Научная статья на тему 'ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОЯВЛЕНИЯ ПРОВАЛООПАСНЫХ ЗОН НА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ШАХТ'

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОЯВЛЕНИЯ ПРОВАЛООПАСНЫХ ЗОН НА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ШАХТ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
0
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ликвидация шахт / гидрогеологические и деформационные процессы / каталог провалоопасных зон / liquidation of mines / hydrogeological and deformation processes / catalog of collapse-dangerous zones

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Гулько Сергей Евгеньевич, Гулейчук Виктор Николаевич, Гомаль Иван Иванович, Копылов Андрей Борисович

Рассмотрены гидрогеологические и экологические последствия ликвидации угольных шахт. Представлен анализ шахтного фонда Макеевского района. Приводятся результаты определения предельных глубин, размеров и площадей провалоопасных зон для каждой шахты. Разработан каталог участков земной поверхности, подвергающихся техногенному влиянию действующих и ликвидированных шахт, позволяющий прогнозировать возникновение провалоопасных зон.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Гулько Сергей Евгеньевич, Гулейчук Виктор Николаевич, Гомаль Иван Иванович, Копылов Андрей Борисович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PREDICTING THE APPEARANCE OF COLLAPSE AREAS ON THE EARTH'S SURFACE DURING MINE LIQUIDATION

The hydrogeological and environmental consequences of the liquidation of coal mines are considered. The paper presents an analysis of the mine stock of the Makeevsky district. The results of determining the maximum depths, sizes and areas of collapse-dangerous zones for each mine are presented. A catalog of areas of the earth's surface exposed to technogenic influence from existing and abandoned mines has been developed, which makes it possible to predict the occurrence of sinkhole-hazardous zones.

Текст научной работы на тему «ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОЯВЛЕНИЯ ПРОВАЛООПАСНЫХ ЗОН НА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ШАХТ»

24. Maximum permissible concentrations (MPC) of pollutants in the atmospheric air of urban and rural settlements: Hygienic standards, as amended, approved. Resolution of the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation No. 37 dated 05/31/2018. Moscow: Federal Center for Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor, 2019. 55c.

УДК 622.831.6:622.834

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОЯВЛЕНИЯ ПРОВАЛООПАСНЫХ ЗОН НА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ШАХТ

С.Е. Гулько, В.Н. Гулейчук, И.И. Гомаль, А.Б. Копылов

Рассмотрены гидрогеологические и экологические последствия ликвидации угольных шахт. Представлен анализ шахтного фонда Макеевского района. Приводятся результаты определения предельных глубин, размеров и площадей провалоопасных зон для каждой шахты. Разработан каталог участков земной поверхности, подвергающихся техногенному влиянию действующих и ликвидированных шахт, позволяющий прогнозировать возникновение провалоопасных зон.

Ключевые слова: ликвидация шахт, гидрогеологические и деформационные процессы, каталог провалоопасных зон.

Введение. В Донбассе сейчас большое количество угольных шахт находится в стадии ликвидации, как правило, «мокрым способом». При затоплении шахт, активизируются разнообразные опасные природно-техногенные процессы. Наиболее опасными, по мнению многих исследователей [1 -4], являются провалообразовательные процессы, приводящие к проседанию дневной поверхности и, как следствие, к повреждению зданий и инфраструктурных объектов.

Подвижки вмещающей геологической среды приводят к нарушению гидроупорных слоев, увеличению проницаемости деформированных пород и увеличению скорости фильтрации поверхностных вод [5].

Характерной особенностью этого процесса является его нестабильность и непредсказуемость, тем более сейчас во время ведения военных действий, когда шахты затапливаются в аварийном, неконтролируемом режиме, что приводит к значимому осложнению экологической ситуации в угледобывающих регионах.

Важнейшей особенностью сегодняшней ситуации в Донбассе является единовременное массовое закрытие шахт (в основном экстренное, аварийное, реже плановое), при этом горный массив приходит в движении на большой площади, что усугубляет и без того сложную ситуацию в геосреде. Как правило, большинство шахт имеет гидравлическую связь с соседними шахтами посредством горных выработок или по геологическим нарушениям. Ранее составлялся проект закрытия шахты, в котором, в

56

частности, устанавливалось, в какую соседнюю шахту и в каком количестве будет происходить переток воды. Проверялась способность существующего водоотлива обеспечить откачку возросшего объема воды, при необходимости увеличивалась его производительность. В настоящее время это происходит неконтролируемо, хаотично.

