в виде аномалий геофизических и атмогеохимических полей, которые формируют геодинамические зоны.
Данная работа актуальна в связи с тем, что активные геодинамические структуры в населенных пунктах приводят к деформации жилых зданий и промышленных сооружений и накоплению в почвах опасных газов — метана и радона.
1.2 Связь работы с научными программами, планами
Работа связана с научно-исследовательской работой кафедры ПИ и ЭГ Н8-07 «Исследования геологических особенностей и строения зон экологического риска Донецкой области и разработка методики их прогнозирования», с темой «Сохранение окружающей среды и развитие» основных научных направлений и важнейших проблем фундаментальных исследований в отрасли природных, технических и гуманитарных наук на 2009-2013 г.
1.3 Цель и задачи исследования
Целью работы является выявление экологически опасных геологических структур в пределах населенных пунктов г. Донецка и г. Ясиноватая, установление особенностей их влияния на электромагнитное поле и газовый состав грунтов, создание методики прогнозирования таких опасных явлений на основе геофизической и атмогеохимической съемки.
Задачи работы:
1. Экспериментальные полевые геофизические исследования методом азимутальной электромагнитной съемки над известными геологическими структурами, которые приводят к деформациям зданий и сооружений;
2. Экспериментальные полевые исследования методом газовой съемки по грунтам над известными геологическими структурами, которые формируют экологически опасные газовые аномалии в почвах;
3. Разработка методики комплексной обработки и надежной интерпретации полевых геофизических и атмогеохимических данных на основе компьютерных программ;
4. Разработка рекомендаций по прогнозированию опасных геодинамических явлений на основе геофизической и атмогеохимической съемки.
Объектом исследования являются геодинамически опасные структуры на территории г. Донецка и г. Ясиноватая.
Предметом исследования являются аномалии электромагнитного поля и газового состава грунтов, которые связаны с экологически опасными явлениями.
1.6 Научная новизна полученных результатов
Впервые проведен комплекс атмогеохимических и геофизических исследований на территории города Ясиноватая и с. Яковлевка. Установленна активность Пантелеймоновского надвига в современную эпоху и проницаемость его и оперяющих структур для экологически опасных газов.
Выполненные исследования имеют значение при проектировании зданий и промышленных сооружений, коммуникаций; позволят создать рекомендации для улучшения экологической ситуации; внедрение в практику рекомендаций будет способствовать улучшению условий проживания населения и уменьшению техногенной нагрузки на окружающую среду.
1.8 Апробация результатов работы
Результаты исследований докладывались на конференции «География, геоэкология, биология, геология: опыт научных исследований в контексте международного сотрудничества», 2010 г., ДНУ им. Олеся Гончара, Днепропетровск; на конференции «География, геоэкология, биология, геология: опыт научных исследований в контексте международного сотрудничества», 2011 г., ДНУ им. Олеся Гончара, Днепропетровск; на конференции «Современные тенденции научной парадигмы географического образования Украины», 2010 г., ДИСО, Донецк; на конференции «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», 2010 г., ДонНТУ, Донецк; участие в университетском конкурсе студенческих научных работ по разделу «Геологические науки», 2009г., ДонНТУ, Донецк. По теме работы имеется четыре публикации.
В 70-е годы впервые вопросами современной геодинамики на региональном и локальном уровне начал заниматься Рябоштан Ю.С. В 1977 г. учеными Тахтомировым Е.П. и Рябоштаном Ю.С. был разработан азимутальный метод структурно-геодинамического картирования (СГДК-А). Метод СГДК-А относится к методам електромагниторозвидки, он основан на регистрации и анализе азимутальной анизотропии электропроводности различных сред. Для реализации метода структурно-геодинамического картирования теми же учеными был разработан и запатентован прибор ЕФА [1].
На изучаемых участках геофизические исследования методом СГДК-А и атмогеохимические исследования проведены в недостаточном объеме. На территории города Ясиноватая данные исследования ранее не проводились и выполняются впервые.
