Прогноз негативных экологических последствий ликвидации шахт Восточного Донбаса

Восточный Донбасс является одним из старейших угольных бассейнов России. Разработка угольных месторождений проводилась подземным способом с начала XIX века. К началу девяностых годов прошлого века на исследуемой территории находились 62 действующие шахты и около 200 ликвидированных шахт. Суммарный водоотлив из всех шахт района в этот период составлял около 3.2 м³/сек.

С середины 90-х годов прошлого века началось массовое закрытие шахт. В основном шахты ликвидируются так называемым мокрым способом, который подразумевает полное затопление горных выработок. В результате массовой ликвидации шахт существенно ухудшилось современное экологическое и геоэкологическое состояние региона.

Негативное воздействие на окружающую среду проявляется в резком ухудшении качества шахтных вод (Fe_общ. > 1000 мг/л, Ph < 3-4, M > 3 г/л), подтоплении зданий и сооружений, самоизливе шахтных высокоминерализованных вод на земную поверхность, деформациях земной поверхности и ухудшении качественного состава подземных и поверхностных вод.

Выполненные ЗАО "Геолинк Консалтинг" работы проводились с целью снижения негативных экологических последствий в связи с ликвидацией шахт Восточного Донбасса.

Количественная оценка наблюдаемых и прогнозируемых изменений режима и баланса подземных вод под влиянием природных и техногенных факторов выполнена с использованием разработанных региональной гидрогеологической геофильтрационной модели Восточного Донбасса и локальной модели Новошахтинского района. Масштабы продвижения шахтных вод и места возможного их выхода на дневную поверхность определены методом математического моделирования массопереноса.

В результате комплексного анализа географических, геолого-гидрогеологических условий Восточного Донбасса, изучения опыта эксплуатации и закрытия шахт впервые для этого региона решены следующие основные задачи:

Схематическая карта прогнозного распространения шахтных вод в первых от поверхности водоносных горизонтах

• созданы региональная геофильтрационная модель Восточного Донбасса площадью около 11.5 тыс. км² и локальная геофильтрационная модель Новошахтинского района площадью 950 км²
• выявлены источники формирования шахтного водоотлива и определены его балансовые составляющие
• осуществлен прогноз изменения режима и баланса подземных вод в результате закрытия шахт и при реализации природоохранных мероприятий
• выполнено моделирование процесса массопереноса в подземных водах Восточного Донбасса
• оценена возможность загрязнения шахтными водами действующих и проектных водозаборов
• локализованы территории выхода шахтных вод на дневную поверхность, в пределах которых в первую очередь следует осуществлять природоохранные мероприятия (Рис.1)
• обоснованы места заложения водоотливных установок и дренажных сооружений
• определены производительность водоотливных установок и объем дренажного стока
• осуществлен прогноз изменения речного стока по речным бассейнам
• проведена оценка эффективности предлагаемых природоохранных мероприятий в сравнении с реализованными в настоящее время мероприятиями
• даны рекомендации по направлению дальнейших исследований и повышению эффективности выполняемых природоохранных мероприятий

Работы проведены с использованием интегрированной информационной технологии ModInfo (разработка ЗАО "Геолинк Консалтинг").