Обзор исследований. Многие исследователи [6 - 8] подчеркивают четко прослеживаемую взаимосвязь гидравлической ситуации с деформациями на земной поверхности при ликвидации шахт.

В работе [8] установлено, что во время нормальной работы шахты подземные воды практически не влияют на напряженное состояние породного массива, поскольку этот массив сдренирован в пределах зоны развития техногенных водопроводящих трещин. При затоплении шахт напряженное состояние природно-техногенных гидрогеологических структур возрастает под влиянием сил гидростатического давления, что приводит к подвижкам горного массива.

Особо следует отметить данные, полученные по состоянию вмещающей геологической среды по материалам мониторинговых наблюдений на Анжеро-Судженском сейсмо-геодинамическом полигоне в Кузбассе. В результате многолетних наблюдений, производимых как в период затопления шахт, так и в последующий период установлены закономерности развития гидрогеомеханических процессов в техногенно-нарушенных массивах шахтных полей и их влияние на гидрогеологические и деформационные изменения толщи пород [9, 10]. Исследования, проведенные в Кузбассе в основном актуальны и для Донбасса, однако имеются особенности, обусловленные большей глубиной разработки, единовременной массовой аварийной ликвидацией шахт, которые еще полностью не исследованы.

Порядок выделения зон опасных по возникновению провалов регламентируется многими нормативными документами и зависит от горногеологических условий угольного бассейна и от вида горных выработок. Для определения провалоопасных зон, образующихся от очистных и подготовительных работ, используется стандарт [11], а от ликвидированных стволов и шурфов правила [12]. Для условий Кузнецкого, Челябинского, Кизеловского и Печорского бассейнов, месторождений Урала и Приморского края разработана методика [13], а для условий Восточного Донбасса методика [14]. На основе вышеуказанных и других документов ФГБНУ «РАНИМИ» разработал методику [15], учитывающую условия шахт Донецкой и Луганской областей. В соответствии с [13] подработанные поверхности горного отвода ликвидированной шахты подразделяют на три категории: неопасные, условно-опасные и опасные. При отсутствии данных о способе ликвидации старой горной выработки и данных по работам,

связанным с выявлением пустот по рассматриваемой выработке - зона относится к условно-опасной.

Результаты исследований. Рассмотрим гидрогеомеханические процессы, протекающие в угленосной толще при ликвидации шахт, на примере Макеевского района одного из старейших в Донбассе. Он характеризуется плотной городской застройкой, существенным количеством транспортных, энергоснабжающих систем и промышленных предприятий, крупнейшим из которых является Макеевский металлургический завод. Многие из них являются потенциально экологически опасными и весьма чувствительны к проседаниям и подвижкам земной поверхности.

Согласно [16] на большей части территории Донбасса (65% площади) залегают макропористые лессовые грунты, толщиной от 3 до 35 м, с просадочностью при давлении 0,3 МПа от 0,01 до 0,15. Они подстилаются глинистыми, практически водонепроницаемыми грунтами, поэтому из местных скоплений грунтовых вод происходит образование водоносного горизонта. При малой естественной влажности лесс достаточно прочен, но с увеличением влажности лессовидные грунты склонны к значительным просадкам в результате возникновения тиксотропного эффекта.

На старых давно погашенных шахтах, залегающих на небольшой глубине, в течение длительного времени в горном массиве установилось геомеханическое равновесие, породы находились без движения. Однако массовое закрытие более новых шахт, расположенных под ними, привело к водонасыщению горного массива, что способствовало сдвижению устоявшегося массива пород, не только этих шахт, но и вышерасположенных старых шахт. Тем более, что повсеместно была принятая стратегия откачки воды из ликвидируемых шахт погружными насосами, которая предусматривает затопление выработок до гидростатического уровня. Это естественно приводит к обводнению горных пород, которое распространяется и до лессовидных грунтов, что существенно снижает их естественную устойчивость и способствует формированию провалоопасных зон.

