ОЦЕНКА РИСКОВ ПРОВАЛООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ЗАТОПЛЕНИИ УГОЛЬНЫХ ШАХТ
DOI:
https://doi.org/10.25635/2313-1586.2025.01.065Ключевые слова:
горный отвод, обводненный массив, провалы земной поверхности, горные выработкиАннотация
В приведенной статье представлены данные геодинамического наблюдения за горным отводом шахты «Антрацит», проводимого в условиях неконтролируемого поступления шахтных вод в выработанное пространство и горные выработки.
Добыча полезных ископаемых, в частности, каменного угля, приводит к формированию обширных территорий земной поверхности с повышенной техногенной нагрузкой. Данная тенденция характерна для различных месторождений, будь то Кузнецкий, Печерский или Донецкий угольные бассейны.
Среди наиболее актуальных проблем, вызванных подъемом уровня грунтовых вод и затоплением выработанных пространств в связи с прекращением работы шахтных водоотливов, создающих угрозу безопасности людей и сохранности имущества, можно выделить следующие:
– подтопление застроенных территорий и сельскохозяйственных угодий, приводящее к их заболачиванию;
– проникновение газа в подвалы жилых зданий и подземные сооружения промышленных объектов.;
– перемещение токсичных веществ и высокоминерализованной шахтной воды в подработанных горных породах с последующим выходом их на земную поверхность;
– возобновление процессов сдвижения горных пород над выработками, что приводит к образованию провалов земной поверхности в тех районах, где подобные процессы давно завершились.
При выполнении работы произведены расчеты и картографирование приповерхностных зон, характеризующихся повышенной провалоопасностью, как по нормативной методике, так и с применением нейронного алгоритма. Использование нормативного подхода позволило определить 21 зону, представляющую опасность в части образования провалов земной поверхности. Учитывая тот факт, что значительная часть выявленных зон располагается на территориях жилой застройки или сельскохозяйственных угодий, был осуществлен прогноз их провалоопасности с использованием нейросетевого моделирования. Результаты прогноза показали сокращение количества зон, опасных по возникновению провалов в течение ближайших 20 лет до 11, а также уменьшение их общей площади в 2,5 раза. Данный прогноз позволяет оптимизировать расходы на реализацию мероприятий по защите земной поверхности от негативного воздействия горных работ.
Библиографические ссылки
Гавриленко Ю.Н., Ермаков В.Н., Кренида Ю.Ф. и др., 2004. Техногенные последствия закрытия угольных шахт Украины: монография. Донецк: Изд-во «Норд-Пресс», 631 с.
Жукова И.А., Лобунец В.С., 2014. Состояние угольной промышленности Ростовской области: проблемы и перспективы ее развития. Terra Economicus, Т. 12, № 2-3, С. 174-177.
Славиковская Ю.О., 2021. Техногенные пустоты недр как фактор негативного воздействия на окружающую среду при разработке месторождений твердых полезных ископаемых. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 2, С. 33-44.
Соколова И.Н., Великанов А.Е., 2020. Современный мониторинг сейсмических событий из района испытательного полигона Лобнор по данным сети ИГИ РК. Вестник НЯЦ РК, Вып. 3, С. 24-32.
Славиковская Ю.О., 2020. Техногенные пустоты недр как источник негативного воздействия на окружающую среду предприятий горнопромышленного комплекса. Экологическая и техносферная безопасность горнопромышленных регионов: Труды VIII Международной конференции, Екатеринбург, 07 апреля 2020 г. Екатеринбург: Уральский государственный горный университет, С. 275-279.
Mikhailova I.N., Sokolova I.N., 2019. Monitoring System of the Institute of Geophysical Research of the Ministry of Energy of the Republic of Kazakhstan. Summary of the Bulletin of the International Seismological Centre, Volume 53, Issue 1, P. 27–38.
Кирков А.Е., Федосеев В.В., Кужим О.М., 2022. Превентивное обнаружение и лока-лизация провалов подработанной земной поверхности – основа решения региональных проблем моногородов в горнопромышленных регионах. Золото. Полиметаллы. XXI век: Устойчивое раз-витие: Материалы Всероссийской научно-практической конференции, Челябинск, 02–03 марта 2022 года. Челябинск: Институт проблем комплексного освоения недр РАН, С. 49-51.
