| Біографія |Резюме |
1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
1.2 Зв'язок роботи з науковими програмами, планами
1.3 Мета і завдання досліджень
1.6 Наукова новизна отриманих результатів
1.8 Апробація результатів роботи
2. АНАЛІЗ РАНІШЕ ПРОВЕДЕННИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
3. КОРОТКА ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕОЛОГІЧНОЇ БУДОВИ ОБ'ЄКТА ДОСЛІДЖЕНЬ
3.3 Горногеологні умови експлуатації.
4.1 Азимутальний метод структурно-геодинамічного картування (СГДК-А)
4.2 Методика атмогеохімічних досліджень
У наш час у зв'язку з інтенсивними гірськими роботами в Донбасі актуальна проблема деформацій житлових будівель і промислових споруд. Встановлено також, що найбільш небезпечні ділянки приурочені до активних в сучасну епоху розривних порушень. Такі структури у верхній частині покривних відкладень проявляють себе у вигляді аномалій геофізичних і атмогеохімічних полів, які формують геодинамічні зони.
Дана робота актуальна у зв'язку з тим, що активні геодинамічні структури в населених пунктах приводять до деформації житлових будівель і промислових споруд і накопиченню в грунтах небезпечних газів — метану і радону.
1.2 Зв'язок роботи з науковими програмами, планами
Робота пов'язана з науково-дослідною роботою кафедри КК і ЕГ Н8-07 “Дослідження геологічних особливостей і будови зон екологічної риски Донецької області і розробка методики їх прогнозування”, з темою “Збереження довкілля і розвиток” основних наукових напрямів і найважливіших проблем фундаментальних досліджень у галузі природних, технічних і гуманітарних наук на 2009-2013 р.
1.3 Мета і завдання досліджень
Метою роботи є виявлення екологічно небезпечних геологічних структур в межах населених пунктів м. Донецька і м. Ясинувата, встановлення особливостей їх впливу на електромагнітне поле і газовий склад грунтів, створення методики прогнозування таких небезпечних явищ на основі геофізичної і атмогеохімічної зйомки.
Завдання роботи:
1. Експериментальні польові геофізичні дослідження методом азимутної електромагнітної зйомки над відомими геологічними структурами, які приводять до деформацій будівель і споруд;
2. Експериментальні польові дослідження методом газової зйомки по грунтах над відомими геологічними структурами, які формують екологічно небезпечні газові аномалії у грунтах;
3. Розробка методики комплексної обробки і надійної інтерпретації польових геофізичних і атмогеохіміних даних на основі комп'ютерних програм;
4. Розробка рекомендацій по прогнозуванню небезпечних геодинамічних явищ на основі геофізичної і атмогеохімічної зйомки.
Об'єктом дослідження є геодинамічно небезпечні структури на території м. Донецька і м. Ясинувата.
Предметом дослідження є аномалії електромагнітного поля і газового складу грунтів, які пов'язані з екологічно небезпечними явищами.
1.6 Наукова новизна отриманих результатів
Вперше проведений комплекс атмогеохімічних і геофізичних досліджень на території міста Ясинувата і с. Яковлевка. Встановленна активність Пантелеймоновського насува в сучасну епоху і проникність його і оперяющіх структур для екологічно небезпечних газів.
Виконані дослідження мають значення при проектуванні будівель і промислових споруд, комунікацій; дозволять створити рекомендації для поліпшення екологічної ситуації; впровадження в практику рекомендацій сприятиме поліпшенню умов мешкання населення і зменшенню техногенного навантаження на довкілля.
