Головна
Форум
Галерея
Контакти
FOR FOREIGN PARTICIPANTS
Науково-дослідна робота (С.Ф. Власов)

РОЗРОБКА МОДЕЛІ КОМПЛЕКСНОЇ ОЦІНКИ ЕКОЛОГО-ГІДРО-ГЕОМЕХАНІЧНИХ РИЗИКІВ ДЛЯ ПІДТРИМКИ ПРОЦЕСІВ РЕСТРУКТУРИЗАЦІЇ ВУГІЛЬНОЇ ГАЛУЗІ

 

Керівник НДР: д-р техн. наук, проф. С.Ф. Власов

 

Метою роботи є вирішення проблеми формування стратегії вибору ефективних еколого-економічних заходів у процесі закриття збиткових шахт та тих, запаси яких уже вичерпано.

Дане дослідження показало, що процес гірничого видобування супроводжується виникненням величезної кількості різнопланових ризиків. Цей факт робить неможливим проведення їх одночасного аналізу. Тому для побудови об’єктивної моделі була проведена систематизація і структурування ризиків, а також виділені ризики, специфічні для даної предметної галузі. Як найбільш значимі у даній роботі були прийняті екологічні ризики.

Розроблено методичне обґрунтування моделі управління екологічними ризиками, в основі якої лежать принципи суспільної, соціальної і економічної цілеспрямованості управлінської діяльності.

На основі аналізу екологічної, гідрогеологічної та геомеханічної складових створена модель комплексної оцінки еколого-гідро-геомеханічних ризиків для підтримки процесів реструктуризації вугільної галузі.

При аналізі екологічної складової встановлена наявність важливого фактора антропоцентризму, на якому базується системне нормування, що формує поле диференціації нормування різних факторів залежно від специфічних особливостей господарського використання окремих ділянок територій різних категорій призначення.

У рамках аналізу геомеханічної складової створеної моделі встановлені закономірності зміни межі міцності на одноосний стиск від вологості аргілітів, алевролітів і пісковиків, як головних вуглевміщуючих порід. Ці залежності  для перших двох порід описуються логарифмічною функцією, а для останньої – лінійною. На прикладі шахтного поля шахти «Павлоградська» виконано аналіз структурних особливостей літологічних різностей надвугільної товщі порід і їх фізико-механічних властивостей. Визначено очікуване опускання земної поверхні при вийманні шести вугільних пластів в умовах шахти «Павлоградська» ВАТ «Павлоградвугілля». Побудована карта зон осідання земної поверхні з використанням урахування невідпрацьованих ціликів по пластах. У межах гірського відводу шахти «Павлоградська» визначено 12 зон з різними значеннями опускання, що змінюються в діапазоні від 1,51 до 4,66 м.

При дослідженні гідрогеологічної складової комплексної моделі еколого-гідро-геомеханічних ризиків була визначена область можливого виходу підземних вод на земну поверхню при закритті вугледобувного підприємства мокрим способом. Сумарна площа територій, які попадають у зону екологічного ризику для шахти «Павлоградська» становить 12 км2, а це близько 50% від площі усього гірського відводу.

Розроблено просторову модель шахтного поля шахти «Павлоградська» (Дніпропетровська область). Модель розроблялась за допомогою програмних засобів AutoCAD і САМАРА. Використання даної моделі дозволило провести обчислення, необхідні для оцінки організаційно-економічних заходів для управління екологічними ризиками.

Розроблено методику і програму організаційно-економічного управління екологічними ризиками в структурі гірничопромислового комплексу шахти «Павлоградська». В результаті використання цієї методики було встановлено, що внаслідок проведення гірничих робіт на шахті «Павлоградська» буде нанесено збитків землям загальною площею 11,1 км2. Таким чином, земельному фонду буде нанесено збиток у розмірі 339,8 млн. грн.

Вирішена проблема формування стратегій вибору ефективних організаційно-економічних заходів в процесі закриття збиткових шахт і тих, запаси яких уже вичерпано. Для запобігання виникнення екологічних ризиків на шахті «Павлоградська» було виконано аналіз двох варіантів запобігання затоплення підроблених територій – закладання виробленого простору в комплексі з рекультивацією і рекультивація без закладання. Було встановлено, що за ефективністю використання і об’єму необхідного закладального матеріалу обидва варіанти є практично рівноцінними. Економічне порівняння цих варіантів показало, що варіант рекультивації без закладання в 3,75 рази дешевше, чим варіант з закладанням. Виходячи з цього, головним способом мінімізації негативних екологічних наслідків від підробки земної поверхні в умовах шахти «Павлоградська» ВАТ «Павлоградвугілля» рекомендується приймати варіант рекультивації земної поверхні без закладання виробленого простору. За укрупненими економічними показниками вартість рекультивації на площі близько 12 км2 в цінах 2006 року буде складати біля 571 млн. грн.

Наукове значення полягає у розробці моделі комплексної оцінки еколого-гідро-геомеханічних ризиків, яка дозволяє формувати стратегію вибору ефективних еколого-економічних заходів у процесі закриття збиткових шахт та тих, запаси яких уже вичерпано.

Розробки, що пропонуються, відповідають світовому науково-технічному рівню і не мають аналогів в Україні.

Практична цінність роботи полягає у наступному: для умов шахти «Павлоградська» була розроблена просторова модель шахтного поля, яка дозволила побудувати карту осідання земної поверхні з урахуванням невідпрацьованих ціликів вугілля  і визначити область можливого виходу підземних вод на земну поверхню при закритті шахти мокрим способом.


Просторова модель шахтного поля

 

Проведене дослідження і розроблена модель еколого-гідро-геомеханічних ризиків суттєво полегшили розуміння слабо вивчених, складноформалізуємих і довгочасових процесів закриття нерентабельних і відпрацьованих шахт України, що дає змогу створити ефективний організаційно-економічний механізм управління, який допоможе знизити негативний вплив процесу видобутку вугілля.

Реалізація розробки полягає у впровадженні рекомендацій з визначення параметрів ведення очисних робіт у проекти видобувних ділянок шахт Західного Донбасу.