Про порушення гідрогеологічного режиму гірничодобувних територій унаслідок закриття шахт (на прикладі Нововолинського гірничопромислового району)

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРО ПОРУШЕННЯ ГІДРОГЕОЛОГІЧНОГО РЕЖИМУ ГІРНИЧОДОБУВНИХ ТЕРИТОРІЙ УНАСЛІДОК ЗАКРИТТЯ ШАХТ (НА ПРИКЛАДІ НОВОВОЛИНСЬКОГО ГІРНИЧОПРОМИСЛОВОГО РАЙОНУ)

В.В. Попович (Львівський державний університет безпеки життєдіяльності)

Досліджено вплив затоплення ліквідованих шахт на гідродинамічний режим Нововолинського гірничопромислового району та визначено пріоритетні напрями запобігання та ліквідації негативних явищ.

Народження і становлення міста Нововолинськ пов'язане з освоєнням Львівсько-Волинського вугільного басейну. На початку 50-х років минулого століття на заході Волинської області розпочалася розробка покладів кам'яного вугілля, які тягнуться вздовж українсько-польського кордону. У липні 1950 року на околиці села Дорогиничі закладено першу волинську шахту потужністю 1000 тон вугілля на добу, а вже 23 червня 1954 року було добуто перші тони «чорного золота» гірниками шахти №1.

На сьогоднішній день видобуток кам'яного вугілля є могутнім чинником в зміні будови, властивостей і складу геологічного середовища, викликаючи при цьому глибокі зміни гідрогеохімічного режиму підземних вод Нововолинського гірничопромислового району. Вже на початку XX століття академік Володимир Іванович Вернадський, творець геохімії підземних вод, в своїй роботі «Історія підземних вод» говорив про екологічні проблеми, пов'язані із забрудненням підземних вод і про шляхи їх вирішення - «забруднені підземні води призводять природне середовище в кризовий, непридатний стан для проживання живих організмів».

Після закриття неприбуткових шахт на території Нововолинського гірничопромислового району (з 1996 по 2001 рік було ліквідовано шість неприбуткових шахт (рис. 1)) почала спостерігатися ситуація підняття рівня ґрунтових вод унаслідок затоплення шахт. Підземні води підпирають ґрунтові на 20-40% гірничого відводу. Процес відбувається поступово. Інтенсивне підтоплення характерне для тих районів, поблизу яких розміщуються гірничі виробки. Найбільше потерпає від підтоплення населення міста Нововолинська, селища Жовтневого, села Будятичі Іваничівського району Волинської області [1, 2].

Рис. 1. Частка ліквідованих шахт у їх загальній кількості

Аналіз останніх досліджень та публікацій. Аналіз літературних джерел показав, що в Україні велика увага приділяється гідрогеологічним дослідженням гірничопромислових регіонів. Вивчення особливостей гідрогеологічних режимів після реструктуризації шахт показало, що дослідження проводилось за двома основними напрямами: екологічного моніторингу гідрогеологічного режиму гірничодобувних територій; встановленню впливу ліквідованих гірничодобувних підприємств та їх затоплення на довкілля.

В Україні по напряму моніторингу гідрогеологічного режиму гірничодобувних територій слід відзначити праці Колотило Д. М. (1999); Сляднєва В. А., Яковлєва Є. А., Юркової Н. А. (2001); Євграшкіної Г. П. (2003); Мельничука П. А. (2003).

Вплив гідрогеологічного режиму ліквідованих шах на довкілля висвітлено в працях Миронова Л. Ф., Ткачука А. Б., Бабаєва М. В. (2000); Єрмакова В. Н., Семенова А. П., Улицького О. А., Котелевеца Е. П. (2001); Яковлєва Є. А., Сляднєва В. А., Юркової Н. А. (2003); Єрмакова В. Н., Уліцького О. А. (2003); Євграшкіної Г. П. (2003).

Безпосередньо дослідження по Нововолинському гірничопромисловому районі, починаючи від характеристики природних умов до наслідків реструктуризації вугільної промисловості регіону, проводились О. М. Мариничем (1962); К. І. Геренчуком (1972, 1975); М. Т. Гончаром (1976); Н.І. Карпенком (1990); Я. О. Мольчаком, Л. В. Ільїним (1994); Л. П. Курганевичем (2001); Є. А. Івановим (2001); П. Климовичем (2002). Обговорення питань щодо дослідження підземних вод вугільних копалень Львівсько-Волинського вугільного басейну проводилося на VI Міжнародній науково-практичній конференції «Ресурси природних вод Карпатського регіону» м. Львів (2007) Г. М. Бучацькою.