Изучению экологического воздействия разломных зон на окружающую среду на примере Мушкетовского надвига была посвящена работа Николаева И.Ю., Шурховецкого С.А., Власова П.А.. Данная работа позволила уточнить положение Мушкетовского надвига на участке исследований, установить особенности его проявления в газовом и электромагнитном поле почвенных отложений и определить проницаемые участки .
зучением зон экологического риска и методов их обнаружения на примере города Донецка занимались Алехин В.И., Санина О.Н., Молодан Е.В. [2]. Проведенные авторами исследования подтвердили эффективность применения метода СГДК-А при обнаружения активных геодинамических зон в горном массиве, связанных с тектоническими разрывными нарушениями различных рангов.
Выявлением и прослеживанием геодинамических зон и связанных с ними тектонических нарушений в Донбассе занимались Селюков Е.И., Стигнеева Л.Т. [3]. Исследователями представлены результаты работ методом структурно-геодинамического картирования на различных объектах проектируемого строительства.
В направлении влияния геодинамики на жизнедеятельность человека работали такие исследователи как Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г., Воевода Б.И., Соболев Е.Г., Русанов А.Н., Панов Б.С., Савченко А.В., Алехин В.И. [4, 5]. Проведены исследования, доказывающие необходимость геодинамического картирования на стадии проектирования строительства и выбора участков под различные сооружения.
Геологические отложения на площади исследований представлены породами свит С25 , С26, С27, которые перекрываются мезо-кайнозойскими рыхлыми отложениями.
На балансе шахты «Октябрьского рудника», где проводились работы, числятся 11 угольных пластов: 8 — свиты С26, 2 — С27 и 1 С25. Породы, содержащие угольный пласт m3, представлены алевролит-аргиллитами с подчиненными прослойками песчаников.
Угленосные отложения шахтного поля шахты им. А.Ф. Засядько и участка представлены свитками С27, С26 и С25. На балансе шахты считаются угольные пласты m81, m51, m41, m40, m3, m2, l81, l8, l71, l7, l4, l5, l21, l1 (l1в – l1н), k8, k7, k61, k51, k5, в настоящее время разрабатываются пласты m3 (мощностью от 1,00 до 2,15 м), l4 (0,85-2,00м), l1 (0,80-1,95 м) и k8 (0,75-1,23 м) на глубинах 1220-1420 м. Угольные пласты относятся к жирным и коксовым маркам Ж и К. Пласты опасные по пыли, внезапным выбросам угля и газа m3 и l1 - склонны к самовозгоранию.
Поле «Октябрьского рудника» размещается в южной части Кальмиус Торецкой котловины. Площадь поля замкнута между Коксовым надвигом на западе и флексурной складкой на востоке, которая представляет собой опущенное крыло Ветковской флексуры и надвиги Ветковский № 2, Ветковский № 3 и надвиг «Б». Коксовый надвиг имеет амплитуду 40 – 550 м, которая уменьшается с глубиной до 35 м. Амплитуда Ветковского надвига № 2, что увеличивается с глубиной, составляет от 20 до 50 м, Ветковского № 3 — от 1,6 – 5,0 до 60 – 100 м. Надвиг «Б» имеет амплитуду сдвига 12 м.
Основная часть шахтного поля относительно спокойная, с пологим залеганием пород от 8 до 15 градусов. Кроме значительной ветковской флексуры, найбены более незначительные перегибы: Северная и Центральная флексуры, которые имеют локальное развитие, и вливаются на востоке в Ветковскую флексуру.
Поле шахты им. А.Ф.Засядько размещается также в южной части Кальмиус-Торецкой котловины на приподнятом крыле Ветковской флексуры. Каменноугольные отложения здесь имеют пологое падение на северо-восток с углами 7-25 градусов.
