Вугільним пластам, на відміну від центральної області, властиве поширення діагональних регіональних і локальних руслових сингенетичних розщеплень і розмивів, до яких приурочені малоамплітудні розриви ( 10 %). Характерною особливістю малоамплітудної порушеності цих шахт є те, що одиничних порушень тут практично мало. Вони зосереджені в зонах (завширшки до 20 м), які представлені серіями дрібних зсувів з амплітудами до 20 - 25 см і приурочені, в більшості, до місць впровадження порід підошви (алевролітів) або покрівлі (аргілітів) в товщу пласта, різких перегинів, горбів, “порогів”, роздувів. Порушені зони лінійно витягнуті та просторово і генетично пов'язані з периклінальними частинами локальних складок.

У результаті проведених досліджень показано, що кожна тектонічна область характеризується переважанням малоамплітудних порушень певних морфогенетичних типів. Відмінності в порушеності південного і північного бортів басейну узгоджуються з регіональними етапами тектонічного перетворення осадової товщі і задовільно пояснюються запропонованою моделлю, що дозволяє вперше представити формування тектоніки, як результат єдиних геодинамічних процесів.

Базуючись на отриманих результатах, запропонованій моделі формування Донбасу і теорії утворення деформацій (М.В. Гзовського, 1971), виділені чотири періоди, відмінні за переважанням основних видів деформації осадової товщі, що характеризуються різним співвідношенням зовнішніх сил, протягом дії яких відбувалося формування сучасної структури басейну:

- перший період охоплює D2 - P1 - переважали розтягуючі (мембранні напруги) зусилля, які зумовили різні швидкості занурення блоків фундаменту, що сприяло закладенню конседиментаційних складчастих і розривних порушень;

- другий (P1 / P2) і третій (P2 - K1) періоди - переважали дії двох основних горизонтальних стискуючих сил, що направлені вхрест і по простяганню басейну (в другому періоді вони були пов'язані з мембранними напругами, в третьому - з субдукцією), які зумовили формування відповідно поздовжніх і поперечних (складчастих і розривних) палеодислокацій;

- четвертий період (K2 - теперішній час) - превалюють деформації зсуву, що утворилися за рахунок різних швидкостей і величини переміщень (вертикальних і горизонтальних) блоків фундаменту (при тиску на неоднорідну розшаровану літосферу), при цьому на південному борту переважали субмеридіональні переміщення блоків, на північному - субширотні. Різні геолого-тектонічні умови привели до того, що на північному борту Донбасу під дією горизонтальних стискуючих зусиль з участю зсувної складової (що направлена уздовж простягання басейну), з'явився ефект “плавучості осадових порід на рідкій основі”, в результаті якого відбулося збільшення амплітуд розривів і складок північного борту (К2 / Р); на південному - тільки збільшення розривної порушеності.

У шостому розділі розглянуто вплив інтенсивності і типів палеотектонічних дислокацій на інтенсивність сучасних рухів, викидонебезпечність вугільних пластів, газоносність, напружений стан масиву, фізико-механічні властивості порід і вугілля в межах басейну (регіональний рівень), районів (зональний рівень) і шахт (локальний рівень) .

Для дослідження характеру і кількісної оцінки інтенсивності сучасних вертикальних тектонічних рухів на регіональному рівні запропоновані показники і, за даними Ю.О. Мещерякова і В.А. Фількіна, побудовані карти: 1) амплітуд вертикальної складової сучасних рухів (А, мм / год); 2) диференційованих коливань в межах квадратів (Nc, кількість ізоліній); 3) інтенсивності сучасних рухів (Iс = А / Nc).

Між показниками, що характеризують інтенсивність палеодислокацій (Кр, Кс, Ку, Кд) і сучасних рухів розраховані коефіцієнти кореляції. В регіональному плані встановлені тісні статистичні зв'язки (0,75) між загальною палеодислокованістю масиву (Кд) і інтенсивністю сучасних рухів (А), які свідчать про успадкованість тектонічних процесів, але порівняно низькі коефіцієнти кореляції з окремими типами дислокацій показують необхідність вивчення їх на кожній конкретній ділянці.

Одним з якнайменше вивчених чинників, що впливають на розробку родовищ, є напружений стан. Для вивчення впливу інтенсивності палеодислокацій і сучасних рухів на напружений стан масиву використовувалися результати експериментальних вимірювань величини і орієнтації головних складових (1, 2, 3, о) діючого поля напруг, що одержані методом локального гідророзриву в вуглепородних масивах шахт ДМР (ім. О.І. Поченкова, ім. газ. “Соц. Донбас”, 21“біс”, “Ясиновська-Глибока”, ім. О.О. Скочинського) і ЦР (ім. Ю.О. Гагаріна, ім. К.А. Румянцева, ім. О.І. Гайового). Встановлено, що максимальна за величиною горизонтальна складова тензора сучасного поля напруг (1), більша на шахтах, де палеотектонічна розривна дислокованість менша, а інтенсивність сучасних рухів більша. Для характеристики напруженого стану масиву запропоновано коефіцієнт геодинамічності Кг (Кг = А / Кр). Побудовані карти розривної порушеності (Кр) і сучасних рухів (А) можуть бути основою для попередньої оцінки напруженого стану масиву.