1.8 Апробація результатів роботи
Результати досліджень докладалися на конференції “Географія, геоекологія, біологія, геологія: досвід наукових досліджень в контексті міжнародної співпраці”, 2010 р., ДНУ ім. Олеся Гончара, Дніпропетровськ; на конференції “Географія, геоекологія, біологія, геологія: досвід наукових досліджень в контексті міжнародної співпраці”, 2011 р., ДНУ ім. Олеся Гончара, Дніпропетровськ; на конференції “Сучасні тенденції наукової парадигми географічного утворення України”, 2010 р. ДІСО, Донецьк; на конференції “Охорона довкілля і раціональне використання природних ресурсів”, 2010 р., ДонНТУ, Донецьк; участь в університетському конкурсі студентських наукових робіт з розділу “Геологічні науки”, 2009г., ДонНТУ, Донецьк. По темі роботи є чотири публікації.
У 70-і роки вперше питаннями сучасної геодинаміки на регіональному і локальному рівні почав займатися Рябоштан Ю. С. В 1977 р. вченими Тахтоміровим Е. П. і Рябоштаном Ю. С. був розроблений азимутальний метод структурно-геодинамічного картування (СГДК-А). Метод СГДК-А відноситься до методів електромагніторозвідки, він заснований на реєстрації і аналізі азимутальної анізотропії електропровідності різноманітних середовищ. Для реалізації методу структурно-геодинамічного картування тими ж вченими був розроблений і запатентований прилад ЕФА [1].
На ділянках, що вивчаються, геофізичні дослідження методом СГДК-А і атмогеохімічні дослідження проведені в недостатньому об'ємі. На території міста Ясинувата дані дослідження раніше не проводилися і виконуються вперше.
Вивченню екологічної дії розломних зон на довкілля на прикладі Мушкетовського насува була присвячена робота Ніколаєва І. Ю., Шурховецького С. А., Власова П. А. Дана робота дозволила уточнити положення Мушкетовського насува на ділянці досліджень, встановити особливості його прояву в газовому і електромагнітному полі грунтових відкладень і визначити проникні ділянки.
Вивченням зон екологічного ризику і методів їх виявлення на прикладі міста Донецька займалися Альохин В. І., Саніна О. Н., Молодан Е. В. [2]. Проведені авторами дослідження підтвердили ефективність вживання методу СГДК-А при виявлення активних геодинамічних зон в гірському масиві, пов'язаних з тектонічними розривними порушеннями різних рангів.
Виявленням і дослідженням геодинамічних зон і пов'язаних з ними тектонічних порушень в Донбасі займалися Селюков Е. І., Стігнєєва Л. Т.[3]. Дослідниками представлені результати робіт методом структурно-геодинамічного картування на різних об'єктах проектованого будівництва [9].
У напрямі впливу геодинаміки на життєдіяльність людини працювали такі дослідники як Трофімов В. Т., Зілінг Д. Г., Воєвода Б. І., Соболев Е. Г., Русанов А. Н., Панов Б. С., Савченко А. В., Альохін В. І. [4,5]. Проведені дослідження доводять необхідність геодинамічного картування на стадії проектування будівництва і вибору ділянок під різні споруди.
Геологічні відкладення на площі досліджень представлені породами світ С25, С26, С27, які перекриваються мезо-кайнозойскими пухкими відкладеннями.
На балансі шахти “Жовтневого рудника” рахується 11 вугільних пластів: 8 — світи С26, 2 — С27 и 1 С25. Породи, що вміщують вугільний пласт m3, представлені алевроліт-аргілітами з підпорядкованими прошарками пісковиків. Вугленосні відкладення шахтного поля шахти ім. А.Ф. Засядька та дільниці представлені свитами С27, С26 та С25. На балансі шахти рахуються вігільні пласти m81, m51, m41, m40, m3, m2, l81, l8, l71, l7, l4, l5, l21, l1 (l1в-l1н), k8, k7, k61, k51, k5. у теперішній час розробляються пласти m3 (потужністю від 1,00 до 2,15 м), l4 (0,85-2,00м), l1 (0,80-1,95 м) та k8 (0,75-1,23 м) на глибинах 1220-1420 м. Вугільні пласти відносяться до жирних та коксових марок Ж та К. Пласти небезпечні за пилом, раптовим викидам вугілля та газу m3 та l1 — схильні до самовозгорання.