Согласно исследованиям, проведенных ГБУ «Донгипрошахт» на основе своих материалов и архивов ГУП «Донбассуглереструктуризация», ГУП «Макеевуголь», в Макеевском районе выявлены: 232 вскрывающих вертикальных стволов и скважин, 290 вскрывающих наклонных стволов, 477 вертикальных и наклонных шурфов. Наличие такого большого количества вскрывающих выработок способствует образованию множества фактических и предполагаемых провалоопасных зон.

Характеристика шахт Макеевского района приведена в табл. 1 (где ппл - количество отрабатываемых пластов; пвв - количество вскрывающих вертикальных стволов и скважин; пнв - количество вскрывающих наклонных стволов и других выработок; пш - количество вертикальных и наклонных шурфов; пвз- количество выделенных зон возможного образо-

вания провалов; Нпр - предельная глубина возможного образования провалов над подготовительными, (очистными) выработками, м; 5 - площадь зон, условно-опасных по провалообразованию, м2).

Уникальной является ситуация на шахте «Холодная Балка» на территории горного отвода, в которой находятся ликвидированные в разное время вскрывающие выработки: 21 - вертикальный ствол, 65 - наклонных стволов, 60 - шурфов.

Таблица 1

Характеристика ликвидированных шахт Макеевского района

№ п/п Наименование шахты Ппл Пвв Пнв Пш Пвз Нпр , м 5, м2

1 № 21 4 9 13 4 37 31,25 (8,4-7,8) 222902

2 «Советская» 8 27 2 19 62 32,2-50,2 (10,6-28,6) 175135

3 № 13-бис 6 8 4 10 26 38,2-56,2 (28,1-44,3) 81191

4 Имени В.И. Ленина 9 16 2 5 18 - (26-35) 110960

5 «Пролетарская-Крутая» 12 14 13 58 130 33,2-51,2 (11,6-24,2) 1077647

6 Имени С.М. Кирова (включает шахту «Кировская-Западная») 10 10 13 2 44 41-46 (-) 814132

7 «Холодная Балка» 6 21 65 60 243 32,3-46,8 (3,9-16,4) 986922

8 № 10-бис 6 6 21 13 46 до 36,0 (до 14,6) 174470

9 « Калиновская-Восточная» 10 9 10 38 63 31,25 (7,2-11,76) 283555

10 Имени А.Б. Батова 6 8 20 36 94 31,25 (10,6-16) 490266

11 «Центральная» (включает шахты «Октябрьская», «Грузская-Наклонная», «Гор-няк-95») 13 10 42 107 344 79-155 (-) 1539331

12 «Северная» 7 4 1 - 13 -(-) 9567

13 Имени В.М. Бажанова 3 8 5 11 25 до 31,3 (до 10,3) 55310

14 «Чайкино» 3 4 3 1 11 38,25-49,1 (до 34,6) 81597

15 « Бутовская» 1 13 14 20 66 33,3-46,3 (14,6-25,8) 207101

16 «Ясиновская-Глубокая» (включает шахты «Нижне-Крынская», № 3-5 «Ясиновка») 7 25 22 27 116 32,2-49,3 (-) 337619

17 «Щегловская-Глубокая» 3 6 - - 6 -(-) 7542

18 «Свято-Серафимовская» (включает шахты «Берестовская», «Красногвардейская», № 1 «Щегловка», № 1-1 бис) 11 18 31 44 127 32,3-44,3 (12,6-20,6) 381588

19 Имени С. Орджоникидзе (включает шахты «Ганзовская» № 1, № 2) 10 16 9 22 65 48-51 270742

Анализ показывает, что чем более молодые и более глубокие шахты, тем меньше образуется провалоопасных зон. Например, шахта «Северная» сдана в эксплуатацию в 1971 г., глубина разработки 914 м. Количество зон всего - 6 и только от вскрывающих выработок, зоны от подготовительных и очистных работ по разрабатываемым пластам вблизи поверхности отсутствуют, суммарная площадь условноопасных по прова-лообразованию зон составляет всего 9567 м2.

А шахта «Центральная» сдана в эксплуатацию в 1930 г., в ее горном отводе находилось более 60 мелких шахт, работавших с 1906 г. и в послевоенное время, соответственно условноопасных по провалообразованию зон существенно больше - 344, а их суммарная площадь - 1539331 м2.

