Горнотехнические и геологические факторы, определяющие возможность повторного использования выработок Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© Ю.М. Левкин, 2002

УЛ К 622.1

Ю.М. Левкин

ГОРНОТЕХНИЧЕСКИЕ И ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ОПРЕЛЕЛЯЮШИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ПОВТОРНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫРАБОТОК

Мировой и отечественный опыт использования подземных горных выработок угольных шахт свидетельствует о целесообразности широкого освоения подземного пространства для размещения объектов, не связанных с добычей полезного ископаемого. В капитальных горных выработках, как правило, размещаются объекты длительной эксплуатации, в подготовительных и очистных осуществляется захоронение отходов.

По мере отработки запасов угля на отдельных горизонтах и участках, а также при закрытии нерентабельных шахт экономически выгодная эксплуатация подземных выработок может осуществляться по трПм направлениям. Размещаемые в этих выработках производственные цеха, складские помещения, холодильники, хранилища, теплицы, оранжереи и другие объекты, требующие сохранности крепи выработок, дополнительной гидроизоляции, функционирования систем энергоснабжения, транспорта, вентиляции и водоотлива на весь срок эксплуатации объекта, относятся к первому направлению. Эти объекты целесообразно размещать в капитальных выработках руддворов шахт (околоствольные выработки, камеры), на участках откаточных штреков и в квершлагах, примыкающих к ним. В соответствии с порядком отбора и учета подземных горных выработок, перспективных для размещения объектов, не связанных с добычей полезных ископаемых, (1) первичному учету подлежат выработки шириной 4 м и более, высотой не менее 2,4 м и суммарной площадью не менее 500 м2.

Ко второму направлению следует отнести размещение неток-

сичных промышленных и бытовых отходов (продуктов их переработки) в процессе погашения горных выработок или частичного извлечения угля из предохранительных целиков.

Для размещения отходов при погашении выработок или целиков угля могут быть использованы горизонтальные (подготовительные, очистные), наклонные (уклоны, ходки) и на заключительной стадии вертикальные (стволы, шурфы) выработки. В этом случае ширина и высота выработок должны обеспечивать безопасность при производстве работ по размещению отходов и погашению выработок, а длина и площадь - экономическую целесообразность их вторичного использования.

К третьему направлению относится эксплуатация подземных горных выработок, закрывшихся для добычи угля шахт, как для размещения объектов длительной эксплуатации так и для захоронения нетоксичных промышленных и бытовых отходов.

Г еологическое строение окружающих выработку горных пород, их мощность и прочностные характеристики оказывает существенное влияние на выбор типа и параметров крепи, характер деформаций и степень нарушен-ности подработанного породного массива. Прочностные характеристики и мощности слоев пород являются исходными данными для расчетов устойчивого состояния пород непосредственной кровли и прогнозирования степени нарушенности массива при вторичной эксплуатации выработок. Горные выработки, пройденные «в слабых и неустойчивых породах, закастрованных с итен-сивными оползневыми явлениями», в соответствии с (1) первич-

ному учету для повторной эксплуатации не подлежат.

Структура покрывающих пород, их мощность и положение относительно горных выработок в значительной мере предопределяет характер и величины сдвижения пород и земной поверхности, а следовательно и деформации зданий, сооружений и природных объектов, попадающих в зону влияния подземных горных работ.

Литологический состав, мощность, физические свойства, структурное строение пород и тектонические нарушения влияют на формирование гидрогеологических условий, от которых во многом зависит вероятность загрязнения окружающей среды.

Предприятия и организации, осуществляющие геологическое изучение недр должны обеспечивать сохранность геологической документации, образцов горных пород, керна, дубликатов проб полезных ископаемых, которые могут быть использованы для уточнения отдельных характеристик пород, при вторичной эксплуатации выработок, не связанной с добычей полезного ископаемого. Закон Российской Федерации «О недрах» к числу основных требований по обеспечению безопасного ведения работ, связанных с использованием недр, относит «проведение комплекса геологических наблюдений» (2).