Поле “Жовтневого рудника” розміщується у південній частині Кальміус Торецької котловини. Площа поля замкнена між Коксовим насувом на заході та флексурною складкою на сході, що являє собою опущене крило Вєтковської флексури та насуви Вєтковський № 2, Вєтковський № 3 та насув “Б”. Коксовий насув має амплітуду 40-550 м, що зменшується з глибиною до 35 м. Амплитуда Вєтковського насува № 2, що збільшується з глибиною, складає від 20 до 50 м, Вєтковського № 3 — от 1,6-5,0 до 60-100 м. Насув “Б” має амплітуду зрушення 12 м.
Основна частина шахтного поля відносно спокійна, з пологим заляганням порід від8 до 15 градусів. Окрім значної Вєтковської флексури, знайдені більш незначні флексурні перегіби: Північна і Центральна флексури, що мають локальний розвиток, та вливаються на сході у Вєтковську флексуру.
Поле шахти ім. А.Ф.Засядька розміщується також у південній частині Кальміус-Торецької котловини на приподнятому крилі Вєтковської флексури. Кам'яновугільні відкладення тут мають пологе падіння на північний схід з кутами 7-25°. Бокові породи, що включають вугільний пласт m3, представлені пісчано-алевролітовими різностями. Однак у кровлі найчастіше залягають аргіліти, що заважають вертикальній міграції газів.
У структурно-тектонічному відношенні шахтне поле разом з выщевказаною дільницею розміщені у південній частині Кальміус-Торецької котловини, займая площу, що обмежується на заході Вєтковською флексурою, що ускладнена значними Вєтковським (Н — 15–60 м, кут падіння 35-80°) та Пантелеймоновським надсувами (Н — 10–20 м, кут падіння 60-75°) та менш крутим Вєтковським надсувом № 4 (Н — 10–35 м, кут падіння 40°). Насуви субмеридіонального простирання, з падінням сместителей на північний захід під кутом 20-45°.
Східна частина площі Кальміуського рудника обмежена Григор'євським надсувом, з амплитудою Н — 37–55 м, кутами падіння 27-34°, також на північний захід. Ряд незначних насувів субмеридіонального простирання мають падіння на північний схід під кутом 10-50°.
3.3 Горногеологні умови експлуатації.
Породи крівлі вугільних пластів характеризуються середньою стійкістю (38%), близько 23% лав, що діють, мають помилкову крівлю, 17% лав — грунти, що пучаця.
Геотермічні умови на ділянці непостійні. Вищі температури приурочені до поперечних складок. Температура гірських порід на горизонті 1000 м вагається від 30,4 до 52,6°. Найбільш висока температура відмічена в свердловині 8156 на ділянці шахти “Петровська Глибока”. На глибині 1660 м вона склала 60°.
Ділянка характеризується однією з найбільш високих метанообільностей шахт. Шахта “Жовтнева копальня” відпрацьовує на глибинах 1120-1230 м вугільні пласти : m3 — що вважається урожаємим, і l81 — небезпечний по раптових викидах. Шахта є сверхкатегорійною з газоносністю гірських вироблень 18-42 м3/ т с.д. і з відносної метанообільностью шахти від 48-65 до 74-85 м3/ т с.д. за даними категорійних вимірів. При відробітку пластів застосовується штучна дегазація порід і пластів-супутників, що залягають в крівлі пласта m3 до прошарка m40 і в крівлі l81 до супутника m1. Об'єми метану, що витягуються з окремих лав в стабільні роки роботи складають від 0,01 до 2,20 млн м3. висока міра газонасиченості бічних порід, особливо пісковиків, сприяла розвитку їх вибросоопасності.
Шахта ім. А. Ф. Засядько є сверхкатегорійною по метану, небезпечна по раптовим викидам вугілля, порід і газу, небезпечна по вибуховості кам'яновугільного пилу.