В структурно-тектоническом отношении шахтное поле вместе с вышесказанным участком размещены в южной части Кальмиус-Торецкой котловины, занимая площадь, ограниченную на западе Ветковской флексурой, которая усложнена значительными Ветковским (амплитуда Н — 15-60 м, угол падения 35-80 градусов) и Пантелеймоновским надвигом (амплитуда Н — 10-100 м, угол падения 60-75 градусов) и менее крупным Ветковским надвигом № 4 (амплитуда Н — 10-35 м, угол падения 40 градусов). Надвиги субмеридионального простирания, с падением сместителей на северо-запад под углом 20-45 градусов.
Восточная часть площади Кальмиуского рудника ограничена Григорьевским надвигом, с амплитудой Н — 37-55 м, углами падения на северо-запад в 27-34 градусов. Ряд незначительных надвигов субмеридионального простирания имеют падение на северо-восток под углом 10-50 градусов.
3.3 Горногеологические условия эксплуатации
Породы кровли угольных пластов характеризуются средней устойчивостью (38%), около 23 % действующих лав имеют ошибочную кровлю, 17% лав — почвы, которые пучатся.
Геотермические условия на участке непостоянны. Более высокие температуры приурочены к поперечным складкам. Температура горных пород на горизонте 1000 м колеблется от 30,4 до 52,6 градусов. Участок характеризуется самой высокой метанообильностью шахт. Шахта "Октябрьский рудник" является сверхкатегорийной с газоносностью горных выработок 18-42 м3/ т с.с. и с относительной метанообильностью шахты от 48-65 к 74-85 м3/ т с.с. по данным категорийных измерений. Объемы метана, которые извлекаются из отдельных лав в стабильные годы работы составляют от 0,01 до 2,20 млн м3.
Шахта им. А.Ф. Засядько является сверхкатегорийной по метану, опасной по внезапным выбросам угля, породы и газа, опасная по взрывчатости каменноугольного пыли. Газовый режим шахты сложный, характеризуется значительным метановыделением.
4.1 Азимутальный метод структурно-геодинамического картирования (СГДК-А)
Для проведения исследований был выбран метод структурно-геодинамического картирования азимутальным способом. Азимутальная съемка СГДК-А выполнялась с помощью прибора ЭФА — электронного фиксатора анизотропии. ЭФА является горизонтальной малобазовой установкой с жестким креплением магнитных диполей, прибор рассчитан на работу в горной среде. Установка относится к разряду индикаторных средств измерения.
Прибор ЭФА позволяет оперативно выявлять геодинамические зоны по изменению анизотропии электропроводности в покровных отложениях до глубины 2,5-3м. Для выполнения наблюдений на пикете необходима открытая площадка радиусом около 1,5 метра. Погрешность при проведении измерений дают объекты, обладающие собственным сильным электромагнитным полем (например, ЛЭП). Техногенные покрытия (асфальт, бетон), а также природные (лед, снег), не препятствуют работе, если их мощность не превышает 2 м [3].
Установка ЭФА состоит из генератора и приемника, укрепленных на концах жесткого диэлектрического бруса. В районе генератора конец бруса шарнирно соединяется с опорной платформой. Опорная платформа обеспечивает жесткую стабилизацию установки на полевом пикете и возможность вращения бруса в горизонтальной плоскости, содержит магнитный компас, предназначенный для правильной установки прибора на полевом пикете [6]. Общий вид прибора показан на рис. 4.1.
Основная цель полевых исследований состоит в выявлении и регистрации азимутальной неоднородности электрических свойств горных пород поверхностного горизонта на геофизических пикетах. Съемка методом СГДК-А проводилась по профилям, которые были заданы по результатам анализа геологического строения участка работ.
