Обґрунтування параметрів дренування геомеханічно порушених шахтних полів Центрального району Донбасу - Автореферат

Закриття вугільних шахт призводить до підйому рівня підземних вод і підтоплення (заболочення) значних площ (? 290 км2), а також до розвитку цілого ряду негативних наслідків - створюються небезпечні умови для проживання населення, виникає загроза для залізниць, нафтопроводів, мереж енергопостачання. Виконати моделювання геофільтрації підземних вод в елементах геотехнічної системи „шахта - підземні води” для визначення змін у геомеханічно порушеному гірському масиві. Ідея роботи полягає у відтворенні за допомогою методу математичного моделювання палеогідродинамічної обстановки регіону, що є основою для визначення змін у геотехнічній системі „шахта - підземні води” і врегулювання гідродинамічної ситуації у геомеханічно порушеному гірському масиві. При виконанні роботи застосований комплексний метод дослідження, який включає: наукове узагальнення та систематизацію матеріалів для оцінки сучасного впливу гідродинамічних процесів на гірський масив і визначення його геотехнічного стану в межах впливу гірничих робіт; математичне моделювання процесу фільтрації підземних вод; факторно-діапазонний аналіз з визначенням домінуючих факторів впливу на гідродинамічний режим у гірському масиві; варіантний аналіз інженерних рішень і параметрів технічного регулювання рівнем підземних вод. Вплив підземних вод на геотехнічний стан території Центрального району Донбасу обумовлений збільшенням коефіцієнта фільтрації масиву гірських порід до 100 разів, гравітаційної ємності до 14 разів та збільшенням інфільтраційного живлення до 3,5 разів, що призвело до інверсії фільтраційних течій у зонах розвантаження підземних вод у порівнянні з палеогідродинамічними умовами і складає передумови формування геотехнічного стану території з затопленням і підтопленням 33 % поверхні регіону.Внаслідок експлуатації вугільних шахт значно підвищилась проникність гірського масиву в напрямку простягання порід, відбулася кольматація русел річок за рахунок скиду шахтних вод, базис розвантаження підземних вод змістився до гірничих виробок шахт. Відбулося виснаження водоносних горизонтів, на ділянках підробки річок збільшився гідродинамічний звязок поверхневих вод з підземними й системою гірничих виробок, підвищилося інфільтраційне живлення підземних вод у межах шахтних полів й відповідно змінилася структура балансу підземних вод. Одним із головних факторів, що визначає геотехнічні зміни у масиві гірських порід в умовах ліквідації шахт, є гідродинамічний режим, який характеризує розподіл рівнів (напорів) підземних вод по площі й за глибиною. Аналіз сучасного геотехнічного стану регіону свідчить про те, що положення рівня підземних вод є домінуючим фактором при оцінці геотехнічної ситуації. У другому розділі за використанням методу математичного моделювання були дослідженні режимоутворюючі параметри підземних вод на території Центрального гірничопромислового району Донбасу.Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій на основі вперше встановлених закономірностей формування гідродинамічного режиму підземних вод в умовах геомеханічно порушених шахтних полів Центрального Донбасу на доексплуатаційний, експлуатаційний періоди та на період згортання гірничих робіт вирішена актуальна науково-практична задача, яка полягає в обґрунтуванні параметрів інженерного захисту поверхні шахтних полів, що вдосконалюють геотехнічну систему при підземному видобутку вугілля. З використанням обґрунтованої регіональної фільтраційної моделі Центрального району Донбасу масштабу 1: 50000 вперше відтворена палеогідродинамічна обстановка, досліджені умови формування підземних вод та розподіл рівнів підземних вод у регіональному плані й розрізі як на час експлуатації, так і на час затоплення шахт, що є основою визначення геотехничних змін території. Факторно-діапазонним аналізом визначені зміни основних параметрів та граничних умов, які є основними при формуванні рівнів підземних вод у геомеханічно порушеному масиві: коефіцієнти фільтрації порід збільшилися до 10... Диференціація шахтних полів за гідрогеотехнічним станом та визначення показника інтенсивності водовідливу дозволили оцінити, що ефективне використання режиму гідрозахисту в межах Центрального району Донбасу доцільне, якщо величина показника інтенсивності водовідливу не перевищує 0,0007 м/доб. Показано, що при виборі схем гідродинамічного регулювання за допомогою дренування доцільно використовувати поглиблення русел річок для активізації взаємозвязку між поверхневими та підземними водами, застосовувати горизонтальний дренаж в долинах річок та променевий дренаж на забудованих територіях, що в цілому сприяє перебудові геотехнічної системи у безпечну.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