4.1 Азимутальний метод структурно-геодинамічного картування (СГДК-А)
Для проведення досліджень був вибраний метод структурно-геодинамічного картування азимутальним способом. Азимутальна зйомка СГДК-А виконувалася за допомогою приладу ЭФА — електронного фіксатора анізотропії. ЭФА є горизонтальною малобазовою установкою з жорстким кріпленням магнітних диполів, прилад розрахований на роботу в гірському середовищі. Установка відноситься до розряду індикаторних засобів виміру.
Прилад ЭФА дозволяє оперативно виявляти геодинамічні зони по зміні анізотропії електропровідності у покривних відкладеннях до глибини 2,5-3м. Для виконання спостережень на пікеті потрібний відкритий майданчик радіусом близько 1,5 метра. Погрішність при проведенні вимірів дають об'єкти, що мають власне сильне електромагнітне поле (наприклад, ЛЕП). Техногенні покриття (асфальт, бетон), а також природні (лід, сніг), не перешкоджають роботі, якщо їх потужність не перевищує 2 м.
Установка ЭФА складається з генератора і приймача, укріплених на кінцях жорсткого діелектричного бруса. У районі генератора кінець бруса шарнірно з'єднується з опорною платформою. Опорна платформа забезпечує жорстку стабілізацію установки на польовому пікеті і можливість обертання бруса в горизонтальній площині, містить магнітний компас, призначений для правильної установки приладу на польовому пікеті [6]. Загальний вигляд приладу показаний на рис. 4.1.
Основна мета польових досліджень полягає у виявленні і реєстрації азимутальної неоднорідності електричних властивостей гірських порід поверхневого горизонту на геофізичних пікетах. Зйомка методом СГДК-А проводилася по профілях, які були задані за результатами аналізу геологічної будови ділянки робіт.
На кожній точці (пікеті) профілю установка ЭФА приймачем орієнтувалася за допомогою компаса на північ. Потім у цьому положенні вимірювалася електропровідність, і брус переміщався в горизонтальній площині за годинниковою стрілкою для зняття вимірів в інших напрямах. Виміри проводилися з кутовим кроком в 30 градусів. Кожному фіксованому положенню приймача привласнювався порядковий номер(код) від 0 до 12. Вихідна позиція мала номер 0. Останній вимір брався у позиції 12. Останній вимір дублював виміри у вихідній позиції і був контрольним. У разі відмінності першого і останнього виміру більш ніж на 4 одиниці, виміру на точці спостереження повторювалися. Такий прийом забезпечував високу якість спостережень.
При проведенні виміру в кожному квадранті вибирався напрям з максимальною електропровідністю. У разі наявності двох і більше однакових максимальних значень в одному квадранті виміру також повторювалися. Дані вимірів записувалися в спеціальний польовий журнал.
Зняті виміри відбивають електропровідність грунтів в різних напрямах. Їх аналіз дозволяє встановити напрям з максимальною електропровідністю в межах кожного з 4 квадрантів(секторів) круга на кожному польовому пікеті зйомки.
Для виявлень аномальної анізотропії електропровідності грунтів використовувалися три показники: К1 — міра стійкості орієнтувань максимальної електропровідності за профілем; К2 — міра відмінності орієнтувань максимальної електропровідності на пікеті від глобального фону; К3 — міра відмінності орієнтувань максимальної електропровідності на пікеті від фону ділянки зйомки.
Аномалії по К1 відсутні, якщо на усіх пікетах ми маємо одні і ті ж напрями максимальної електропровідності в кожному з 4 секторів. Максимальна інтенсивність аномалії по К1 визначається, коли в усіх секторах на цьому пікеті змінюються напрями максимальної електропровідності. Шкала аномальності для цього показника наступна:
зміни тільки в одному секторі — 3 умовних одиниці
зміни одночасно в двох секторах — 9 умовних одиниць
зміни одночасно в трьох секторах — 27 умовних одиниць
зміни одночасно в чотирьох секторах — 81 умовна одиниця
Оскільки існує природна неоднорідність фізичних властивостей грунтів і випадкові помилки виміру, для зменшення їх впливу перед оцінкою аномальності за профілем проводилася процедура фільтрації польових даних вікном в п'ять, сім і одинадцять точок.
