Гидравлические аспекты режима гидросферы на полях угольных шахт (на примере Восточного Донбасса)

Резюме

Статья посвящена выявлению механизма трансформации гидравлического режима подземных и поверхностных вод на полях действовавших и ликвидированных с затоплением выработок угольных шахт Восточного Донбасса. Актуальность исследований. Определяется необходимостью развития научных основ прогнозирования гидродинамических последствий освоения угольных объектов подземным способом для решения вопросов их эксплуатации, охраны и реабилитации окружающей среды. Цель исследований. Совершенствование теоретических основ фильтрационного взаимодействия гидросферы и горных выработок угольных шахт. Методы исследований. Применены стандартные методы сбора натурных данных о режиме гидросферы региона, обработки и анализа информации. Результаты исследований. Эксплуатация и ликвидация угольных шахт вызвала сильные нарушения гидросферы Восточного Донбасса. Для участков эксплуатации и массовой (после 1995 г.) ликвидации шахт характерно нарушение состояния подземных и поверхностных водных объектов. Выявление механизмов формирования нарушений окружающей среды необходимо для ослабления их вредного влияния на эксплуатацию месторождения, экологическую обстановку. Основными причинами снижения уровней подземных вод, утечек поверхностных вод являлись их дренаж горными выработками по зонам водопроводящих трещин сдвижения и откачка воды из шахт. Снижение уровней может быть связано также с формированием фильтрационно-емкостной структуры и новых очагов разгрузки, сдвижением горных пород. Выявлены утечки из водоемов на поверхности без поступления воды в шахту по разрывным нарушениям. Локальные снижения уровня происходят также под влиянием изменения емкостных свойств пород, положения очагов разгрузки воды. Характерно соседство площадей снижения уровня, спада дебита, исчезновения родников подземных вод и площадей с сохранением естественного гидрогеологического режима над выработанным пространством. Крупные депрессии поверхности подземных вод развиваются в основном у контура зон водопроводящих трещин сдвижения над выработанным пространством. Возможно объединение депрессий над серией сближенных разрабатываемых угольных пластов. Депрессия распространяется на первые километры от границы выработанного пространства в плане. Ликвидация шахт с затоплением горных выработок вызвала подъем уровня подземных вод, сокращение депрессий, появление источников шахтных вод в понижениях рельефа земной поверхности вдоль выходов кровли разрабатываемых пластов. Выпуск или откачка шахтных вод из горных выработок способствуют сохранению небольших депрессий подземных вод в ряде частей региона. Затопление выработок изменяет напряженно-деформированное состояние горного массива. Они становятся источниками прорывов шахтных вод в другие горные выработки, их растекания в недрах на большое расстояние.