У межах Донбасу проведені зіставлення і показано, що виділені тектонічні області збігаються з регіональними зонами газодинамічних явищ, які встановлені В.Ю. Забігайлом. Геологічні умови формування викидонебезпечних зон у всіх розглянутих районах задовільно пояснюються особливостями утворення малоамплітудної тектоніки. Показано, що у виділених тектонічних областях геологічні умови прояву викидів вугілля та газу відрізняються: в центральній області переважають викидонебезпечні зони ізометричного типу, в південно-східній - лінійного. Перші - приурочені до крил складок, другі - до зон розривних порушень різних типів, тобто до ділянок зміни структури вугілля.

Зібрані і узагальнені дані: про газоносність вугільних пластів (G), відомості про метановість виробок (М), результати лабораторних вимірювань показників, що характеризують фізичні властивості порід і вугілля (вихід летючих - Vdaf, руйнівна здатність вугілля - R, чинник порушеності зерен кварцу - Кн); матеріали про петрофізичні властивості масиву, за наслідками каротажу вуглерозвідувальних свердловин (уявний опір - к, швидкість поздовжніх хвиль - Vр, природня (J) і викликана (J) радіоактивність); значення концентрації парамагнітних центрів (Nіа), коефіцієнтів пасивації (Кпас) і сорбції (епр ), які характеризують потенційну газонасиченість вугільних пластів.

Проведений геолого-статистичний аналіз показників, що характеризують зібрані дані. Вони зіставлялися по окремих пластах, шахтах і основних геолого-промислових районах Донбасу.

На регіональному рівні - в межах басейну - за цими даними розраховані коефіцієнти парної кореляції (r) між показниками, що характеризують газовміст масиву і тектонічну палеодислокованість (Кр, Кс, Ку, Кд), інтенсивність сучасних рухів (А), фізичні властивості вугілля і порід і петрофізичні властивості масиву. Встановлено, що між показниками, які характеризують: газонасиченість масиву (М, G, епр) і загальну тектонічну дислокованість (Кд), руйнівну здатність вугілля (R), вихід летючих (Vdaf), інтенсивність сучасних рухів (А) існують тісні статистичні зв'язки. На прикладі шахт ЦР, ДМР і Алмазно-Марївського району показано, що при приблизно однакових величинах палеодислокованості на ділянках з більшою інтенсивністю сучасних рухів газоносність нижча, метановість виробок вища.

На зональному рівні - в межах районів - відзначено збіг ділянок, на які по газоносності вугільних пластів і метановості виробок розділені площі ДМР і ЦР (О.І. Кравцов, 1980), з тектонічними зонами, виділеними за показниками тектонічної дислокованості (Кр, Кс, Ку, Кд).

На локальному рівні - в межах шахт - проведені дослідження впливу малоамплітудної порушеності вугільних пластів на газоносність масиву, метановість виробок. Показано, що тип розривної порушеності - скиди або насуви - (за інших рівних умов) істотно впливає на вміст газу в масиві і метановість виробок.

Вивчення впливу тектонічних процесів на мікропорушеність вугілля проводилося за рядом структурних показників: S0 - питома поверхня аналітичної проби, Кпас - коефіцієнт пасивації парамагнітних центрів у вугіллі, I0 - інтенсивність перерозподілу інертиніту, R - руйнівна здатність вугілля, Niа - кількість парамагнітних центрів у вугіллі. Встановлено, що на регіональному рівні показники, які характеризують мікропорушеність вугілля, змінюються подібно показнику інтенсивності складчастих дислокацій (Кс).

Встановлено звязок між показниками, що характеризують мікропорушеність зерен кварцу (Кн), сучасні рухи і палеодислокованість масиву. В регіональному плані зміни показників мікропорушеності кварцу у вмісних породах подібні зміні показників крупно- і середньоамплітудної дислокованості. Але слабкі зв'язки з показниками Кр, Кс, Ку і Кд (0,03-0,033) і тісні з А і с (0,44 і 0,78) дозволяють припустити активізацію утворення мікротріщинуватості на сучасних етапах розвитку регіону.

Проаналізовано вплив палеотектонічних процесів на петрофізичні властивості масиву по параметрах, які зареєстровані в процесі каротажу геологорозвідувальних свердловин. Встановлено зв'язок між показниками інтенсивності сучасних рухів та палеодислокованості з швидкістю розповсюдження поздовжніх хвиль Vp та к,. які побічно відтворюють такі характеристики породи як пористість, щільність і дефектність масиву. Високі коефіцієнти кореляції вказують на взаємозв'язок фізичних властивостей вуглепородних масивів в окремих районах з тектонічними процесами.

Отримані дані про розподіл фізико-механічних властивостей порід і вугілля за площею і їх взаємозв'язок з тектонічними показниками на різних масштабних рівнях дозволяють припустити, що формування фізичних властивостей Донбасу відбувалося в три глобальні етапи, відмінні за характером термобаричних умов: перший етап - доінверсійний (D2 - P1), другий - інверсійний (P2 - T), третій - постінверсійний (J - теперішній час).