На каждой точке (пикете) профиля установка ЭФА приемником ориентировалась с помощью компаса на север. Затем в этом положении измерялась электропроводность, и брус перемещался в горизонтальной плоскости по часовой стрелке для снятия замеров в других направлениях. Измерения проводились с угловым шагом в 30 градусов. Каждому фиксированному положению приемника присваивался порядковый номер (код) от 0 до 12. Исходная позиция имела номер 0. Последний замер брался в позиции 12. Последний замер дублировал измерения в исходной позиции и являлся контрольным. В случае отличия первого и последнего замера более чем на 4 единицы, измерения на точке наблюдения повторялись. Такой прием обеспечивал высокое качество наблюдений.
При проведении измерения в каждом квадранте выбиралось направление с максимальной электропроводностью. В случае наличия двух и более одинаковых максимальных значений в одном квадранте измерения также повторялись. Данные измерений записывались в специальный полевой журнал.
Снятые замеры отражают электропроводность грунтов в различных направлениях. Их анализ позволяет установить направление с максимальной электропроводностью в пределах каждого из 4 квадрантов (секторов) круга на каждом полевом пикете съемки.
Для выявлений аномальной анизотропии электропроводности грунтов использовались три показателя: К1 — степень устойчивости ориентировок максимальной электропроводности по профилю; К2 — степень отличия ориентировок максимальной электропроводности на пикете от глобального фона; К3 — степень отличия ориентировок максимальной электропроводности на пикете от фона участка съемки.
Аномалии по К1 отсутствуют, если на всех пикетах мы имеем одни и те же направления максимальной электропроводности в каждом из 4 секторов. Максимальная интенсивность аномалии по К1 определяется, когда во всех секторах на данном пикете изменяются направления максимальной электропроводности. Шкала аномальности для этого показателя следующая:
изменения только в одном секторе — 3 условные единицы
изменения одновременно в двух секторах — 9 условных единиц
изменения одновременно в трех секторах — 27 условных единиц
изменения одновременно в четырех секторах — 81 условная единица
Так как существует природная неоднородность физических свойств грунтов и случайные ошибки измерения, для уменьшения их влияния перед оценкой аномальности по профилю проводилась процедура фильтрации полевых данных окном в пять, семь и одиннадцать точек.
Аномальность по показателю К2 оценивалась по степени отличия направлений максимальной электропроводности на данном пикете от глобального фона. Глобальный фон характеризуется максимальной электропроводностью по направлениям север–восток–юг–запад. Исходя из этого, для сектора I фоновыми будут направления 0 и 3 (в принятых кодах), для сектора II — 3 и 6, для сектора III — 6 и 9, Для сектора IV — 9 и 12(0).
Шкала аномальности для показателя К2 следующая:
отличия от фона только в одном секторе — 4 условные единицы
отличия от фона одновременно в двух секторах — 16 условных единиц
отличия от фона одновременно в трех секторах — 64 условные единицы
отличия от фона одновременно в четырех секторах — 256 условных единиц
Аномальность по показателю К3 оценивалась по степени отличия направлений максимальной электропроводности на данном пикете от фона участка. Характер местного фона электропроводности грунтов определялся на основе статистических расчетов, выполненных по сумме всех точек наблюдений. Результаты этого расчета представлялись в виде таблиц и розы-диаграммы направлений максимальной электропроводности.
Шкала аномальности для показателя К3 аналогична шкале К2:
отличия от фона только в одном секторе — 4 условные единицы
отличия от фона одновременно в двух секторах — 16 условных единиц
отличия от фона одновременно в трех секторах — 64 условные единицы
отличия от фона одновременно в четырех секторах — 256 условных единиц
Процедура обработки данных и расчет показателей выполнялась с использованием специальных таблиц обработки данных, пример такой таблицы приведен ниже (табл.4.1).
С помощью компьютерных программ по рассчитанным показателям СГДК-А строились графики, по которым выделялись участки аномальных значений показателей, что указывает на наличие разлома в пределах данных пикетов [6,7].