Аномальність за показником К2 оцінювалася за мірою відмінності напрямів максимальної електропровідності на цьому пікеті від глобального фону. Шкала аномальності для показника К2 наступна:
відмінності від фону тільки в одному секторі — 4 умовних одиниці
відмінності від фону одночасно в двох секторах — 16 умовних одиниць
відмінності від фону одночасно в трьох секторах — 64 умовних одиниці
відмінності від фону одночасно в чотирьох секторах — 256 умовних одиниць
Аномальність за показником К3 оцінювалася за мірою відмінності напрямів максимальної електропровідності на цьому пікеті від фону ділянки. Характер місцевого фону електропровідності грунтів визначався на основі статистичних розрахунків, виконаних по сумі усіх точок спостережень. Результати цього розрахунку представлялися у вигляді таблиць і троянди-діаграми напрямів максимальної електропровідності.
Шкала аномальності для показника К3 аналогічна шкалі К2 :
відмінності від фону тільки в одному секторі — 4 умовних одиниці
відмінності від фону одночасно в двох секторах — 16 умовних одиниць
відмінності від фону одночасно в трьох секторах — 64 умовних одиниці
відмінності від фону одночасно в чотирьох секторах — 256 умовних одиниць
Процедура обробки даних і розрахунок показників виконувалася з використанням спеціальних таблиць обробки даних, приклад такої таблиці наведений нижче (таблиця 4.1).
Таблиця 4.1 — Фрагмент таблиці обрабки даних СГДК-А
| СЕКТОРА | ПІКЕТИ | ДАНІ | ||||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| I | 2 | 1/3 | 2 | 0 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 0 | Вихідні дані | |
| 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 0/2 | 0 | 0 | 0 | Фільтровані дані | ||
| II | 3/5 | 5 | 6 | 6 | 5 | 5 | 5 | 6 | 6 | 6 | Вихідні дані | |
| 5 | 5 | 5 | 5 | 5/6 | 5 | 5/6 | 5 | 6 | 6 | Фільтровані дані | ||
| III | 8 | 6 | 6 | 7 | 9 | 6 | 6 | 7 | 6 | 8 | Вихідні дані | |
| 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6/8 | 8 | 8 | Фільтровані дані | ||
| IV | 9 | 12 | 11 | 11 | 9 | 9 | 12 | 12 | 12 | 11 | Вихідні дані | |
| 9 | 9 | 9/12 | 12 | 12 | 11/12 | 11 | 11 | 11 | 11 | Фільтровані дані | ||
| 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 |
За допомогою комп'ютерних програм за розрахованими показниками СГДК-А будувалися графіки, по яких виділялися ділянки аномальних значень показників, що вказує на наявність розлому в межах цих пікетів [6, 7].
4.2 Методика атмогеохімічних досліджень
Для виміру вуглекислого газу і метану використовується шахтний інтерферометр ШИ-10 з межею виміру метану і вуглекислого газу від 0 до 6 об'ємних %. Прилад має електричну схему з живленням від 1 елементу типу “343”; оптичну систему, крізь окуляр якої можна спостерігати інтерференційну картинку; систему для поглинання вологи з грунтового повітря і вуглекислого газу при визначенні концентрації метану.
Перед зйомкою шахтний інтерферометр необхідно перевірити і підготувати до роботи. Підготовка ШИ-10 до роботи включає наступні операції: перемикач на корпусі приладу необхідно встановити в положення “К”; кран на панелі приладу встановити в положення “СО2”; за допомогою вакуумної груші прокачати атмосферне повітря; за допомогою перемикача нуля, розташованого на корпусі приладу, при одночасному натиску на кнопку живлення електросистеми встановити найбільш темну рису інтерференційної картини на риску з нульовим значенням.