На першому етапі - при нерівномірному зануренні породи зазнали гравітаційного тиску, при якому, в залежності від глибини занурення, а, отже, і температури, відбулися регіональні перетворення органічних і мінеральних речовин осадочних відкладів (однакові в Донбасі і ДДЗ).

На другому етапі - переважно горизонтальний тиск та локальне (тільки в Донбасі, але не в ДДЗ) збільшення температури - зумовили формування складок поздовжнього типу (крупно- та малоамплітудних) та розривних дислокацій, які генетично з ними повязані, що призвело до утворення мікропорушеності вугілля на крилах складок і в зонах розривних порушень; а передверхньопермська і передкрейдяна субдукції - збільшення виходу летючих (Vdaf) і відкритої пористості, зменшення об'ємної щільності і швидкості поздовжніх хвиль (Vр), і зменшення її з південного сходу на північний захід. Інтенсивність передкрейдяної субдукції була значно менша, ніж пермська і тому вона на зміну фізичних і колекторних властивостей в Донбасі не вплинула. На цьому етапі відбулося формування основних регіональних закономірностей: поширення фізико-механічних властивостей порід і вугілля, газу осадочної товщі, викидонебезпечності вугільних пластів.

Третій етап (на південному борту переважали крихкі деформації, на північному - пластичні) пов'язаний з постінверсійними процесами, в яких провідну роль виконували зсувні переміщення вздовж поздовжніх, переважно і поперечних розломах. Наявність зсувної складової зумовила різні особливості розвитку тектоніки на бортах Донбасу: на південному борту превалювали стискуючі зусилля, які направлені з півдня на північ (що сприяло незначному збільшенню, порівняно з північним, щільності порід південного борту), на північному - зсуво-насувні. Саме ці зусилля, що діяли на виведені на поверхню породи, зумовили локальні особливості: фізико-механічні властивості порід і вугілля, збільшення крихких тектонічних дислокацій порід та вугілля, перерозподіл газів в масиві.

Таким чином, доінверсійні і інверсійні процеси зумовили регіональні зміни: газоносності, фізико-механічних властивостей порід і вугілля, а постінверсійні - локальні.

У сьомому розділі викладені наукові основи прогнозу гірничо-геологічних умов розробки вугільних родовищ Донбасу і наведені приклади прогнозування.

Методичний підхід до прогнозу базується на об'єктивно існуючих передумовах формування гірничо-геологічних умов розробки вугільних родовищ: геологічній - зв'язку гірничо-геологічних умов (викидонебезпечності, газоносності, напруженого стану, фізико-механічних властивостей гірських порід і вугілля) з тектонічними порушеннями; фізичній - можливості вимірювання фізичних величин, що характеризують інтенсивність тектонічних дислокацій на різних масштабних рівнях; математичній - тісному звязку параметрів, що характеризують фізичні величини гірничо-геологічних умов і показників інтенсивності палеодислокованості і сучасних рухів на різних масштабних рівнях.

Зважаючи на масштабний чинник, пропонується виділити три рівні розрахунків показників і побудови карт тектонічної дислокованості: регіональний ( структурно-тектонічні області) зональний (тектонічні зони або райони) локальний (шахти або ділянки розвідки). Залежно від масштабу робіт на кожному рівні розв'язуються певні задачі. Регіональний, зональний (за геологорозвідувальними свердловинами) рівні дозволяють вирішувати питання, пов'язані з прогнозом гірничо-геологічних умов розробки вугільних родовищ на стадії розвідки і дорозвідки шахт; локальний (маркшейдерські дані і геологорозвідувальні свердловини) - на стадії експлуатації.

Прогнозування гірничо-геологічних умов на регіональному і зональному рівнях може проводитися на картах, які побудовані за допомогою запропонованих показників (Кр, Кс, Ку, Кд) за параметрами крупно- і середньо амплітудних дислокацій Донбасу. З урахуванням встановлених закономірностей розподілу інтенсивності і типів порушень, газоносності, характеру прояву газодинамічних явищ (рис. 2).

На локальному рівні прогноз гірничо-геологічних умов включає:

- вивчення регіональних тектонічних умов, визначення об'єкту - аналога, обґрунтування прогностичних показників;

- побудову і аналіз карт локальних структур, карт градієнтів локальних структур, карт градієнтів потужності пісковиків підстиляючої товщі, визначення генезису складчастих деформацій; побудову і аналіз роз-діаграм азимутів простягання розривних порушень в межах виробленого простору, дослідження їх розподілу за площею, взаємозв'язок з крупноамплітудними розривами і локальними складками;

- відбір проб і визначення параметрів сорбції, фізико-механічних властивостей порід і вугілля, вимірювання напруженого стану масиву і зіставлення їх з геологічними даними.

На підставі аналізу одержаних даних встановлюється генезис порушень в межах відпрацьованого простору і вибираються показники, за якими здійснюється прогноз. Виділені аномальні зони, залежно від поставленої задачі, деталізують за даними: каротажу, визначенням сорбції, фізико-механічних властивостей порід і вугілля, про напружений стан масиву.

На шахтах Західного Донбасу, Центрального, Донецько-макіївського, Боково-Хрустальського, Орєховського, Краснодонського, Луганського, Селезньовського та Красноармійського районів проведено прогноз гірничо-геологічних умов (малоамплітудної порушеності і викидонебезпечності) за тектонічними показниками. Достовірність прогнозу на шахтах ім. 50-річчя СРСР і “Благодатна” підтверджена буровими роботами.

