1

МІНІСТЕРСТВО ЕКОЛОГІЇ ТА ПРИРОДНИХ РЕСУРСІВ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНА ЕКОЛОГІЧНА АКАДЕМІЯ

ПІСЛЯДИПЛОМНОЇ ОСВІТИ ТА УПРАВЛІННЯ

Кваліфікаційна наукова

праця на правах рукопису

ЄРМАКОВ ВІКТОР МИКОЛАЙОВИЧ

Прим. №_____

УДК 504.05.064: 622.833

ДИСЕРТАЦІЯ

НАУКОВІ ОСНОВИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ

УРБОЕКОСИСТЕМ НАВКОЛО ВУГЛЕВИДОБУВНИХ

ПІДПРИЄМСТВ УКРАЇНИ

Спеціальність 21.06.01 – Екологічна безпека

Галузь знань – 10 Природничі науки

Подається на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

Дисертація містить результати власних досліджень. Використання ідей,

результатів і текстів інших авторів мають посилання на відповідне джерело.

_____________ В. Ермаков

Науковий консультант УЛИЦЬКИЙ ОЛЕГ АНДРІЙОВИЧ, доктор

геологічних наук, лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки

Київ – 2018

2

АНОТАЦІЯ

Ермаков В.Н «Наукові основи забезпечення екологічної безпеки

урбоекосистем навколо вуглевидобувних підприємств України». –

Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за

спеціальністю 21.06.01 – «Екологічна безпека». – Державна екологічна академія

післядипломної освіти та управління Міністерства екології та природних

ресурсів України, Київ, 2018.

Дисертація присвячена актуальним питанням забезпечення прийнятного

рівня екологічної безпеки складових навколишнього природного середовища для

населення, що мешкає в промислово-міських агломераціях навколо вугільних

шахт в умовах їх реструктуризації з урахуванням впливу на довкілля негативних

фактороформуючих чинників.

Екологічна ситуація, що склалася на територіях Донецької та Луганської

областей в умовах збройного конфлікту, який триває з початку 2014 року уже

більше чотирьох років, є нестабільною та потребує якнайшвидшого вирішення.

Збройні конфлікти призводять до цілого ряду небезпечних впливів на ґрунти,

ландшафти, поверхневі та ґрунтові води, рослинність і тваринний світ. Бойові дії

в умовах урбанізованих ландшафтів значно збільшують ризики виникнення

аварійних ситуацій на промислових підприємствах та інфраструктурних

об'єктах. Особливу небезпеку для довкілля становлять конфлікти, що

відбуваються на промислово розвинених територіях з великою кількістю

екологічно небезпечних підприємств та об’єктів.

Техногенне навантаження на навколишнє природне середовище навколо

гірничовидобувних підприємств створює особливі екологічні умови, які не

відповідають завданням збереження здоров`я людини, збереження й відновлення

навколишнього середовища, захисту середовища проживання населення та

супроводжується некерованим затопленням гірничих виробок, що, в свою чергу,

приводить до повторного просіданням земної поверхні, повторного підтоплення

під забудованими територіями після завершення впливу гірничих робіт і

3

закриття шахт та впливає на подальшу експлуатацію пошкоджених об’єктів.

В дисертаційній роботі розроблено структурно-логічну схему проведення

наукових досліджень, яка складається з наступних етапів:

- проведено збір, аналіз і синтез матеріалів сучасного стану середовища

проживання населення навколо вугільних шахт України під час їх

закриття;

- встановлено стан будинків та споруд на момент закриття шахт та

визначено зміни величин, об’ємів та особливостей накопичення

залишкових пошкоджень;

- виявлено чинники, що змінюють стан пошкоджених підробкою будинків

та споруд та їх вплив на подальшу експлуатацію підроблених об’єктів;

- отримані експериментальні дані, що характеризують величини зсування

земної поверхні, викликані активізацією підробленої товщі гірських порід

при затопленні шахт і встановлено їх зв'язки з основними гірничо-

геологічними чинниками;