Таблица 4.1 — Фрагмент таблицы обработки данных СГДК-А
| СЕКТОРА | ПИКЕТЫ | ДАННЫЕ | ||||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| I | 2 | 1/3 | 2 | 0 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 0 | Исходные данные | |
| 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 0/2 | 0 | 0 | 0 | Фильтрованные данные | ||
| II | 3/5 | 5 | 6 | 6 | 5 | 5 | 5 | 6 | 6 | 6 | Исходные данные | |
| 5 | 5 | 5 | 5 | 5/6 | 5 | 5/6 | 5 | 6 | 6 | Фильтрованные данные | ||
| III | 8 | 6 | 6 | 7 | 9 | 6 | 6 | 7 | 6 | 8 | Исходные данные | |
| 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6/8 | 8 | 8 | Фильтрованные данные | ||
| IV | 9 | 12 | 11 | 11 | 9 | 9 | 12 | 12 | 12 | 11 | Исходные данные | |
| 9 | 9 | 9/12 | 12 | 12 | 11/12 | 11 | 11 | 11 | 11 | Фильтрованные данные | ||
| К1 | 1 | 1 | 3 | 3 | 1 | 3 | 81 | 27 | 3 | 1 | К2 | 16 | 16 | 16 | 16 | 4 | 16 | 4 | 4 | 64 | 64 | К3 | 16 | 16 | 16 | 64 | 16 | 64 | 4 | 4 | 64 | 64 |
4.1.2 Методика атмогеохимических исследований
Для измерения углекислого газа и метана используется шахтный интерферометр ШИ-10 с пределом измерения метана и углекислого газа от 0 до 6 объемных %. Прибор имеет электрическую схему с питанием от 1 элемента типа «343»; оптическую систему, сквозь окуляр которой можно наблюдать интерференционную картинку; систему для поглощения влаги из почвенного воздуха и углекислого газа при определении концентрации метана.
Перед съемкой шахтный интерферометр необходимо проверить и подготовить к работе. Подготовка ШИ-10 к работе включает в себя следующие операции: переключатель на корпусе прибора необходимо установить в положение «К» ; кран на панели прибора установить в положение «СО2»; с помощью вакуумной груши прокачать атмосферный воздух; с помощью переключателя нуля, расположенного на корпусе прибора, при одновременном нажимании на кнопку питания электросистемы установить наиболее темную черту интерференционной картины на риску с нулевым значением.
Интерференционная картинка и линейки концентрации газов при этом наблюдаются в окуляре оптической системы, которая расположена на верхней панели прибора. Измерение газов производились на профилях съемки, которые задавались на местности после изучения геологической ситуции. Расстояние между пунктами отбора проб в профиле зависило от масштаба исследований и изменялись от 5 до 20 м.
Глубина отбора проб почвенного воздуха составила 0,8 м. Отбор почвенного воздуха осуществляется из предварительно пробуренного шпура посредством конусного пробоотборника, вставленного в пробуренный шпур, и вакуумных шлангов. Для исключения попадания в измерительный прибор воды и пыли между пробоотборником и измерительным прибором устанавливался специальный фильтр.
Первый замер характеризует концентрацию суммы газов — углекислый газ + метан, в объемный процентах. Другой замер характеризует концентрацию метана в тех же единицах. Концентрация углекислого газа определяется по разнице первого и второго замеров [8].
Съемка методом СГДК-А была выполнена по профилям ЯС-1 в городе Ясиноватая и ЯК-1 в п. Яковлевка Донецкой области. Для оценки проницаемости структур и повышения достоверности геофизической съемки параллельно с геофизическими исследованиями были проведены и атмогеохимические съемки.
Профиль ЯС-1 в городе Ясиноватая пройден методом СГДК-А по 225 пикетам. Ход профиля от северо-восточного угла городского кладбища г. Ясиноватая на юг. Профиль пересекает ул. Полтавскую, ул. Красного октября, ул. Орджоникидзе и ул. Скрыпника. Измерения проводились с помощью установки ЭФА, шаг наблюдения составил 20 м. Точки профиля привязывались на местности с помощью прибора GPS.