Однак, проблеми гідрогеологічного режиму Нововолинської групи шахт вивчені недостатньо.

Метою даної роботи є дослідження впливу підтоплених закритих шахт та їх відвалів на гідродинамічний режим регіону та визначення пріоритетних напрямів запобігання та ліквідації негативних явищ, які виникають в процесі затоплення.

Актуальність проблеми. Гірничодобувна промисловість - одна із найважливіших складових економічного потенціалу Волинської області. Загальний стан промисловості суттєво впливає на соціально-економічний розвиток та його основні показники, такі, наприклад як зайнятість населення, наповнення бюджету тощо.

На території Нововолинського гірничопромислового району діють чотири шахти: шахта «Бужанська», шахта №1 Нововолинська, шахта №5 Нововолинська, шахта №9 Нововолинська. Гірничодобувна діяльність супроводжується інтенсивною зміною природного енерго і масопереносу. З надр на поверхню землі потрапляють величезні маси вугілля, гірських порід і підземних вод і це приводить до розвитку багатьох негативних явищ, що знижують екологічний стан регіону (рис. 2). У Нововолинському гірничопромисловому районі відбувається істотне перетворення гідрогеологічних умов, зміна балансу і режиму підземних вод, осушення і тріщинуватість гірських порід, просідання земної поверхні, утворення високомінералізованих кислотних вод [3].

Рис. 2. Приклад девастованого ландшафту вугледобування Нововолинського гірничопромислового району (терикон шахти №6)

Виробіток вугільних родовищ, а останніми роками масове закриття шахт супроводжуються негативною дією на природні об'єкти та інженерні споруди - відбувається підтоплення підвалів будинків та споруд, гниють стіни, паркани, марнується вирощений врожай, дерева та кущі. Внаслідок таких явищ відбуваються деформації гірничо-породних масивів, споруд, комунікацій, вторинне засолення і вимокання ґрунтів, формування могутніх потоків забруднених вод і газів (метану).

Результати досліджень. Основними геоекологічними проблемами Нововолинського гірничопромислового району внаслідок закриття шахт є:

- погіршення еколого-гідрологічного стану водних ресурсів;

- активізація екзогенних геологічних процесів;

- поява гідрогеомеханічних напруг геологічного середовища;

- зміна ландшафтно-геохімічного стану території, зумовлена техногенними чинниками (утворенням териконів) та активізацією геохімічних процесів у ґрунтах, розвитком засолення хлорид і сульфат-іонами, зменшенням pH [4].

Унаслідок дії перелічених факторів під загрозою опиняється населення міста Нововолинська та прилеглих населених пунктів (64,8 тис. чол.), а також численні адміністративні будівлі та промислові об'єкти. Серед промислових об'єктів найбільшу загрозу несуть потенційно-небезпечні (ПНО), до яких входять:

- хімічно-небезпечні - 3;

- вибухопожежонебезпечні - 3;

- пожежонебезпечні - 16, з яких 7 є об'єктами підвищеної небезпеки (рис. 3).

Рис. 3. Кількість потенційно-нобезпечних об'єктів регіону

Під час активізації геологічних процесів унаслідок затоплення, підняття рівня грунтових вод, зсувів може виникнути ряд надзвичайних ситуацій на ПНО, адже до їх технологічних процесів входять такі небезпечні речовини як аміак, хлор, нафтопродукти. У такому випадку ПНО можуть стати вторинними джерелами забруднення водоносних горизонтів та довкілля з катастрофічними концентраціями вищеперерахованих токсинів [5, 6].

Серед геоекологічних проблем Нововолинська центральне місце займає гідрогеохімічна проблема - сильна зміна хімічного складу підземних і шахтних вод, утворення високомінералізованих, кислих вод і їх негативний вплив на загальну екологічну ситуацію. Як наслідок відбувається інтенсивне забруднення навколишнього середовища з масовою загибеллю фітопланктону та отруєння джерел господарсько-питного водопостачання.

Причиною зміни хімічного складу підземних і шахтних вод є їх взаємодія зі стічними водами породних відвалів гірничого виробітку. Атмосферні опади, взаємодіючи з породними відвалами, насичуються небезпечними сполуками. Стоки з відвалів характеризуються кислою реакцією середовища (рН 1-3), високою концентрацією сульфат-іонів (до 30 г/л), заліза (до 8 г/л), важких металів і мінералізацією до 50 г/л. Інфільтрація стоків з відвалів і шахт в зону аерації відображається на хімічному складі поверхневих і підземних вод, фізико-механічних і фільтраційних властивостях ґрунтів. Загальна маса відвалів регіону перевищує 32 млн. тон (рис. 4).