ВИСНОВКИ

Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій наведене нове рішення актуальної науково-прикладної проблеми прогнозу гірничо-геологічних умов розробки вугільних родовищ Донбасу, яке полягає: у визначенні регіональних закономірностей і локальних особливостей утворення і розташування тектонічних дислокацій в осадовій товщі на базі нової моделі формування Донбасу; встановленні статистичних зв'язків між параметрами, які характеризують тектонічні умови і гірничо-геологічні чинники, що дозволило обгрунтувати наукові основи прогнозу за показниками тектонічної дислокованості.

Основні наукові і практичні результати полягають в наступному:

1. На підставі аналізу геолого-геофізичних даних основних структур, розташованих в межах СЄП, в неогеї встановлені два відмінні геодинамічні середовища, в яких проходило формування Донбасу: перше - докембрійське - визначається переважанням глобальних розтягуючих зусиль, внаслідок дії яких утворення грабена відбулося шляхом розриву кори по регматичному розлому; друге - фанерозойське - стискуючих, на фоні яких виникло локальне поле розтягування. Вперше на основі встановлених загальних закономірностей утворення і розташування грабенів СЄП в пізньому докембрії методом аналогії доведена можливість існування ріфейського грабену Донбасу, утворення якого могло відбутися в результаті розриву кори по глибинному розлому під дією глобальних розтягуючих зусиль; його будова, параметри і умови осадконакопичення імовірно аналогічні іншим грабенам регіону.

2. Запропонована нова геодинамічна модель формування сучасної структури Донбасу у фанерозої, згідно якої закладення девонського грабену, накопичення вугленосної товщі, утворення поздовжньої тектонічної дислокованості можливо викликані мембранними напругами, що утворюються при переміщеннях СЄП уздовж меридіана; вертикальні і горизонтальні переміщення блоків фундаменту, які зумовили зміну геотектонічного режиму, поперечну порушеність, появу зсувної складової, палеогеотемпературний режим, газоносність і фізико-механічні властивості порід і вугілля - конвергентними процесами, що відбувалися на південній окраїні СЄП у фанерозої.

Розроблені показники, що характеризують інтенсивність крупно- і средньоамплітудних порушень осадочної товщі: кутів падіння порід (Ку), розривів (Кр), складчастості (Кс) і загальної дислокованості (Кд) осадочної товщі.

Побудовані карти, що відображають регіональні закономірності розташування деформацій різного типу в межах басейну. Встановлені статистичні закони розподілу показників (Кр, Кс, Ку, Кд), відмінність яких свідчить про особливості характеру і інтенсивності геодинамічних процесів, внаслідок дії яких вони сформувалися.

4. Виділені за середніми значеннями показника загальної дислокованості (Кд) три тектонічні області, в межах яких розподіли показників найбільш близькі до нормальних законів і значущо відрізняються:

північно-західна: Кд = 0,09 0,01;

центральна: Кд = 0,26 0,02;

південно-східна: Кд = 0,54 0,03.

5. Виділені головні напрямки простягання геологічних структур, глибинних розломів і аномалій геофізичних полів (методом математичної статистики), встановлено, що, по-перше, головні напрямки простягання гравітаційних і магнітних ступенів та лінеаментів, виділених на космічних знімках, збігаються з переважаючими напрямками простягання глибинних розломів, крупно- і середньоамплітудних розривів і складок; по-друге, не збігаються - з напрямками простягання малоамплітудних порушень, що пояснюється різними умовам їх утворення.

6. Досліджено на основі фрактальної геометрії природних об'єктів взаємозв'язок порушень (від мікро- до крупноамплітудних) і виділено три структурно-генетичні рівні:

у перший входить питома протяжність довжини глибинних розломів,

у другий - крупно-, середньо- і малоамплітудні (багатопластові) порушення, фрактальна розмірність яких (Д = 1,3) дозволяє зробити висновок про подібність дислокацій і можливості прогнозу малоамплітудних порушень за параметрами крупноамплітудних;

у третій - від малоамплітудних однопластових до мікродислокацій; фрактальна розмірність яких 0,66 і свідчить про своєрідний характер малоамплітудної порушеності кожного пласта, зумовлений впливом його фізико-механічних властивостей.

7. Встановлено, що виділені за інтенсивністю порушень тектонічні області відрізняються морфогенетичними типами дислокацій:

у північно-західній області малоамплітудні складчасті і розривні порушення представлені двома рівнозначними групами: тектонічними і атектонічними; розривні тектонічні дислокації, генетично і просторово пов'язані з крупно - і середньоамплітудними скидами; атектонічні - з умовами осадконакопичення; більшість складчастих порушень відноситься до складок ущільнення;

у центральній і південно-східній областях практично всі порушення належать до групи тектонічних; складки поздовжнього вигину, утворилися після накопичення осадків в результаті дії регіональних стискуючих зусиль, направлених під певним кутом до нашарування; малоамплітудні розривні порушення представлені скидами і насувами з зсувною складовою в більшості випадків просторово і генетично пов'язані з крупноамплітудними розривами і складками;

у південно-східній області значна частина розривних порушень пов'язана з літолого-фаціальними особливостями вміщуючої товщі.