Хохлов Б.В., Дрибан В.А., Голдин С.В., Терлецкий А.М., Рожко М.Д., 2019. Методика построения и обследования зон, опасных по провалам. Труды РАНИМИ: сб. науч. тр., Донецк, № 7 (22), С. 142-157.
Driban V., Nazimko V., Feofanov A., Khalymendyk I., 2010. Vorhersage des erdoberflächeabsturzes oberhalb der alten kohlengrubenräumen. Altbergbau – Kolloquium, Freiberg, 04. bis 06, November 2010, P. 391-400.
Gan F., He B., Qin Z, Li Wu., 2020. Role of rock dip angle in runoff and soil erosion processes on dip/anti-dip slopes in a karst trough valley. Journal of Hydrology, Volume 588.
Zeng X., Peng X., Liu T., Dai Q., Chen X., 2024. Runoff generation and erosion processes at the rock–soil interface of outcrops with a concave surface in a rocky desertification area. CATENA, Volume 239.
Peng X., Dai Quanhou, 2022. Drivers of soil erosion and subsurface loss by soil leakage during karst rocky desertification in SW China. International Soil and Water Conservation Research, Volume 10, Issue 2, P. 217-227.
Постоев Г.П., 2020. Модели механизма формирования и расчета параметров провалов земной поверхности над подземными полостями. Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология, № 4, С. 36-47.
Хамидуллина Н.В., Прокопова М.В., Прокопов А.Ю., 2019. Физическое мо-делирование провалов земной поверхности. Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения, № 2(74), С. 124-131.
Гавриленко Ю.Н., Петрушин А.Г., 2003. Основные принципы моделирования сдвижений и деформаций земной поверхности методом конечных элементов. Нау-кові праці ДонНТУ. Серія гірничо-геологічна, Донецьк, Випуск 62, С. 100 – 114.
Усанов С.В., Мельник В.В., Замятин А.Л., 2013. Мониторинг трансформации структуры горного массива под влиянием процесса сдвижения. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, № 6, С. 83-89.
Методическое руководство «О порядке выделения провалоопасных зон и выбора комплекса технических мероприятий по выявлению и ликвидации пустот на ликвидируемых шахтах Восточного Донбасса». Москва: ИПКОН РАН, 2007, 34 с.
НПАОТ 10.0-1.01-16 Правила безопасности в угольных шахтах. – опубл. 20.05.2016 г. с изменениями, внесенными на основании Приказа Министерства угля и энергетики Донецкой Народной Республики, Государственного Комитета горного и технического надзора Донецкой Народной Республики от 07.07.2016 г. № 63/319, от 20.06.2017 г. № 157/291. Донецк, 2016, 217 с.
Методическое руководство по прогнозу гидрогеологических условий ликви-дации угольных шахт и обоснованию мероприятий, обеспечивающих предотвращение негативных экологических последствий. Санкт-Петербург: ВНИМИ, 2007, 79 с.
Методические положения по решению гидрогеологических задач при разработке проекта ликвидации шахты (пособие проектировщику) РТМ 6.04.95. Донецк: Донгипрошахт, 1995, 17 с.
Расположение, охрана и поддержание горных выработок при отработке угольных пластов на шахтах. Руководящий документ / РАНИМИ. Утв. Мин. угля и энергетики ДНР 15.04.21. Донецк, 2021. 267 с.
Дрибан В.А., Феофанов А.Н., Назимко И.В., 2009. Разработка системы прогноза обрушений земной поверхности над погашенными горными выработками. Проблеми гірського тиску: зб. наук. пр., Донецьк, №17, С. 22 – 57.
Дрибан В.А., Хохлов Б.В., Хламов Д.М., Антипенко А.В., 2023. Прогноз провалоопасности подработанных территорий при затоплении горных выработок шахт Торезско-Снежнянского района на основе методов искусственного интеллекта. Труды РАНИМИ, № 20-21 (35-36), С. 47-65.