Рис. 4. Маси породних відвалів по кожній шахті Нововолинського регіону (тис. тон)

Як наслідок, води набувають агресивності, що призводить до інтенсивного забруднення ґрунтів, поверхневих і підземних вод, рік Західний Буг та Студянка. У кінцевому випадку вода низької якості через систему водогону та хлорування потрапляє до населення.

Недосконалою в Нововолинському регіоні є водопровідно-каналізаційна мережа. Відсутня станція знезалізнення питної води. Потребують реконструкції очисні споруди. У зв'язку із цим можна зробити висновок, що поряд із насиченням водоносних горизонтів хімічними речовинами, системи очищення води перебувають у незадовільному стані.

Слід зазначити, що через тісний взаємозв'язок інженерно-геологічних і гідрогеологічних чинників, прилеглі до промислових агломерацій, території на відстані радіусом 8-12 км у процесі закриття шахт схильні до активізації обвалів, просідань поверхні, суфозії (в першу чергу на ділянках схилів). Одночасно можлива активізація процесів підтоплення і затоплення на ділянках підробки річкових долин гірничими виробленнями. Таким чином, при масовому закритті шахт слід чекати значного збільшення площ з високим і близьким до катастрофічного еколого-геологічним ризиком. На цих територіях висока вірогідність формування надзвичайного екологічного стану, у зв'язку з чим на сучасному етапі необхідно приступити до розробки регіональних і об'єктових систем екологічного моніторингу навколишнього середовища.

Ускладненню еколого-геологічних умов сприяє наявність раніше затоплених шахт і їх взаємодія із діючими. Це істотно знижує можливість стабілізації рівня підземних вод на безпечних глибинах. Багато в чому цьому може сприяти невизначеність гідротехнічних параметрів гірничих вироблень, перемичок і ін. Окрім того, при підтопленні і затопленні територій різко збільшується інтенсивність розчинення техногенних забруднювачів в ґрунтах (місця складування твердих і рідких відходів, промислові майданчики і ін.), що не тільки підвищує ризик забруднення поверхневих та підземних водозаборів і гідросфери в цілому, але й сприяє розширенню тих, що існують і виникненню нових зон агресивності ґрунтових вод у межах промислово-міської агломерації.

Регіональне підвищення рівнів підземних вод у межах промислово-міських агломерацій і прилеглих зон, накопичення водно-повітряних токсичних викидів призводить до підвищення рухливості викидів та їх активному надходженню в поверхневі і підземні води.

Активізація процесів підтоплення на території Нововолинського гірничопромислового району знижує екологічну стійкість геологічного середовища і призводить до зростання глобальних еколого-геологічних забруднень довкілля. Враховуючи провідну роль процесу підтоплення в перетворенні еколого-геологічних умов на основі створення математичних геофільтраційних і геоміграційних моделей, необхідно виконувати в подальшому випереджаючий комплексний еколого-геологічний прогноз змін стану території гірничопромислового району і в першу чергу агломерацій з високим рівнем концентрації житлових і екологічно небезпечних промислових об'єктів. Особливу увагу слід звернути на екологічний стан затоплених лісових і лугних екосистем, дослідженням фітомеліорації існуючих териконів [7].

затоплення шахтний вода вугільний

Список літератури

1. Екологічний паспорт Волинської області, затверджений Наказом Міністерства охорони навколишнього природного середовища України від 11 травня 2007 року № 233

2. Яковлев Е. А., Сляднев В. А. Юркова Н. А. Шахтные воды - эколого-гидрогеологический фактор горнопромышленных регионов // Уголь Украины. -2001. - № 6. - С. 18-20.

3. Закон України «Про об'єкти підвищеної небезпеки» від 18 січня 2003 р. №2245-ІІ.

4. Постанова Кабінету Міністрів України від 11 липня 2002 р. №956 «Порядок ідентифікації та обліку об'єктів підвищеної небезпеки», «Порядок декларування безпеки об'єктів підвищеної небезпеки».

5. Кучерявий В.П. Фітомеліорація. - Львів: „ Світ ”, 2003. - 540 с.

Размещено на Allbest.ru