8. Встановлено, що в північно-західній області (Новомоськовсько-Петропавлівська монокліналь) існують два генетично різних типи скидів: перший - утворився в результаті розтягуючих зусиль при накопиченні осадків; другий - антитетичний - під дією горизонтальних стискуючих зусиль в післянижньопермський час (заальська фаза).

9. На основі встановлених регіональних закономірностей і локальних особливостей розташування та генезису порушеності, результатів статистичного аналізу виділені чотири періоди, відмінних за переважанням певного виду деформації:

- перший - розтягування вигину - мембранні напруги - девон - нижня перм - різна швидкість і кути переміщення блоків фундаменту зумовили формування конседиментаційних порушень і локальні умови осадконакопичення;

- другий - стиснення вигину - заальська фаза - мембранні напруги (найбільша за величиною горизонтальна складова направлена перпендикулярно до простягання басейну) - утворення складок поздовжнього вигину, насувів і вскидів, у яких довгі осі складок і зміщувачі розривів мають північно-західне простягання;

- третій - стиснення - пфальцська фаза - нижня крейда - конвергентні процеси, сили направлені вздовж простягання басейну - утворення ізометричних складок, насувів (для довгих осей складок і зміщувачів розривів характерне північно-східне і субмеридіональне простягання) і скидів субперпендикулярних насувам;

- четвертий - зсунення - австрійська, ларамійська фази - конвергентні процеси, активізація рухів блоків фундаменту - на північному борту - стиснення з зсувом, які на північному борту направлені уздовж простягання басейну, на південному - вхрест простягання.

11. Запропоновані показники, що відображають інтенсивність (А, мм/рік) і диференційованість сучасних природних вертикальних рухів (Nc, к-ть ізоліній), за якими побудовані карти, які характеризують їх розподіл за площею. Встановлений взаємозв'язок показників інтенсивності сучасних рухів із загальною палеодислокованістю (Кд) підтверджує пряму спадковість тектонічних процесів в більшості районів Донбасу.

12. Встановлено, що напружений стан масиву прямо пропорційний інтенсивності сучасних вертикальних рухів і обернено пропорційний - за розривною палеопорушеністю; запропонований показник геодинамічності (Кг), що оцінює напружений стан масиву.

13. Встановлені тісні кореляційні зв'язки між показниками: палеотектонічної дислокованості, сучасними рухами і петрофізичними параметрами, механізм статистичних зв'язків задовільно пояснюється генезисом порушень.

14. Показано, що виділені раніше за ступенем катагенетичних перетворень в межах Донбасу метанові зони відрізняються інтенсивністю і типами порушень і просторово збігаються з тектонічними областями і зонами. Встановлена пряма залежність між параметрами, що характеризують газовість масиву (М, G, епр) і фізичні властивості вугілля (R, Кн), петрофізичні властивості масиву (к, Vр), тектонічну палеодислокованість (Кр, Кс, Ку, Кд), сучасні рухи (А).

15. Показано просторовий збіг виділених тектонічних областей з регіональними зонами газодинамічних явищ (В.Е. Забігайло, 1975), який пояснюється встановленими особливостями утворення малоамплітудної тектоніки.

16. Розроблені наукові основи комплексного структурно-аналітичного методу прогнозу гірничо-геологічних умов розробки вугільних родовищ Донбасу. Суть методичного підходу полягає у виділенні на трьох масштабних рівнях за показниками тектонічної дислокованості в межах досліджуваних об'єктів зон або ділянок з різними гірничо-геологічними умовами.

Результати прогнозу гірничо-геологічних умов (викидонебезпечності і малоамплітудної порушеності) за показниками тектонічної дислокованості передані в виробничі організації, проектні і науково-дослідні інститути.

Перевірка розроблених методик прогнозу викидонебезпечносі і малоамплітудної порушеності на основних вугільних пластах Тяглівського родовища і Любельській площі показала можливість використання їх в умовах Львівсько-Волинського басейну.

Застосування даного методу дозволить без додаткових витрат на буріння, використовуючи наявні дані, визначити ділянки або зони сприятливі для скупчення газу; виділити зони малоамплітудних порушень, обмежити ділянки небезпечні за викидами вугілля і газу, за невеликою кількістю значень прогнозувати фізико-механічні властивості гірських порід і напружений стан масиву.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ТА РЕЗУЛЬТАТИ ОПУБЛІКОВАНІ В ТАКИХ РОБОТАХ:

Монографія

1. Забигайло В.Е., Лукинов В.В., Пимоненко Л.И. и др. Тектоника и горно-геологические условия разработки угольных месторождений Донбасса. - К.: Наук. думка, 1994. - 150 с.

Статті у наукових виданнях:

Козлов С.С., Стовас Г.М., Пимоненко Л.И. Некоторые закономерности распространения малоамплитудных нарушений на шахтных полях Донбасса // Разведка и охрана недр, 1985. - № 11. - С. 29-31.