Наиболее эффективным способом снижения ущерба, наносимого народному хозяйству ликвидированными и действующими шахтами, является мониторинг состояния земной поверхности, поскольку обладание текущей информацией позволяет своевременно принимать превентивные меры.

Для повышения эффективности мониторинга и снижения расходов, связанных с его проведением, с учетом действующих нормативных документов и предложенных различными институтами методик выявления и построения провалоопасных зон, институтом «Донгипрошахт» разработан Каталог участков земной поверхности, подвергающихся техногенному влиянию действующих и ликвидированных шахт Макеевского района Донецкой Народной Республики (далее - Каталог), учитывающий горногеологические и технологические условия данного района.

Чтобы обеспечить оперативность при внесении любых изменений в каталог, а также максимальную доступность для заинтересованных организаций, он разработан не только в бумажном, но также и в электронном виде.

Согласно методике определены величины предельной глубины возможного провалообразования над вскрывающими наклонными выработками, имеющими выход на земную поверхность. Эти величины определены без учета мощности наносов и составляют до 31,3 м от границы коренных пород. Далее с учетом длины выработок, профиля рельефа местности и мощности наносов построены продольные разрезы по линии данных горных выработок, и графическим методом определена длина условно-опасных по возникновению провалов зон на поверхности.

В качестве примера на рис. 1 приведена схема определения предельной глубины провалообразования и длины провалоопасной зоны наклонного ствола шахты № 17-бис.

На основе выполненных расчетов и графических построений по каждому пласту для каждой шахты составлены таблицы, в которых приведены данные о погашенных выработках их состоянии, дате ликвидации,

перечень и параметры зон условно опасных по возникновению провалов. К сожалению, в 70 % случаев нет полных данных по всем выработкам, особенно на старых шахтам, что затрудняет выполнение прогнозирования условно-опасных по провалам зон.

Длина продалоопасной зоны 115,0м

Рис. 1. Пример схемы определения предельной глубины провалообразования и длины провалоопасной зоны (разрез по линии наклонного ствола шахты № 17-бис): Нн - мощность наносов, м; m - мощность пласта, м; 12m - предельная глубина возможного образования провалов над очистной выработкой, м

В качестве примера в табл. 2 (где Н - предельная глубина возможного образования провалов, м; Я - условно опасная по возникновению провалов зона у вертикальных стволов, ограничивается окружностью радиусом 20 м от оси выработки, м; В - ширина зоны, м; 5 - площадь зоны, условно-опасной по провалообразованию, м2) приведены данные по наиболее характерным погашенным выработкам и сведения об образуемых под их влияниям условноопасных по провалам зонах и их параметры.

В результате выполненных исследований в Макеевском районе установлены 1536 зон возможного образования провалов, что осложняет ситуацию с сохранностью существующих зданий и сооружений, особенно протяженных, а также при строительстве новых объектов.

На гипсометрических планах всех пластов для каждой шахты были построены границы зоны возможного провалообразования.

Таблица 2

Примеры условно-опасных по провалам зон в Макеевском районе и их параметры

№ зоны Наименование выработки Обозначение пласта Данные по выработке Состояние выработки Мощность наносов, м Параметры зоны провалов В^Н, м (11 м) м2

Материал и вид крепи Высота, диаметр, м / сечение (вчерне), м2 а, град Состояние устья, перекрытие, материал Дата ликвидации (год отработки)

Вскрывающие выработки

2 Скиповый ствол № 1 - бетонит 8,3/54,1 90 засыпан и покрыт асфальтом 1966 15,8 Я20 1315

5 Ствол шахты № 13 им. Кирова ть кирпич 12,0 90 устье обваловано 1941 14,0 Я20 1256

9 Наклонный откаточный ствол к1 металлическая арка 16,4 ю, 21 засыпан перегоревшей породой 1999 5,0 (18-40М43 4165

15 Шурф №2 П1ъ дерево 3,0 90 засыпан грунтом 1946 8,0 Я20 1257

24 В оз духопод аю щая скважина к металлическая труба 2,3/4,15 90 засыпана породой - 4,0 Я20 1423

