Геоэкологические аспекты трансформации гидросферы на участках «мокрой» ликвидации угольных шахт (на примере шахты «Вергелевской»)

А.К. Коптева

doi:10.46698/VNC.2026.94.99.001

А.К. Коптева Донбасский государственный технический университет, Россия, 294204, г. Алчевск, пр. Ленина, 16; Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова, Россия, 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132

DOI: https://doi.org/10.46698/VNC.2026.94.99.001

Ключевые слова: ликвидация угольных шахт, трансформация гидросферы, подземный сток, поверхностный сток, шахта «Вергелевская»

Резюме

Актуальность работы. Ликвидация угледобывающих предприятий приводит к ухудшению геоэкологической ситуации, которая охватывает не только подработанное пространство, но и близлежащие территории. В результате прекращения ведения горных работ на шахте «Вергелевская» вблизи г. Луганска произошла трансформация подземной и поверхностной гидросферы. Это, в свою очередь, привело к изменению объема стока и значительным изменениям гидродинамических характеристик подработанного массива. В связи с этим возникает необходимость на примере шахты «Вергелевская» более точного определения характера трансформации гидросферы на участках ликвидации угольных шахт, осуществляемой способом затопления и оценить степень её влияния на геоэкологическое состояние горного массива, подземных и поверхностных водных объектов. Цель исследования. Установить характер трансформации гидросферы на участках «мокрой» ликвидации угольных шахт и оценить степень её влияния на геоэкологическое состояние горного массива, подземных и поверхностных водных объектов. Материал и методы. Материалом для настоящего исследования послужили результаты обследований и наблюдений, выполненных автором в 2024–2025 гг., а также данные из производственных отчетов геологических предприятий и отчетов «Главного управления реструктуризации шахт», литературные данные. Кроме стандартных методов геоэкологии, гидрогеологии, гидрологии и географии, использовались математические методы обработки спутниковых данных. Результаты исследования. Собраны и проанализированы данные по водопритокам и состоянию выходов подземных вод в шахтных выработках и карьерах, в том числе путем анализа спутниковых снимков поверхности Земли. Дана характеристика геомеханических процессов и гидрогеологических явлений на поле шахты «Вергелевская» в период с 1953 по 2025 годы. Выполнен анализ состояния обводненных породных массивов и гидродинамических изменений поверхностного и подземного стоков в условиях прекратившейся угледобычи. Установлено, что главным фактором трансформации породных массивов для рассматриваемой территории выступает обводненность. Сочетание открытого и закрытого способов отработки запасов угля в границах одного шахтного поля, которое по завершении угледобычи является саморегулируемой системой, приводит к созданию опасности случайного перераспределения подземных и поверхностных стоков.

Литература

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.