Забигайло В.Е., Репка В.В., Пимоненко Л.И. и др. Геологические нарушения как объект применения физико-химического способа предотвращения газодинамических явлений // Горный журнал, 1987. - № 2. - С. 7-10.

Пимоненко Л.И., Сахневич Н.В., Безазьян А.В. Прогноз зон малоамплитудных нарушений на поле шахты “Самарская” // Уголь Укр., 1987. -№ 12. - С. 36-37.

Пимоненко Л.И., Сахневич Н.В., Шкурский Е.Ф. Прогноз зон малоамплитудных нарушений на участке “Боржиковский-Северный” // Геология и геохимия горючих ископаемых. - Львов, 1989. - Вып. 72. - С. 57-62.

Пимоненко Л.И., Стасенко О.Д. Прогноз малоамплитудной нарушенности и выбросоопасности пластов на поле шахты “Мушкетовская” // Уголь Украины, 1988. - № 9. - С. 43-44.

Забигайло В.Е., Пимоненко Л.И. Горно-геологические условия и зональность газодинамических проявлений в Центральном районе Донбасса // Физико-химические методы управления состоянием угольно-породного массива. - К.: Наук. думка, 1989. - С. 12-39.

Забигайло В.Е, Пимоненко Л.И., Сахневич Н.В. Природа малоамплитудной нарушенности угольных пластов различных тектонических зон Донецкого бассейна // Геологический журнал, 1989. - № 6. - С. 114-124.

Лукинов В.В., Пимоненко Л.И., Подрезенко И.Н. Анализ тектонических условий залегания угольных пластов по картам локальных структур // Уголь Украины, 1989. - № 4. - С. 39-40.

Лукинов В.В., Пимоненко Л.И., Безручко К.А. Комплексная оценка тектонических условий для определения выбросоопасности угольных пластов Донецкого бассейна // Уголь Украины, 1990. - № 1. - С. 41.

Разрушение углей под действием тектонических процессов / А.С. Поляшов, Л.И. Пимоненко, Н.И. Попозогло и др. // Разрушение горных пород при статическом и динамическом нагружениях: Сб. науч. тр. ИГТМ НАН Украины. - К.: Наук. думка, 1990. - С. 122-132.

Пимоненко Л.И., Сахневич Н.В., Богатырев В.В. О выделении зон малоамплитудных нарушений на поле шахты “Павлоградская” // Уголь Украины. - 1992. - №3. - С.49 - 52.

Лукинов В.В., Пимоненко Л.И. Сравнительная оценка степени тектонической дислоцированности угленосных отложений юго-восточной части Донбасса // Геол. i геохiм. горюч. коп. - Львів, 1992. - № 1 (78). - 41-46.

Пимоненко Л.И., Сахневич Н.В., Стасенко О.Д. Выбросоопасность угольных пластов поля шахты “Кировская” // Безопасность труда и промышленности, 1992. - № 6. - С. 41-52.

Лукинов В.В., Пимоненко Л.И. Развитие Донбасса в мезозойскую эру // Геол. i геохiм. горюч. копалин. - Львів, 1993. - № 4. - С. 43-51.

Поляшов А.С., Пимоненко Л.И. Разрушение углей в зонах шахтопластов с различными проявлениями тектоники // Механика и разр. пород. - К.: Наук. думка, 1993. - С. 130 - 134.

Пимоненко Л.И., Сахневич Н.В., Полякова Н.С. Тектоническая нарушенность и геотемпературный режим Западного Донбасса // Геологія і геохімія горючих копалин. - Львів, 1993. - № 3. - С. 50-59.

Основы тектонического районирования Донбасса / В.В. Лукинов, Л.И. Пимоненко, В.А. Гончаренко и др. // Уголь Украины, 1995. - № 2. - С. 39-41.

Пимоненко Л.И., Гончаренко В.А., Шаманская Н.В. Прогноз горно-геологических условий глубоких резервных горизонтов на шахтах Донбасса // Уголь Украины, 1997. - № 6. - С. 54-56.

Лукинов В.В., Пимоненко Л.И. Общие черты и различия тектоники Старобельско-Миллеровской и Новомосковско-Петропавловской моноклиналей Донбасса // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. ИГТМ НАН Украины. - Днепропетровск, 1998.- вып. 8.- С. 3-9.

Пимоненко Л.И. Динамика формирования Донецкого бассейна // Геотехническая механика: Межвед. сб. научных трудов ИГТМ НАН Украины. - Днепропетровск, 1998. - С. 47-51.

Пимоненко Л.И. Оценка тектонической дислоцированности (палео - и современной) и ее влияние на горно-геологические условия разработки угольных месторождений // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. трудов ИГТМ НАН Украины. - Днепропетровск: Полиграфист, 1998. - Вып. 9. - С. 110-115.

Лукінов В.В., Пимоненко Л.І., Шкуро Л.Л. Особенности влияния тектогенеза на физические свойства горных пород // Доп. НАН Укр., 1998. - № 9. - С. 129-132.

Влияние тектоники на горно-геологические свойства разработки и экологию угольных месторождений / Лукинов В.В., Пимоненко Л.И., Полякова Н.С. и др. // Сб. научн. труд. НГАУ. - Днепропетровск, 1998. - Том 2, вып. 3. - С. 200-203.