Подготовительные выработки

31 Штрек шахты № 14-бис к5 дерево нет данных 0 погашен 1916 17,0 8155

35 Штрек №4 3-й южной панели ть дерево нет данных 5 погашен 1935 19,0 57x99 5682

Очистные выработки

41 Старые очистные выработки шахты № 12 пп нет данных нет данных 18 погашены 1913-1916 19,0 310х(10-90) 15303

43 1-я восточная лава шахты "Чайкино-Южная" П1ъ дерево нет данных ^5 погашена 1948 16,5 (35-57)х(215-225) 10950

Суммарная площадь зон, условноопасных по провалообразованию в Макеевском районе, м2 110960

На рис. 2 в качестве примера приведена выкопировка из гипсометрического плана по пласту и® шахты № 21. Цифрами обозначены номера зон, условно-опасных по провалам: №№20-25 - наклонные стволы и шурф старых шахт, №№28-29 - старые лавы, №№32-33 - откаточные штреки.

Рис. 2. Выкопировка из гипсометрического плана по пласту wf шахты № 21 (М 1:5000): цифрами (20 - 33) указаны номера зон

провалообразования;-- границы зоны провалообразования;

------ изолиния глубины т\2; — ■ — - изолиния глубины Нпр

Исследования [12] показали, что даже при монотонном повышении уровня подземных вод деформация поверхности происходила неравномерно в виде чередования поднятий и оседаний. Эти знакопеременные деформации опасны для объектов на поверхности, особенно для протяженных инфраструктурных сооружений.

Как видно на рис. 2, зоны пересекаются, накладываются друг на друга, что еще более способствует неравномерности смещения горных массивов и усилению образования знакопеременных форм деформаций.

Построенные на гипсометрических планах пластов границы зон возможного провалообразования перенесены на план земной поверхности. Планы поверхности выполнены на формате А3 в масштабе 1:5000 с выделенными зонами. Также по каждой шахте выполнен увязочный план горного отвода в масштабе 1:25000 с расположением на нем выделенных фрагментов планов.

Каталог состоит из таблиц, в которых по каждой шахте приведен перечень и параметры зон, условно опасных по возникновению провалов и планшетов поверхности с нанесенными зонами провалов в масштабе 1:5000.

Даже несмотря на военную ситуацию, с использованием разработанного Каталога, ГУП «Донгипрошахт» по заказу ООО «Испытательный

центр «Стройэксперт» (г. Санкт-Петербург) было осуществлено горногеологическое обоснование выбора площадки для строительства Детского реабилитационного центра в г. Макеевка. В дальнейшем при восстановлении и развитии Донбасса востребованность использования данного Каталога будет возрастать.

Выводы. Установлено, что ликвидация путем затопления более современных шахт за счет обводнения уже устоявшегося массива горных пород старых шахт способствует нарушению равновесия геологической среды и активизации подвижки массивов горных пород в десятилетия назад закрытых шахтах и образованию новых провалоопасных зон.

Разработанный Каталог обеспечивает оперативное принятие решений по выделению земельных участков при строительстве зданий и инфраструктурных объектов за счет существенного снижения времени по оформлению разрешительных документов и проведению экспертиз, позволяет прогнозировать возможное возникновение новых провалоопасных зон под уже построенными объектами.

Список литературы

1. Косов О.И., Соколова О.В. Проблемы экологической безопасности территорий горных отводов ликвидируемых шахт Восточного Донбасса // Уголь. №6. 2007. C. 56 - 58.

2. Мохов А.В. Геомеханические аспекты консервации и ликвидации каменноугольных шахт с затоплением горных выработок // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2000. №5. С. 196 - 198.

3. Subsidence control measures in coalmines: Areview / R.D. Lokhande, A. Prakash, K.B. Singh, K.K. Singh // Journal of Scientific & Industrial Research. 2005. Vol. 64. Р. 323 - 332.

4. Belodedov A.A., Dolzhikov P.N., Legostaev S.O. Research into Dangerous surface deformations over inclined Shafts of Abandoned Coal-mines // Scientific Reports on Resource Issues. Freiberg, Germany: TU Bergakademie, 2016. Vol.1. Р.159 - 165.

