Geoecological aspects of hydrosphere transformation in the areas of “wetˮ coal mine liquidation (case study of the Vergelevskaya mine)
Abstract
Relevance. The liquidation of coal mining enterprises leads to a deterioration in the geo-ecological situation, which affects not only the mined-out area but also the surrounding territories. As a result of the cessation of mining operations at the Vergelevskaya mine near Lugansk, there has been a transformation of the underground and surface hydrosphere. This, in turn, has led to changes in the volume of runoff and significant alterations in the hydrodynamic characteristics of the mined-out massif. Therefore, it is necessary to determine more accurately the nature of the transformation of the hydrosphere in the areas of liquidation of coal mines using the flooding method, as exemplified by the Vergelevskaya mine, and to assess the extent of its impact on the geoecological state of the mountain massif, underground water bodies, and surface water bodies. Aim. The purpose of the study is to establish the nature of the transformation of the hydrosphere in the areas of "wet" liquidation of coal mines and to assess the extent of its impact on the geo-ecological state of the mountain massif, underground water bodies, and surface water bodies. Material and methods. The material for this study was obtained from the results of surveys and observations conducted by the author in 2024–2025, as well as from production reports of geological enterprises and reports of the Main Directorate for Mine Restructuring, and from literature data. In addition to standard methods of geo-ecology, hydrogeology, hydrology, and geography, mathematical methods of processing satellite data were also used. Results. Data on water inflows and the state of underground water outlets in mine workings and quarries were collected and analyzed, including through the analysis of satellite images of the Earth’s surface. The characteristics of geomechanical processes and hydrogeological phenomena in the Vergelevskaya mine field were provided for the period from 1953 to 2025. The state of water-saturated rock masses and the hydrodynamic changes in surface and underground runoff were analyzed in the context of the cessation of coal mining. It was established that the main factor in the transformation of rock masses in the area under consideration is water saturation. The combination of open-pit and underground mining methods within the same mine field, which is a self-regulating system after the cessation of coal mining, poses a risk of accidental redistribution of underground and surface runoff.
References
Долгих В.П. Оценка применимости моделей машинного обучения для прогноза гидроэкологического состояния малых рек // Геология и геофизика Юга России. – 2025. – Т. 15. № 3. – С. 148–161. DOI: 10.46698/VNC.2025.82.17.001.
Должиков П.Н., Леонов А.А., Пронская Н.В. Факторы активизации деформаций породного массива закрытых шахт // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. – 2024. – № 1. – С. 493–502.
Закруткин В.Е., Решетняк В.Н., Гибков Е.В., Скляренко Г.Ю. Аутигенные минералы железа в речных отложениях Восточного Донбасса // Геология и геофизика Юга России. – 2023. – Т. 13. № 3. – С. 102–118. DOI: 10.46698/VNC.2023.95.74.008.
Зубова Л.Г., Зубов А.Р. Гидроэкологические проблемы Донбасса: учебное пособие. Луганск: ВНУ им. В. Даля, 2008. – 100 с.
Кандауров В.В. Пространственные и динамические характеристики сети угольных карьерно-отвальных комплексов у пгт. Бугаевка Перевальского района Луганской Народной Республики // Вестник Луганского национального университета им. Тараса Шевченко. Cерия 5. География. Экономика. Туризм. – 2019. – № 1(25). – C. 4–8.
Мохов А.В. Гидравлические аспекты режима гидросферы на полях угольных шахт (на примере Восточного Донбасса) // Геология и геофизика Юга России. – 2023. – Т. 13. № 3. – С. 191–199. DOI: 10.46698/VNC.2023.93.35.015.
Мохов А.В. Гидродинамическая эволюция пустотного пространства каменноугольных шахт под влиянием затопления // Вестник Южного научного центра РАН. – 2012. – Т. 8. № 3. – С. 42–49.
Мохов А.В. Подземные воды как индикатор геомеханических процессов // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2014. – № 3. – С. 274–282.
Павлов В.И., Кусайко Н.П., Сергейчук О.В. Климатические особенности формирования стока малых рек ЛНР // Экологический вестник Донбасса. – 2022. – № 4. – С. 31–40.
Рыбникова Л.С., Рыбников П.А. Гидрогеологические исследования в горном деле на постэксплуатационном этапе // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. – 2018. – № 4. – С. 25–39. DOI: 10.1134/S0869780318040105.
Рыбников П.А., Рыбникова Л.С. Геофильтрационное обоснование водно-балансовых составляющих водосбора ликвидируемых угольных шахт // Горный информационноаналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2025. – № 1-1. – С. 193–207. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_11_0_193.
Рыбников П.А., Рыбникова Л.С., Максимович Н.Г., Деменев А.Д. Исследование гидрогеологических условий угольных месторождений на постэксплуатационным этапе с использованием гидродинамического моделирования (на примере Кизеловского угольного бассейна, Западный Урал, Россия) // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2020. – № 3-1. – С. 475–487. DOI: 10.25018/0236-14932020-31-0-475-487.
Beven K. Deep study, hydrological processes and the uniqueness of the place // Hydrological Processes. – 2020. – Vol. 34. Issue 16. – pp. 3608–3613. DOI: 10.1002/presumably13805.
Borsch S., Simonov Yu., Khristoforov A., Semenova N., Koliy V., Ryseva E., Glozhintsev V., Deryugina V. Forecasting the flow of Russian rivers by hydrographic extrapolation // Hydrology. – 2022. – Vol. 9. DOI: 10.3390/hydrology9010001.
Chen F., Mao D. The mutual influence of mining and fault activation // Coal Mining Technology. – 2012. – No. I. – pp. 15–21.
Dong S., Xu B., Yin S., Han Y., Zhang X., Dai Z. Use and protection of water resources in the coal mining area in northern China // Nature. Scientific Reports. – 2019. – Vol. 99. Art. No. 1214. DOI: 10.1038/s41598-018-38148-4.
Ji Changsheng. On the development of open-pit coal mining systems in China // Journal of Mining and Safety Engineering. – 2008. – No. 3. – pp. 297–300.
Kul Si-ming, Li Chun-yi. The effect of a weak plane on surface movement and intermittent deformation // Journal of Hunan University of Science and Technology (Natural Science Edition). – 2009. – No. 2. – pp. 1–4.
Ni X., Wang Y., Jie M. The influence of stresses in various tectonic positions on the morphology of the fracture internode // Journal of the Chinese Coal Society. – 2008. – No. 5. – pp. 505–508.
English
Русский