В процессе съемки операторы менялись поочередно, но не ранее, чем через 40 пикетов с целью обеспечения точности измерений.
Для повышения достоверности обработка данных и расчет показателей выполнялись с использованием компьютерных программ и специальных таблиц обработки двумя независимыми исполнителями. Затем результаты обработки сравнивались.
В процессе обработки полевых данных двумя операторами были построены розы-диаграммы локального фона (рис. 5.1).
Как видно из рисунков розы-диаграммы немного отличны друг от друга, однако в обоих случаях сохраняется преобладающее направление простирания структур по квадрантам (I – 0,3; II – 3,6; III – 6,9; IV – 9). Для устранения случайных помех значения показателей сглаживались в окнах различной величины (5, 7, 11 пикетов).
В результате исследований для конкретных ландшафтных и тектонических условий было установлено, что наиболее оптимальным окном при шаге наблюдений 20 м является окно в 11 пикетов. Именно такое окно сглаживания обеспечивает наиболее четкое проявление крупных надвигов в графиках показателей по профилю, поскольку окна в 5 и 7 пикетов выявили множество аномальных пиков, на фоне которых не наблюдались главные искомые разломы.
По трем показателя СГДК-А (К1, К2, К3) был построен совмещенный график, отражающий аномальные участки (рис 5.2).
По результатам обработки данных построены графики мультипликативных показателей СГДК-А и выделены аномальные участки – геодинамические зоны (Рис.5.3). Установлено, что аномалии наблюдаются по комплексу показателей в районе пикетов 7-32, 129-128, 162-166.
Часть аномалий связана с зоной влияния крупного Пантелеймоновского надвига или с другими мелкими разрывными нарушениями, что находит подтверждение в геологических данных (Рис. 5.5). Геодинамическая зона в районе пикетов 211-216 пикетов отличается необычной активностью. На геологической карте крупных разрывных нарушений на участке этой зоны не отмечается (см. Рис. 5.4). Учитывая тот факт, что геологоразведочными работами мелкие разрывы не устанавливаются, мы предполагаем здесь активный тектонической разрыв небольшой амплитуды.
Известно, что небольшие развивающиеся разрывы наиболее активны в геодинамическом плане. Эти структуры могут представлять большую опасность для целостности зданий. Деформации вдоль таких структур отмечались в г. Донецке [6, 7].
1 — надвиги; 2 — зона Пантелеймоновского надвига; 3 — геодинамические зоны; 4 — профиль СГДК-А; 5 — номера: а – точек GPS, б – пикетов профиля; 6 — профиль газовой съемки; 7 — резервуар питьевой воды для 3-го микрорайона.
Для выявления газовых аномалий в районе резервуара питьевой воды для 3-го микрорайона (начала профиля ЯС-1) была выполнена газовая съемка. Здесь методом СГДК-А была выявлена активная аномальная зона.
Исследования проводились в профильном варианте по периметру резервуара (см. рис. 5.4). Профиль пройден с шагом наблюдения 10м, суммарная протяженность профиля — около 0,5 км. Глубина отбора проб почвенного воздуха составила 0,6 м.
Статистическая обработка измерений позволила установить значение фоновых содержаний суммы газов СО2 + СН4 и выявить аномалии. Фон газового поля на период съемки составил 0,3 объемных %. Установлены аномалии от 0,5 до 1 объемных %. Аномалии газов в 1 объемный % зафиксированы в районе пикетов 43-44 данного профиля. Аномалии в 0,7 объемных % наблюдаются в районе 19 и 28 пикетов, незначительные аномалии в 0,5 объемных % фиксировались на отдельных пикетах.