5. Техногенные последствия закрытия угольных шахт Украины: монография / под ред. Ю.Н. Гавриленко, В.Н. Ермакова. Донецк: Норд Пресс, 2004. 631 с.

6. Норватов Ю.А., Петрова И.Б., Миронов А.С. Гидрогеологические проблемы ликвидации шахт в Восточном Донбассе. СПб. ВНИМИ, 2002. 155 с.

7. Dolzhikov P., Semiriagin S. Investigation and technical decisions of the mining and ecological problems while closing coal mining // Progressive Technologies of Coal, Coalbed Methane and Ores Mining, CRS Press/Balkema. Leiden the Netherlandes. 2014. Р. 147 - 151.

8. Норватов А. С. Гидрогеомеханические процессы при затоплении угольных шахт // Записки Горного института. 2008. Т. 176. С. 183 - 186.

9. Вашлаева Н.Ю., Лазаревич Т.И., Поляков А.Н. Влияние затопления шахт на состояние вмещающей геологической среды по материалам мониторинговых наблюдений на Анжеро-Судженском сейсмо-геодинамическом полигоне в Кузбассе / Отв. ред. Д.В. Яковлев // ВНИМИ. /СПб.: ВНИМИ, 2012. С. 167 - 176.

10. Кутепова Н.А., Кутепов Ю.И., Шабаров А.Н. Мониторинг гид-рогеомеханических процессов при затоплении шахт Анжеро-Судженска // Записки Горного института. 2012. Т. 197. С. 215 - 220.

11. ГСТУ 101.00159226.001-2003. Правила подработки зданий, сооружений и природных объектов при добыче угля подземным способом. Введ. 2004-01-01. Донецк: Алан, 2003. 128 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

12. КД 12.12.005-2001. Правила ликвидации стволов угольных шахт. Утв. Министерством топлива и энергетики Украины 15.02.2001 г. Донецк, 2001. 122 с.

13. Методическое руководство о порядке выделения провалоопас-ных зон и выбора комплекса технических мероприятий по выявлению и ликвидации пустот при ликвидации шахт. М.: ИПКОН РАН, 1999. 54 с.

14. Методическое руководство «О порядке выделения провалоопас-ных зон и выбора комплекса технических мероприятий по выявлению и ликвидации пустот на ликвидируемых шахтах Восточного Донбасса». М.: ИПКОН РАН, 2007. 34 с.

15. Методика построения и обследования зон, опасных по провалам / Б.В. Хохлов [и др.] // труды РАНИМИ: сб. научн. трудов. Донецк, 2019. № 7 (22). С. 142 - 157.

16. Высоцкий С.П., Гулько С.Е. Экологические риски при эксплуатации и закрытии угольных шахт // Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. Инженерные системы и техногенная безопасность. 2017. Вып. 2017-5 (127). С. 18 - 25.

Гулько Сергей Евгеньевич д-р техн. наук, директор, [email protected], Россия,

Донецк, Государственное бюджетное учреждение «Донгипрошахт»,

Гулейчук Виктор Николаевич, директор, 1a@,dongipro.ru, Россия, Донецк, Государственное бюджетное учреждение «Донгипрошахт»,

Гомаль Иван Иванович, канд. техн. наук, доц., [email protected], Россия, Донецк, Донецкий национальный технический университет,

Копылов Андрей Борисович, д-р техн. наук, профессор, [email protected], Россия, Тульский государственный университет

PREDICTING THE APPEARANCE OF COLLAPSE AREAS ON THE EARTH'S SURFACE DURING MINE LIQUIDATION

S.E. Gul'ko, V.N. Guleychuk, I.I. Gomal, A.B. Kopylov

The hydrogeological and environmental consequences of the liquidation of coal mines are considered. The paper presents an analysis of the mine stock of the Makeevsky district. The results of determining the maximum depths, sizes and areas of collapse-dangerous zones for each mine are presented. A catalog of areas of the earth's surface exposed to tech-nogenic influence from existing and abandoned mines has been developed, which makes it possible to predict the occurrence of sinkhole-hazardous zones.

Key words: liquidation of mines, hydrogeological and deformation processes, catalog of collapse-dangerous zones.