Інтерференційна картинка і лінійки концентрації газів при цьому спостерігаються в окулярі оптичної системи, яка розташована на верхній панелі приладу.
Глибина відбору проб грунтового повітря склала 0,8 м. Відбір грунтового повітря здійснюється із заздалегідь пробуреного шпуру за допомогою конусного пробовідбірника, вставленого в пробурений шпур, і вакуумних шлангів. Для виключення попадання у вимірювальний прилад води і пилу між пробовідбірником і вимірювальним приладом встановлювався спеціальний фільтр.
Перший вимір характеризує концентрацію суми газів – вуглекислий газ + метан, в об'ємний відсотках. Інший вимір характеризує концентрацію метану в тих же одиницях. Концентрація вуглекислого газу визначається по різниці першого і другого вимірів [8].
Зйомка методом СГДК-А була виконана по профілях ЯС-1 у місті Ясинувата і ЯК-1 у с. Яковлевка Донецької області. Для оцінки проникності структур і підвищення достовірності геофізичної зйомки паралельно з геофізичними дослідженнями були проведені і атмогеохімічні зйомки.
Профіль ЯС-1 у місті Ясинувата пройден методом СГДК-А по 225 пікетам. Хід профілю від північно-східного кута міського кладовища м. Ясинувата на південь. Профіль перетинає вул. Полтавську, вул. Червоного жовтня, вул. Орджонікідзе і вул. Скрипніка. Виміри проводилися за допомогою установки ЭФА, крок спостереження склав 20 м. Точки профілю прив'язувалися на місцевості за допомогою приладу GPS.
В процесі зйомки оператори мінялися по черзі, але не раніше, ніж через 40 пікетів з метою забезпечення точності вимірів.
Для підвищення достовірності обробка даних і розрахунок показників виконувалися з використанням комп'ютерних програм і спеціальних таблиць обробки двома незалежними виконавцями. Потім результати обробки порівнювалися.
В процесі обробки польових даних двома операторами були побудовані рози-діаграми локального фону (Рис. 5.1).
Як видно з рисунків, рози-діаграми трохи відмінні один від одного, проте в обох випадках зберігається переважаючий напрям простягання структур по квадрантах(I – 0,3; II – 3,6; III – 6,9; IV – 9).
Для усунення випадкових перешкод значення показників згладжувалися у вікнах різної величини (5, 7, 11 пікетів).
У результаті досліджень для конкретних ландшафтних і тектонічних умов було встановлено, що найбільш оптимальним вікном при кроці спостережень 20 м являється вікно в 11 пікетів. Саме таке вікно згладжування забезпечує найбільш чіткий прояв великих насувів в графіках показників за профілем, оскільки вікна в 5 і 7 пікетів виявили безліч аномальних піків, на тлі яких не спостерігалися головні шукані розломи.
За трьома показниками СГДК-А (К1, К2, К3) було побудовано поєднаний графік, що відбиває аномальні ділянки (Рис 5.2).
а результатами обробки даних побудовані графіки мультиплікативних показників СГДК-А і виділені аномальні ділянки — геодинамічні зони (Рис. 5.3). Встановлено, що аномалії спостерігаються по комплексу показників в районі пікетів 7-32, 129-128, 162-166.
Частина аномалій пов'язана із зоною впливу великого Пантелеймоновського насува або з іншими дрібними розривними порушеннями, що знаходить підтвердження в геологічних даних (Рис. 5.4). Геодинамічна зона в районі пікетів 211-216 пікетів відрізняється незвичайною активністю. На геологічній карті великих розривних порушень на ділянці цієї зони не відзначається (див. Рис. 5.5). Враховуючи той факт, що геологорозвідувальними роботами дрібні розриви не встановлюються, ми припускаємо тут активний тектонічною розрив невеликої амплітуди.