Второй газовый профиль был пройден вдоль геофизического профиля также с шагом наблюдения 10м. Ход профиля от северо-восточного угла городского кладбища г. Ясиноватая на юг. Протяженность профиля составила 400м. Глубина отбора проб почвенного воздуха составила также 0,6 м. Фон газового поля на данном профиле на период проведения съемки составил 0,1 объемный %. Установлены аномалии суммы газов СО2 + СН4 от 0,3 до 1,3 объемных %. Аномалии метана в 1,3 объемных %, что более чем в 10 раз превышает фоновое значение, наблюдаются на 10 и 31 пикетах. Аномалия в 1 объемный % зафиксирована в районе 21 пикета, аномалии метана в 0,7 объемных % расположены на 20 и 37 пикетах профиля. В целом на участке проведенных исследований получено 86 измерений газов в почвенном воздухе.
Сопоставив результаты геофизических и атмогеохимических исследований, проведенных в городе Ясиноватая, можем сделать вывод, что выявленная методом СГДК-А геофизическая аномалия в районе пикетов 7-32 (см. рис 5.3), подтверждается газовой съемкой. Эта аномалия фиксирует разрывное нарушение с повышенным газовым потоком.
В п. Яковлевка нами выполнены такие же исследования. Была проведена съемка азимутальным электромагнитным методом структурно-геодинамического картирования (СГДК-А) по профилю ЯК-1 и газовая съемка по нескольким профилям.
Атмогеохимические исследования проводились по одному протяженному профилю и двум коротким профилям (рис. 5.5). Глубина отбора проб почвенного воздуха составила 0,8 м. Короткие профили были заданы вблизи газодренажной скважины с целью определения параметров газового поля почвенных отложений над известным скоплением газа метана. Шаг наблюдений вдоль этих профилей составил 1м. Протяженный профиль был задан над участком малоамплитудных разрывных дислокаций, выявленных горными работами при отработке угольного пласта m3. В целом эти дислокации формировали зону северо-восточного простирания. Именно к этой зоне были приурочены многочисленные газодинамические явления в горных выработках. Профиль был пройден вкрест простирания зоны дислокаций с шагом наблюдения 10м. Протяженность профиля составила более 1км.
1 — зона надвигов по пласту m3; 2 — участки опасных газодинамических явлений в горных выработках шахты Засядько; 3 — профиль газовой съемки и номера пикетов; 4 — аномалии газов в 3-5 раз превышающие фон; 5 — аномалии газов в 9-10 раз превышающие фон; 6 — участок газодренажной скважины; профиль геофизической съемки методом СГДК-А с выявленными аномалиями.
В результате проведенных исследований получено 170 измерений углекислого газа в почвенном воздухе. Статистическая обработка измерений позволила установить значение фоновых содержаний СО2 и выявить аномалии этого газа. Фон газового поля СО2 на период съемки составил 0,1 объемный %. Установлены аномалии СО2 от 0,25 до 6 объемных %. В одной аномальной точке концентрация СО2 и метана превысила пределы измерений прибора (более 6 объемных %). Эта точка располагалась непосредственно у газодренажной скважины и, вероятно, зафиксировала утечки газа за счет технических причин. На расстоянии до 10 м от нее в почвенном воздухе фиксировались концентрации углекислого газа в 0,75 %, что в 7,5 раз превысило фоновое значение.
На протяженном профиле выявлены три участка аномальных содержаний углекислого газа – в восточной части профиля, в центральной части и западной части. Центральный аномальный участок сформировали три локализованные аномалии СО2. Здесь выявлены наибольшие для профиля концентрации СО2 , превышающие фон в 9 раз. Этот аномальный участок накладывается на восточный край зоны мелкоамплитудной нарушенности пластов m3 и l1 СВ простирания. Очевидно, эта зона дислокаций пересекает весь разрез угленосной толщи вплоть до дневной поверхности и имеет крутое падение на запад. Как отмечалось выше, геологоразведочными и горными работами установлено, что данная структура контролирует скопления метана в угольных пластах [9, 10].