В соответствии с Законом «О недрах» (2) и положениями «Инструкции» (3), пользование недрами для эксплуатации подземными сооружениями или в иных целях, не связанных с добычей полезных ископаемых, должно производиться по специальным проектам, в которых необходимо предусматривать меры, обеспечивающие:

- сохранность и эксплуатацию, предусмотренную строительным проектом зданий, сооружений и других объектов;

- предотвращение прорывов в горные выработки и подземные сооружения воды, плывунов, газов и других вредных веществ;

- сохранение в допустимых пределах гидрологических режимов водных объектов;

- сохранение (восстановление) плодородия почв, продуктивности лесов и угодий.

Основные требования в области охраны недр, при подземном хранении (захоронении) отходов производства, сводятся к предотвращению проникновения загрязнений в водные горизонты горных выработок, земную поверхность и водоШмы.

Реализация перечисленных положений на практике должна осуществляться путем организации маркшейдерских наблюдений (4):

- за сдвижением горных пород, земной поверхности и

деформацией природных объектов;

- за состоянием горных выработок, наземных и подземных сооружений, расположенных в зоне ожидаемых опасных сдвижений;

- за герметичностью объекта или установленными границами локализации захороненных отходов производства;

- за водопритоками в горные выработки и гидрогеологическими параметрами водоносных горизонтов;

- за геодинамическим состоянием территории, включающей поле шахты (5).

Главным фактором, определяющим степень влияния эксплуатации подземных объектов, размещаемых в отработанном технологическом пространстве шахт, на окружающую среду является геомеханическое состояние породного массива и, в частности, развитие деформационных процессов и изменение его фильтрационных свойств. Отрицательные экологические последствия могут наступить при разрушении крепи выработок и развитии или активации сдвижения толщи пород и земной поверхности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Порядок отбора, учета и консервации подземных горных выработок и естественных полостей (пещер), перспективных для размещения объектов, не связанных с добычей полезных ископаемых. Сборник руководящих материалов по охране недр при разработке месторождений полезных ископаемых./ Госгортехнадзор СССР - 2-е изд. - М.: Недра, 1987, с.553-561.

2. Закон Российской Федерации о недрах. 21.02.1992.

3. Инструкция о порядке утверждения мер охраны зданий, сооружений и природных объектов от вредного влияния горных разработок. Сборник руководящих материалов по охране недр при разработке месторождений полезных ископаемых. / Госгортехнадзор СССР - 2-е изд. - М.: Недра, 1987, с.242-271.

4. ОтчШты по теме НИР МГГУ « Маркшейдерское обеспечение эксплуатации объектов в подземном технологиче-

ском пространстве при отработке угольных месторождений» : 1) Разработка методических рекомендаций по маркшейдерскому обследованию подземного технологического пространства для оценки возможности его использования. 04 января 1995 г. 2). Разработка проекта руководства по маркшейдерскому обеспечению эксплуатации объектов в подземном технологическом пространстве угольных месторождений европейской части России.

5. Использование геодинамического районирования в условиях вторичной эксплуатации подземного пространства угольных шахт. Левкин Ю.М. (Московский Государственный Горный Университет)./ VI Международная конференция « Экология и развитие Северо-Запада России». 11-16 июля 2001 г. СПб: Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы (МАНЭБ). 2001 г., 248 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ---------------------------------------------------------------------------

Левкин Юрий Михайлович - доцент, кандидат технических наук, Московский государственный горный университет.

Файл:

Каталог:

Шаблон:

Ш

Заголовок:

Содержание:

Автор:

Ключевые слова:

Заметки:

Дата создания:

Число сохранений:

Дата сохранения:

Сохранил:

Полное время правки: 20 мин.

Дата печати: 02.12.2008 23:29:00

При последней печати страниц: 2

слов: 1 173 (прибл.)

знаков: 6 689 (прибл.)

ЛЕВКИН

G:\^ работе в универе\2002\Папки 2002\GIAB12-0 C:\Users\Таня\AppData\Roaming\Microsoft\Шаблоны\Normal.do

Alexandre Katalov

13.11.2002 9:25:00 14

02.12.2008 23:14:00 Таня