Відомо, що невеликі розриви, що розвиваються, найбільш активні в геодинамічному плані. Ці структури можуть представляти велику небезпеку для цілісності будівель. Деформації уздовж таких структур відзначалися в м. Донецьку [1, 3].
1 — насуви; 2 — зона Пантелеймонівського насува; 3 — геодинамічні зони; 4 — профіль СГДК-А; 5 — номери: а — точок GPS, б — пікетів профілю; 6 — профіль газової зйомки; 7 — резервуар питної води для 3-го мікрорайону.
Для виявлення газових аномалій в районі резервуару питної води для 3-го мікрорайону (початок профілю ЯС-1) була виконана газова зйомка. Тут методом СГДК-А була виявлена активна аномальна зона.
Дослідження проводилися в профільному варіанті по периметру резервуару (див. Рис. 5.4). Профіль пройдений з кроком спостереження 10м, сумарна протяжність профілю — близько 0,5 км. Глибина відбору проб грунтового повітря склала 0,6 м.
Статистична обробка вимірів дозволила встановити значення фонового змісту суми газів СО2 + СН4 і виявити аномалії. Фон газового поля на період зйомки склав 0,3 об'ємних %. Встановлені аномалії від 0,5 до 1 об'ємних %. Аномалії газів в 1 об'ємний % зафіксовані в районі пікетів 43-44 ці профілі. Аномалії в 0,7 об'ємних % спостерігаються в районі 19 і 28 пікетів, незначні аномалії в 0,5 об'ємних % фіксувалися на окремих пікетах.
Другий газовий профіль був пройдений уздовж геофізичного профілю також з кроком спостереження 10м. Хід профілю від північно-східного кута міського кладовища м. Ясинувата на південь. Протяжність профілю склала 400 м. Глибина відбору проб грунтового повітря склала також 0,6 м. Фон газового поля на цьому профілі на період проведення зйомки склав 0,1 об'ємний %. Встановлені аномалії суми газів СО2 + СН4 від 0,3 до 1,3 об'ємних %. Аномалій метану в 1,3 об'ємних %, що більш ніж в 10 разів перевищує фонове значення, спостерігаються на 10 і 31 пікетах. Аномалія в 1 об'ємний % зафіксована в районі 21 пікету, аномалії метану в 0,7 об'ємних % розташовані на 20 і 37 пікетах профілю. В цілому на ділянці проведених досліджень отримані 86 вимірів газів у грунтовому повітрі.
Зіставивши результати геофізичних і атмогеохімічних досліджень, проведених у місті Ясинуватая, можемо зробити висновок, що виявлена методом СГДК-А геофізична аномалія в районі пікетів 7-32 (див. Рис 5.5), підтверджується газовою зйомкою. Ця аномалія фіксує розривне порушення з підвищеним газовим потоком.
У с. Яковлевка нами виконані такі ж дослідження. Була проведена зйомка азимутним електромагнітним методом структурно-геодинамічного картування (СГДК-А) за профілем ЯК-1 і газова зйомка по декількох профілях.
Атмогеохімічні дослідження проводилися за одним протяжним профілем і двома короткими профілями (Рис. 5.5). Глибина відбору проб грунтового повітря склала 0,8 м. Короткі профілі були задані поблизу газодренажної свердловини з метою визначення параметрів газового поля грунтових відкладень над відомим скупченням газу метану. Крок спостережень уздовж цих профілів склав 1м. Протяжний профіль був заданий над ділянкою малоамплітудних розривних дислокацій, виявлених гірськими роботами при відробітку вугільного пласта m3. В цілому ці дислокації формували зону північно-східного простягання. Саме до цієї зони були приурочені численні газодинамічні явища в гірських виробленнях. Профіль був пройдений вкрест простягання зони дислокацій з кроком спостереження 10 м. Протяжність профілю склала більше 1 км.
