Гидрогеологическое обеспечение мероприятий по предотвращению негативных последствий затопления угольных шахт

• Автор: Савельев, Денис Игоревич
• Шифр специальности: 25.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 223 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА

ГЛАВА 2 ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРИРОДНОТЕХНОГЕННЫХ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР И ТЕХНОГЕННОГО РЕЖИМА ПОДЗЕМНЫХ ВОД НА ШАХТНЫХ ПОЛЯХ

2.1 Гидрогеологическая структура каменноугольных месторождений..

2.2 Условия формирования природно-техногенных гидрогеологических структур при ведении подземных горных работ

2.3 Общие закономерности техногенного режима подземных вод на шахтных полях

2.4 Оценка емкостных характеристик техногенных комплексов

2.5 Гидрогеомеханические и геохимические процессы, развивающиеся в техногенных комплексах при затоплении шахт

2.6 Аналитическая оценка продолжительности и скорости затопления горных выработок

ГЛАВА 3 ВЫБОР ИСХОДНОЙ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ЧИСЛЕННЫХ ГЕОФИЛЬТРАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
3.1 Общие положения о проведении опытно фильтрационных опробований для создания численных геофильтрационных моделей
3.2 Результаты проведения опытных откачек при опробовании безнапорного песчано-глинистого водоносного комплекса
3.3 Разработка рекомендаций по проведению и интерпретации опытнофильтрационных опробований на угольных месторождениях с целью обеспечения достоверной информации для численного моделирования процессов затопления шахт
ГЛАВА 4 МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, ФОРМИРУЕМЫХ ПРИ ЗАТОПЛЕНИИ ГРУППЫ ШАХТ, РАСПОЛОЖЕННЫХ ВБЛИЗИ ДЕЙСТВУЮЩЕЙ ШАХТЫ
4.1 Особенности методики численного моделирования условий затопления шахтных полей
4.2 Численные эксперименты по отработке методики моделирования процесса затопления горных выработок
ГЛАВА 5 ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ШАХТ НА
ИНТИНСКОМ КАМЕННОУГОЛЬНОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ
5.1 Геологическое строение месторождения
5.2 Гидрогеологическое строение Интинского месторождения
5.3 Анализ условий формирования природно-техногенных гидрогеологических структур
5.4 Формирование водопритоков в шахты при ведении очистных работ..
5.5 Анализ условий формирования водопритоков в шахты и разработка численной геофильтрационной модели месторождения
5.6 Применение численного моделирования для прогноза условий затопления шахт
ГЛАВА 6 АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ЛИКВИДАЦИИ ШАХТ И РЕЗУЛЬТАТОВ
НАБЛЮДЕНИЙ ЗА ПРОЦЕССАМИ ИХ ЗАТОПЛЕНИЯ
6.1 Оценка условий затопления шахты «Глубокая»
6.2 Анализ условий затопления шахты «Западная»
6.3 Анализ условий затопления шахты «Капитальная»
6.4 Анализ условий затопления шахты «Восточная»
6.5 Анализ результатов интерпретации наблюдений за процессами затопления шахт на Интинском месторождении
6.6 Гидрогеологическое обоснование оптимизации водоотлива из затопленных шахт на Интинском месторождении
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность.
В соответствии с Государственной программой реорганизации угольной промышленности в 1995 - 2010 годах в Российской Федерации было ликвидировано более 200 нерентабельных шахт. Ликвидация шахт выполнялась способом их затопления, при реализации которого изменялся сформированный в период эксплуатации шахты гидродинамический и гидрохимический режим подземных вод и зачастую создавалась угроза нарушения безопасности эксплуатации соседних шахт, пограничных с затапливаемой. Для управления техногенным режимом подземных вод с целью предотвращения негативных последствий ликвидации угольных шахт выполнялись инженерные мероприятия, которые были направлены либо на ограничение затопления горных выработок до определенных отметок с использованием погружных насосов, либо на управление уровенным режимом приповерхностных водоносных горизонтов с применением водопонижающих скважин или систем горизонтального дренажа.
В настоящее время на многих ликвидированных шахтах в Кузбассе, в Партизанском бассейне, в Восточном Донбассе продолжается эксплуатация погружных насосов, размещенных в шахтных стволах и в водопонижающих скважинах. Существенные экономические затраты при эксплуатации этих систем можно считать негативными последствиями ликвидации шахт. Сокращение затрат за счет оптимизации эксплуатируемых систем водоотлива или водопонижения на полях ликвидированных шахт является актуальной технико-экономической проблемой. Однако решение этой проблемы неизбежно связано с совершенствованием научно-методических основ гидрогеологического
обоснования выполняемых инженерных мероприятий, включающего обоснование возможности их оптимизации.
Гидрогеологическое обоснование инженерных мероприятий, обеспечивающих производственную и экологическую безопасность ликвидации шахт, базируется на научно-методических принципах, принятых при изучении и

Рисунок 2.5 - Схема определения высоты зоны водопроводящих трещин (Нзвт) над выработанным пространством при выемке одного пласта: 1 - скважина с размещенными датчиками гидростатического давления; 2 - приповерхностный водоносный комплекс; 3 - слабопроницаемые угленосные отложения; 4 - зона водопроводящих трещин; 5 - выработанное пространство по первоначально вынутому пласту; 6 - эпюра гидростатических давлений (р°) до выемки угольного пласта; 7 - эпюра гидростатических давлений (р) после выемки угольного пласта