Gul'ko Sergey Yevgenyevich, doctor of technical sciences, director, [email protected], Russia, Donetsk, State Budgetary Institution "Dongiproshakht",

Guleychuk Viktor Nikolaevich, director, 1a@dongipro. ru, Russia, Donetsk, State Budgetary Institution "Dongiproshakht",

Gomal Ivan Ivanovich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Donetsk, Donetsk National Technical University,

Kopylov Andrey Borisovich, doctor of technical sciences, professor, toolart@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University

Reference

1. Kosov O.I., Sokolova O.V. Problems of environmental safety of the territories of mining branches of liquidated mines of Eastern Donbass // Ugol, No. 6, 2007. pp. 56-58.

2. Mokhov A.V. Geomechanical aspects of conservation and liquidation of coal mines with flooding of mine workings // Mining information and analytical bulletin. 2000. No.5. pp. 196-198.

3. Subsidy control measures in coalmines: Areview / R.D. Lo-khande, A. Prakash, K B. Singh, K.K. Singh // Journal of Scientific & Indus-trial Research. 2005. Vol. 64. p. 323 -332.

4. Belodedov A.A., Dolzhikov P.N., Legostaev S.O. Research into Dangerous surface deformations over inclined Shafts of Abandoned Coal-mines // Scientific Reports on Resource Issues. Freiberg, Germany: TU Bergakademie, 2016. Vol.1. pp.159-165.

5. Technogenic consequences of the closure of coal mines in Ukraine: Monograph / edited by Yu.N. Gavrilenko, V.N. Ermakov. Donetsk: Nord Press, 2004. 631 p.

6. Norvatov Yu.A., Petrova I.B., Mironov A.S. Hydrogeological problems of mine liquidation in the Eastern Donbas. St. Petersburg: VNIMI, 2002. 155 p.

7. Dolzhikov P., Semiriagin S. Investigation and technical decisions of the mining and ecological problems while closing coal mining // Progres-sive Technologies of Coal, Coalbed Methane and Ores Mining, CRS Press/Balkema. Leiden the Netherlandes, 2014. pp. 147 - 151.

8. Norvatov A.S. Hydrogeomechanical processes in the flooding of coal mines // Notes of the Mining Institute. 2008. vol. 176. pp. 183-186.

9. Vashlaeva N.Yu., Lazarevich T.I., Polyakov A.N. The influence of mine flooding on the state of the host geological environment according to the materials of monitoring observations at the Angero-Sudzhensk seismic and geodynamic polygon in Kuzbass // VNIMI / Ed. D.V. Yakovlev. SPb.: VNIMI, 2012. Pp. 167-176.

10. Kutepova N.A., Kutepov Yu.I., Shabarov A.N. Monitoring of hydrogeomechani-cal processes during flooding of Anzhero-Sudzhensk mines // Notes of the Mining Institute. St. Petersburg, 2012. vol. 197. pp. 215 - 220.

11. GSTU 101.00159226.001-2003. Rules for the maintenance of buildings, structures and natural objects during underground coal mining. Introduction. 2004-01-01. Donetsk: Alan, 2003. 128 p.

12. CD 12.12.005-2001. Rules for the elimination of coal mine shafts. Approved Ministry of Fuel and Energy of Ukraine 15.02.2001 Donetsk, 2001. 122 p.

13. Methodological guidance on the procedure for allocating sinkhole-hazardous zones and selecting a set of technical measures to identify and eliminate voids during mine liquidation. Moscow: IPKON RAS, 1999. 54 p.

14. Methodological guide "On the procedure for allocating sinkhole-hazardous zones and selecting a set of technical measures to identify and eliminate voids in the liquidated mines of the Eastern Don-bass". Moscow: IPCON RAS, 2007. 34 p.

15. Methodology of construction and examination of zones dangerous in terms of tests / B.V. Khokhlov [et al.] // TRUDY RANIMI: collection of scientific works. Do-netsk, 2019. No. 7 (22). pp. 142 - 157.

16. Vysotsky S.P., Gulko S.E. Environmental risks in the operation and closure of coal mines // Bulletin of the Donbass National Academy of Construction and Architecture. Engineering systems and technogenic safety. 2017. Issue 2017-5 (127). pp. 18-25.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.