Лукинов В.В., Пимоненко Л.И., Пимоненко Д.Н. О возможности прогноза малоамплитудной нарушенности угольных пластов на основе фрактальной геометрии // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. трудов ИГТМ НАН Украины. - Днепропетровск: Полиграфист, 1999. - Вып. 15. -С. 127-132.

Пимоненко Л.И. Новая геодинамическая модель формирования Донбасса // Геология полезных ископаемых: Сб. научных трудов НГА Украины. - Днепропетровск: РИК НГА Украины, 1999. - Том 1, вып. 6. - С. 87-91.

Лукінов В.В., Пимоненко Л.І. Нова модель будови геодинамічного розвитку Західного Донбасу // Геол. і геохім. горюч. коп. - Львів, 2000. - № 4. - С. 17-25.

28. Пимоненко Л.И. Результаты статистического анализа направлений дислокаций Донбасса // Наук. вісн. НГАУ України. - Днепропетровск, 2000. - № 4. - С. 33-34.

29. Влияние тектоники на напряженное состояние углепородного массива в Центральном районе Донбасса / Лукинов В.В., Пимоненко Л.И., Кулинич В.С., Кулинич С.В. // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. трудов ИГТМ НАН Украины. - К. - Днепропетровск, 2000. - Вып. 21. - С. 48-52.

30. Пимоненко Л.И, Гончаренко В.А. , Пимоненко Д.Н. Влияние геодинамических процессов на петрофизические свойства углепородного массива Донбасса // Сб. НГУ Украины, Днепропетровск, 2002, №15, С.59 - 62.

31. Пимоненко Л.И. Влияние тектоники на напряженное состояние углепородного массива // Сб. научн. трудов НГУ, 2002. - №14. - том 1. - С. 11 - 18.

32. Пимоненко Л.И., Полякова Н.С. Некоторые особенности тектонических структур северного крыла Донбасса // Сб. научн. тр. НГА Украины, № 17. Том 1. -Днепропетровск: РИК НГА Украины, 2003. - С. 556-570.

33. Пимоненко Л.И. Региональные закономерности распределения тектонических деформаций Донбасса // Геотехническая механика: Межвед. сб. научных трудов ИГТМ НАН Украины. - Днепропетровск, 2003. - Вып.42. - С. 30-39.

Авторське свідоцтво

А.с. № 1544988 СССР, МКИ Е 21 F 5/00 Способ прогноза участков, опасных по выбросам угля и газа/ Лукинов В.В., Пимоненко Л.И., Безручко К.А - (СССР).- №4425965/25-03. - заявл. 17.05.89. - опубл. 23.02.90г. Бюл. №7.

Тези доповідей

Гончаренко В.А., Пимоненко Л.И., Сахневич Н.В. Прогноз выбросоопасности и нарушенности угольных пластов по каротажным данным в Центральном районе Донбасса // Матер. Y Всесоюзн. семин. “Горн. геофиз.” /АН Груз. ССР. - Тбилиси, 1989. - С. 124 - 125.

Лукинов В.В., Пимоненко Л.І., Стасенко О.Д. Оценка прогноза малоамплитудной нарушенности по картам тектонической дислоцированности. // Малоамплитудная тектоника. Методы и результаты прогнозирования (Славское, 26-30 сент., 1988г.). Тезисы докл. / Отв. ред. В.Е. Забигайло. - К.: Науков. думка, 1991. - С. 123.

Лукінов В.В., Пимоненко Л.І. Про можливості нафтогазоносності рифогенних відкладів девона Донбасу. Тектогенез і нафтогазоносність надр України // Тези доповідей, наукової наради / Львів, 20-22 жовтня 1992 р.- Львів: ІГГГК.- 1992. - С. 99.

Пимоненко Л.И., Гончаренко В.А. Геолого-геофизические основы тектонического районирования Донбасса. / Матер. выездн. сессии научн.- коорд. совета по угольн. геофиз. // Х Всеросійська вугільна нарада - Ростов-на-Дону. - 1995. - С. 120-126.

Пимоненко Л.И, Капланец Н.Э. Влияние тектоники на распределение газов в массиве // Матер. 2-й научн.-практ. конф. “Метан угольн. месторожд. Укр.”, г. Днепропетр. 20-24 сент. / Геотехн. мех. Межвед. сб. научн. тр. ИГТМ НАН Украины. - К. - Днепропетровск, 2001. - Вып. 17. - С. 156-164.

Анотація

Пимоненко Л.І. Тектонічні основи прогнозу гірничо-геологічних умов розробки вугільних родовищ Донбасу. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора геологічних наук за спеціальністю 04.00.16 - “Геологія твердих горючих копалин”. - Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2005р.

В дисертації запропоноване нове рішення актуальної науково-прикладної проблеми прогнозу гірничо-геологічних умов розробки вугільних родовищ Донбасу, яке базується на використанні даних про регіональні закономірності і локальні особливості зміни цих умов з глибиною і по площі. Основою цих відомостей є уявлення про формування сучасної структури басейну, яке відбувається внаслідок дії геодинамічних процесів і різних сил, серед яких особливу роль відіграють тектонічні.