Вторым по значимости аномальным участком является восточный. Здесь выявлены три сопряженные аномальные точки с максимальной концентрацией СО2 в 0,5 % (5-кратное превышение фона). В западной части профиля была обнаружена одна точка со слабоконтрастной аномалией СО2.
На данном участке была выполнена съемка азимутальным электромагнитным методом структурно-геодинамического картирования (СГДК-А). Профиль ЯК-1 пройден по 76 пикетам с шаг наблюдения 10 метров вдоль профиля газовой съемки.
По результатам обработки данных СГДК-А построен график показателей и выделены аномальные участки (см. рис. 5.6). Результаты газовой и геофизической съемок подтвердили наличие активных дислокаций на участке, которые хорошо проницаемы для углеклого газа и метана.
На двух исследованных участках выявлены экологически опасные геодинамические структуры, которые связаны с активными в современную эпоху тектоническими дислокациями. По этим дислокациям установлен повышеный поток углекислого газа и метана. Эти газы формируют контрастные аномалии в почвенном воздухе. Результаты проведенных исследований следует учитывать при проектировании и строительстве промышленных сооружений и жилых зданий.
1. Панов Б. С., Рябоштан Ю. С., Алехин В. И. и др. О новом методе структурно-гединамических исследований //Советская геология, — 1984.-№ 1. — с.66-75.
;2. Санина О. Н., Молодан Е. В., Алехин В.И. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов// Сб. ст. VI Международной научной конференции аспирантов и студентов. Т.2 — Донецк: ДонНТУ, 2007. — с.102-103.
3. Селюков Е. И., Стигнеева Л. Т Краткие очерки практической микрогеодинамики, — СПб.: Питер, 2010. — с. 56.
4. Санина О. Н., Алехин В. И. Зоны экологического риска и методы их обнаружения на примере города Донецка //Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів. Зб. доп. VI міжнар. наук. конф. аспірантів і студентів, — 2007. — Т. 2. — с. 102-103.
5. Алехин В. И., Санина О. Н., Сахарова Н.А., Ковалева О.А. Зоны геолого-экологического риска тектонической природы и безопасность жизнедеятельности //Научные труды ДонНТУ. Серия горно-геологическая, — 2007. — Вип. 6(125). — с. 149-152.
6. Алехин В. И., Аноприенко А. Я., Анциферов А. В., Купенко В. И., Панов Б. С., Приходько С. Ю. Геодинамическое картирование: методы и апаратура, — Донецк: ДонНТУ, Технопарк ДонГТУ Унитех, 2007. — с. 144.
7. Панов Б. С., Рябоштан Ю. С., Алехин В.И и др. Hовые методы изучения современной геодинамики активизированных областей //Вестн. Киевского ун-та. Прикладная геохимия и петрофизика, — Киев: 1983. — Выпуск 10. — с. 91-99.
8. Алехин В. И., Проскурня Ю. А. Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Эколого-геохимическая съемка» для студентов направления 0708 Экология. — Донецк, ДонНТУ, 2008р. — с. 27
9. Гавриш В. К., Добрянский Л. А., Алехин В.И. и др. Особенности атмогеохимического поля Опошнянского газоконденсатного месторождения в Днепровско-Донецкой впадине // Докл. АH УССР, — 1989. — Сер.Б, № 1. — с. 7-10.
10. Гавриш В. К., Рябоштан Ю. С., Алехин В.И. и др. Атмогеохимическое прогнозирование неотектонически активных зон в Донбассе, Днепровско-Донецкой впадине и других регионах // Препринт, — Киев: АН УССР, Ин-т геол. наук, 1990. — с. 43.
| Резюме | Биография | Библиотека | Ссылки | Отчет о поиске | Индивидуальный раздел |