Техногенез затопленных рудников Урала

• Автор: Елохина, Светлана Николаевна
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 352 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ТЕХНОГЕНЕЗА ЗАТОПЛЕННЫХ РУДНИКОВ УРАЛА

1.1. Техногенные процессы и понятие «техногенез»

1.2. Изученность техногенеза постэксплуатационной стадии

1.3. Эволюция природно-техногенных литогенетических систем

1.4. Техногенез подземной гидросферы

1.4.1. Подземная водоносная система или гидрогеологическая структура

1.4.2. Виды техногенного воздействия на подземную гидросферу

Выводы по главе

ГЛАВА 2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ УРАЛЬСКОГО СКЛАДЧАТОГО ПОЯСА И ОБЪЕКТОВ ГОРНОРУДНОГО ТЕХНОГЕНЕЗА
2.1. Климатические условия территории
2.2. Гидрографическая сеть Урала
2.3. Геоморфологические особенности Уральского складчатого пояса
2.4. Геологическое езроение и металлогения Урала
2.5. Гидрогеологические условия Уральского региона
2.6. Инженерно-геологические условия Уральского складчатого пояса
2.7. Объекты горнорудного техногенеза на территории Урала
2.7.1. Меднорудные месторождения Урала
2.7.2. Золоторудные месторождения Урала
2.7.3. Железорудные месторождения Урала
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ГОРНОРУДНЫЙ ТЕХНОГЕНЕЗ ПОСТЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ СТАДИИ НА ТЕРРИТОРИИ УРАЛА

3.1. Результаты обследования остановленных и затопленных рудников
Урала
3.2. Природно-техногенные геологические процессы пассивной стадии
техногенеза
3.3. Горнорудный цикл техногенеза
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ПОДЗЕМНЫЕ ВОДОНОСНЫЕ СИСТЕМЫ В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕНЕЗА ГОРНОРУДНОГО ПРОФИЛЯ
4.1. Техногенный водоносный горизонт и его типы
4.2. Природно-техногенные подземные водоносные системы горнорудного профиля
4.3. Гидродинамические аспекты формирования природно-техногенных

4.3.1. Самозатопление шахтных полей
4.3.2. Формирование излива шахтных вод на поверхность земли
4.4. Техногенное преобразование ПВС на Дегтярском месторождении
Выводы по главе
ГЛАВА 5. ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПАССИВНОЙ СТАДИИ ГОРНОРУДНОГО ТЕХНОГЕНЕЗА НА УРАЛЕ
5.1. Эмпирические данные о химическом составе рудничных вод пассивной стадии
5.1.1. Колчеданные рудники Урала
5.1.2. Гумешевское месторождение меди
5.1.3. Золоторудные месторождения Урала
5.2. Гидрогеохимические процессы пассивной стадии горнорудного
техногенеза (предпосылки)
5.2.1. Сернокислотное выщелачивание
5.2.2. Вторичное минералообразование, растворение и смешение

5.3. Анализ экспериментальных данных по геохимии рудничных во
природно-техногенных ПВС
Выводы по главе
ГЛАВА 6. ТЕХНОПРИРОДНЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОПАСНОСТИ НА ТЕРРИТОРИИ ЗАТОПЛЕННЫХ РУДНИКОВ УРАЛА,
ИХ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И МОНИТОРИНГ
6.1. Группировка техноприродных геологических опасностей на территории затопленных рудников Урала
6.2. Прогнозирование техноприродных геологических опасностей
6.2.1. Зонирование территории по техноприродной геологической опасности как метод их прогноза
6.2.2. Группы сложности гидрогеологических условий рудников на стадии их «мокрой» ликвидации и консервации
6.3. Мониторинг территорий затопленных рудников Урала
6.4. Рекультивация территории затопленных рудников Урала
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3. Затопление стволов поверхностными водами или интенсивные притоки подземных вод, вызывающие размыв закладки и её унос в сопрягающие со стволом выработки, часто с образованием кратеров и провалов (также признаки водной эрозии).
4. Взрывы и возгорания метана, поступление метана или «мертвого воздуха» в окружающие здания и сооружения.
5. Внезапные подъемы воды в ликвидируемых стволах на десятки метров, причины которых неизвестны.
6. Отсутствие мониторинга за ликвидированными стволами, который смог бы предотвратить все крупные аварии.
С позиции генезиса половина аварий спровоцирована подземными водами, в том числе, и выход метана, который вытесняется из выработок при их затоплении, остальные - техническими и организационными факторами.
Среди немногочисленных российских работ, посвященных названой проблемы, выделяются работы Санкт-Петербургского ВНИМИ и, в первую очередь, Норватова Ю.А. и Петровой И.Б. [39]. Ими проанализированы гидрогеологические условия и последствия затопления угольных шахт Восточного Донбасса и Кузбасса, разработано методическое руководство по прогнозу гидрогеологических условий, обеспечивающих предотвращение негативных экологических последствий [153], в частности, подтопления селитебных территорий, прорывов шахтных вод в работающие смежные шахты, загрязнения питьевых водозаборов и т.п.
Самая сильная сторона работ Ю.А. Норватова и И.Б. Петровой заключается в разработке и усовершенствовании методики численного моделирования процесса затопления шахтных полей в нестационарной постановке. Работы выполнялись на конкретных объектах Восточного Донбасса. Затапливаемые шахты представлялись как особые природно-техногенные гидрогеологические структуры, сформированные при ведении очистных горных работ. Установлено, что гетерогенность техногенных комплексов и водо-насыщенность перекрывающего породного массива определяют характер затопления при стабилизации водопритоков через 800-1000 суток после начала процесса затопления. Далее объем водопритоков на исследованных объектах уменьшается до 100-200 м3/сут [155]. В последней работе предложены аналитические зависимости для прогноза времени затопления применительно к трем типовым гидродинамическим схемам природно-техногенных гидрогеологических структур Восточного Донбасса. Тестовыми