Запропонована нова модель формування Донбасу, яка базується на мобілістській концепції тектоніки. Розроблені показники, що характеризують інтенсивність палеодислокованості, сучасні рухи і напружений стан осадової товщі. Встановлені статистичні закони розподілу різних типів порушень в осадовій товщі басейну, виділені структурно-тектонічні зони, які відмінні за кількістю і типами дислокацій. Досліджені і встановлені тісні статистичні зв'язки між параметрами, що визначають дислокованість і газоносність, викидонебезпечність, фізико-механічні властивості порід і вугілля, напружений стан масиву. Розроблені наукові основи комплексного структурно-тектонічного методу прогнозу гірничо-геологічних умов, суть якого полягає у виділенні на різних масштабних рівнях за показниками тектонічної дислокованості аномальних зон. Застосування даного методу дозволить, використовуючи наявні дані, визначити ділянки придатні для скупчення газу; прогнозувати зони малоамплітудних порушень, виділити ділянки небезпечні за викидами вугілля і газу, за невеликою кількістю значень прогнозувати фізико-механічні властивості гірських порід і напружений стан масиву.

Ключові слова: Донбас, тектоніка, геодинаміка, вугільний пласт, газоносність, викидонебезпечність, напружений стан масиву, дислокованість.

Аннотация

Пимоненко Л.И. Тектонические основы прогноза горно-геологических условий разработки угольных месторождений Донбасса. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора геологических наук по специальности 04.00.16 - “Геология твердых горючих ископаемых”. - Национальный горный университет Украины, Днепропетровск, 2005г.

В диссертации приведено новое решение актуальной научно-прикладной проблемы прогноза горно-геологических условий разработки угольных месторождений Донбасса, которое базируется на использовании генетической взаимосвязи показателей, характеризующих напряженное состояние массива, выбросоопасность углей, газоносность массива, метанообильность выработок, физико-механические свойства пород и углей, с дислоцированностью бассейна.

Предложена новая геодинамическая модель формирования современной структуры Донбасса в фанерозое, которая с позиций мобилистской концепции тектоники объясняет особенности современной структуры Донбасса, характер его геофизических полей и подтверждается геолого-геофизическими данными других структур, расположенных в пределах ВЕП.

Разработаны показатели (Кр, Кс, Ку, Кд), которые характеризуют изменение крупно- и середнеамплитудних дислокаций (разрывной нарушенности, складчатости, углов падения и общей дислоцированности углевмещающей толщи) по площади бассейна. Построены карты, отражающие региональные закономерности изменения интенсивности дислокаций по площади. Установлены законы распределения показателей, на основании которых сделаны выводы об интенсивности и соотношении действующих сил. Выделены три тектонические области (северо-западная, центральная и юго-восточная), отличающиеся интенсивностью дислоцированности.

Установлены особенности образования и расположения малоамплитудных нарушений в пределах выделенных областей.

Предложен показатель геодинамичности Кг, равный отношению интенсивности современных движений к разрывной нарушенности, позволяющий оценить напряженное состояние массива в пределах отдельного участка.

Исследованы статистические связи между параметрами, которые определяют газоносность, выбросоопасность, физико-механические свойства пород и угля, напряженное состояние массива. Установлены тесные связи изученных параметров с показателями тектонической дислоцированности на различных масштабных уровнях: региональном (бассейн), зональном (район), локальном (шахта, участок).

Разработаны научные основы комплексного структурно-тектонического метода прогноза горно-геологических условий на разных масштабных уровнях на основе показателей тектонической дислоцированности. Применение метода позволит, используя имеющиеся данные, определить участки или зоны благоприятные для скопления газа; выделить зоны малоамплитудных нарушений, оконтурить участки опасные по выбросам угля и газа, по небольшому количеству значений прогнозировать физико-механические свойства горных пород и напряженное состояние массива.

Ключевые слова: Донбасс, тектоника, геодинамика, угольный пласт, газоносность, выбросоопасность, напряженное состояние массива, дислоцированность.

SUMMARY

Pimonenko L.i. Tectonic basic elements of the forecast of mining and geological conditions of development of coal deposits of Donbas. - Manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of the doctor of geological sciences on a speciality 04.00.16 - “ Geology of solid combustible minerals ”. - National mining university, Ukraine, Dnepropetrovsk, 2005.

The dissertation describes a new way of solving currently important applied scientific problem of the forecasting mining and geological conditions of development of coal deposits of Donbas on the basis of laws of change of these conditions with depth and on the area of coal is given.

The new model of formation of Donbas is offered which is based on the concept of movable tectonics. Parameters describing intensity paleodislocations, current movements and stress condition of the sedimentary thickness of rocks are designed. The closed statistic relations between parameters of tectonics and mining and geological conditions are established. The scientific basic elements are developed for complex-and tectonic method of forecasting mining and geological conditions. These relations assume detecting of abnormal zones at different scale levels on the basis of tectonic dislocation parameters. This method will allow to predict physical and mechanical features of rocks and stress conditions of the massif, zones with danger of the coal outbursts and gas release, sites of gas accumulation and of breaks caused by low amplitude.

Key words: Donbas, tectonics, geodynamics, coal layer, gas-contain, coal and gas outbursts , stress conditions of mining-massif, paleodislocations.

Размещено на Allbest.ru

...