1 — зона насувів по пласту m3; 2 — ділянки небезпечних газодинамічних явищ в гірських виробленнях шахти Засядько; 3 — профіль газової зйомки і номера пікетів; 4 — аномалії газів в 3-5 разів перевищують фон; 5 — аномалії газів в 9-10 разів перевищують фон; 6 — ділянка газодренажної свердловини; профіль геофізичної зйомки методом СГДК-А з виявленими аномаліями.
Атмогеохімічні дослідження проводилися за одним протяжним профілем і двома короткими профілями (Рис. 5.5). Глибина відбору проб грунтового повітря склала 0,8 м. Короткі профілі були задані поблизу газодренажної свердловини з метою визначення параметрів газового поля грунтових відкладень над відомим скупченням газу метану. Крок спостережень уздовж цих профілів склав 1м. Протяжний профіль був заданий над ділянкою малоамплітудних розривних дислокацій, виявлених гірськими роботами при відробітку вугільного пласта m3. В цілому ці дислокації формували зону північно-східного простягання. Саме до цієї зони були приурочені численні газодинамічні явища в гірських виробленнях. Профіль був пройдений вкрест простягання зони дислокацій з кроком спостереження 10 м. Протяжність профілю склала більше 1 км.
В результаті проведених досліджень отримані 170 вимірів вуглекислого газу в грунтовому повітрі. Статистична обробка вимірів дозволила встановити значення фонового змісту СО2 і виявити аномалії цього газу. Фон газового поля СО2 на період зйомки склав 0,1 об'ємний %. Встановлені аномалії СО2 від 0,25 до 6 об'ємних %. В одній аномальній точці концентрація СО2 і метану перевищила межі вимірів приладу (більше 6 об'ємних %). Ця точка розташовувалася безпосередньо у газодренажної свердловини і, ймовірно, зафіксувала витоки газу за рахунок технічних причин. На відстані до 10 м від неї в грунтовому повітрі фіксувалися концентрації вуглекислого газу в 0,75 %, що в 7,5 разів перевищило фонове значення.
На протяжному профілі виявлені три ділянки аномального змісту вуглекислого газу — в східній частині профілю, в центральній частині і західній частині. Центральну аномальну ділянку сформували три локалізовані аномалії СО2. Тут виявлені найбільші для профілю концентрації СО2, що перевищують фон в 9 разів. Ця аномальна ділянка накладається на східний край зони мілкоамплітудної порушенності пластів m3 і l1 СВ простягання. Очевидно, ця зона дислокацій перетинає увесь розріз вугленосної товщі аж до денної поверхні і має круте падіння на захід. Як відзначалося вище, геологорозвідувальними і гірськими роботами встановлено, що ця структура контролює скупчення метану у вугільних пластах.
Другою за значимістю аномальною ділянкою є східний. Тут виявлені три зв'язані аномальні точки з максимальною концентрацією СО2 в 0,5 % (5-кратне перевищення фону). У західній частині профілю була виявлена одна точка із слабоконтрастною аномалією СО2.
На цій ділянці була виконана зйомка азимутним електромагнітним методом структурно-геодинамічного картування (СГДК-А). Профіль ЯК-1 пройдений по 76 пікетам з крок спостереження 10 метрів уздовж профілю газової зйомки.
За результатами обробки даних СГДК-А побудований графік показників і виділені аномальні ділянки (див. Рис. 5.5). Результати газової і геофізичної зйомок підтвердили наявність активних дислокацій на ділянці, які добре проникні для вуглекислого газу і метану.
На двох досліджених ділянках виявлені екологічно небезпечні геодинамічні структури, які пов'язані з активними в сучасну епоху тектонічними дислокаціями. По цих дислокаціях встановлений повышеный потік вуглекислого газу і метану. Ці гази формують контрастні аномалії в грунтовому повітрі. Результати проведених досліджень слід враховувати при проектуванні і будівництві промислових споруд і житлових будівель.
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.
| Біографія |Резюме |