- досліджено розподіл величин зсування і деформацій на полях закритих

шахт, за методикою технологічного розрахунку зсування і деформацій на

великих площах при тому, що просідання гірських порід змінюється;

- оцінено природно-техногенні й екологічні ризики середовища проживання

для населення навколо вугільних шахт, розроблено моделі управління

екологічною безпекою та визначено пріоритетність виконання

реабілітаційних заходів для вирішення оптимізаційних завдань технічного

та технологічного напрямків підвищення рівня екологічної безпеки;

- розроблено рекомендації щодо методології оцінки еколого-техногенних

впливів на рівень екологічної безпеки урбоекосистем навколо

вугледобувних підприємств в умовах ведення бойових дій на території

проведення операції об’єднаних сил.

За допомогою розробленого алгоритму досліджень було показано, що на

основі натурних інструментальних даних, які отримані шляхом проведення

геолого-маркшейдерського моніторингу територій, виявлено наслідки виїмки

4

запасів вугілля під забудованими територіями та вплив цих наслідків на

подальшу експлуатацію пошкоджених об’єктів.

У процесі затоплення шахт, що закриваються, властивості міцності,

особливо глинистих порід, зменшуються, що може призвести до втрати

усталеної рівноваги товщі гірських порід і до активізації процесів зсування.

Внаслідок цього можуть виникнути додаткові зсування і деформації земної

поверхні. До умов і причин активізації процесів зсування можна віднести:

ліквідацію розшарувань, зависань, додаткових ущільнень порід у зонах обвалів;

зсування у напрямку слабких крутопадаючих пропластів і прошарків, викликані

зменшенням їх міцних властивостей; активізація тектонічних порушень,

особливо тих, що мають зони перем’ятих до глинистого стану порід; активізація

ділянок проявлення зосереджених деформацій в результаті ущільнення порід у

зонах обвалів і розшарувань, і додаткові зсування за утвореними техногенними

розривами.

Основою для оцінки зсувань активізації підробленої товщі і земної

поверхні можуть послужити тільки експериментальні дані, які можна отримати

при проведенні маркшейдерського моніторингу територій шахт, що

закриваються. Спостереження в подібних умовах у світовій практиці не

відзначено. Тому, була розроблена відповідна методика маркшейдерсько-

геодезичних спостережень на великих територіях шахт, що закриваються.

Для проведення експериментальних робіт були створені системи

геомеханічного моніторингу для спостережень за деформаціями поверхні землі і

будівель, що знаходяться у зоні можливої активізації гірничих виробок,

проведених у процесі відпрацювання запасів вугілля в Стахановському регіоні

Донбасу та на території Пролетарського і Будьонівського районів міста

Донецька.

В дисертаційній роботі проведено аналітичний огляд інформації та

обґрунтована комплексна оцінка щодо еколого-техногенної характеристики

середовища проживання населення навколо вугільних шахт Донецької та

5

Луганської областей з використанням геоінформаційних та аерокосмічних

технологій.

Проведено аналіз загроз еколого-техногенного стану та розроблено

рекомендації щодо природно-ресурсного відновлення Донецької та Луганської

областей на екологічних засадах.

Приведені в дисертації науково-технічні розробки і практичні рекомендації

можуть бути використані для підвищення рівня екологічної безпеки середовища

проживання населення навколо вугільних шахт Донецької та Луганської

областей, а також в ході обговорення забезпечення екологічної безпеки

середовища проживання населення навколо вугільних шахт України.

Забезпечення відновлення екологічного стану складових навколишнього

середовища проживання населення навколо вугільних шахт є важливим

чинником для приведення природоохоронної діяльності в регіоні у відповідність

з вимогами екологічної безпеки в сучасних соціальних та економічних умовах та

є невід'ємною складовою сталого економічного та соціального розвитку України.

Ключові слова: навколишнє природне середовище, екологічна безпека,

урбоекосистема, моніторинг, масив гірських порід, ліквідація шахт, деформація,

зсування, підтоплення, природно-ресурсний потенціал.

СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

I Публікації у наукових фахових виданнях, затверджених МОН України:

1. Ермаков В.Н. Изменение гидродинамических условий и их роль в

подтоплении при закрытии Брянковской группы шахт /[В.Н. Ермаков, О.А.

Улицкий, Е.П. Котелевец] // Уголь Украины, № 1 – 2000. С. 13-15

2. Семенов А.П Обеспечение гидрогеологической безопасности на

действующих шахтах / [А.П. Семенов, В.Н. Ермаков, О.А. Улицкий] //

Уголь Украины, № 8 – 2000. –С. 28-30.

3. Ермаков В.Н. Определение оптимальных размеров барьерных угольных

целиков при закрытии шахт /[В.Н. Ермаков, А.П. Семенов,

6

Е.И. Питаленко] // Известия Донецкого горного института, № 2, 2002. –

С. 90-92.

4. Ермаков В.Н. Основные принципы организации маркшейдерско-

гидрогеологического мониторинга территорий ликвидируемых угольных

шахт Донбасса / [В.Н. Ермаков, О.А. Улицкий, Ю.Н. Гавриленко] //

Проблеми гірського тиску: Зб. наук. тр. № 5 - Донецьк, 2001. - С. 122-132.

5. Гавриленко Ю.Н. Состав и структура информационной системы

мониторинга территорий ликвидируемых шахт Донбасса /

[Ю.Н. Гавриленко, В.Н. Ермаков, О.А. Улицкий] // Сборник научных

трудов Национальной горной академии Украины, № 12, том 1 -

Днепропетровск, 2001. - С. 160-164.

6. Ермаков В.Н. Изменение гидрогеологических и геомеханических условий

при закрытии шахт / [В.Н. Ермаков, О.А. Улицкий, Е.И. Питаленко, Ю.Н.

Гавриленко, В.И. Таранец] // Наукові праці Донецького національного

технічного університету, Серія гірничо-геологічна, вип. 32, Донецьк,

ДонНТУ, 2001. – С. 69-73.

7. Семенов А.П. Математическое моделирование напряженного состояния

барьерных целиков / [А.П. Семенов, В.Н. Ермаков, А.Ю. Хотлубей] //

Физико-технические проблемы горного производства, вып. 3, Донецк

2001. – С. 132-146.

8. Ермаков В.Н. Вторичные повреждения зданий после окончания влияния

горных работ / [В.Н. Ермаков, Ю.Ф. Кренида] // Физико-технические

проблемы горного производства, вып. 4, Донецк 2001. – С. 19-28.

9. Семенов А.П. Обеспечение нормальной эксплуатации объектов

поверхности в пределах горных отводов ликвидируемых шахт /

[А.П. Семенов, В.Н. Ермаков, И.Ф. Озеров, В.Р. Шнеер] // Уголь Украины

– 2000. - № 12. С. 27-30.

10. Ермаков В.Н. Развитие процессов подтопления земной поверхности под

влиянием закрывающихся шахт / [В.Н. Ермаков, А.П. Семенов,

7

Р.А. Улицкий, Е.П. Котелевец, А.В. Тарахкало] // Уголь Украины – 2001. -

№ 6. С. 12-14.

11. Ермаков В.Н. Организация мониторинга в природной и техногенной

средах Стахановского региона / [В.Н. Ермаков, О.А. Улицкий,

И.В. Выростков] // Уголь Украины – 2001. - № 11-12. С. 54-56.

12. Ермаков В.Н. Перспективы городского хозяйства шахтерских поселков

после закрытия шахт / [В.Н. Ермаков, Ю.Ф. Кренида] // Наукові праці

Донецького національного технічного університету, Серія гірничо-

геологічна, вип. 36 Донецьк, ДонНТУ, 2001. – С.97-102.

13. Ермаков В.Н. Анализ напряженно-деформированного состояния целика

между погашенной и действующей шахтой / [В.Н Ермаков, С.Г. Егоров,

О.А. Улицкий, И.В. Выростков, Ю.Б. Грядущий, И.Е. Иванов]// Проблеми

гірського тиску: Зб. наук. тр. № 5. - Донецьк, 2001.- С. 112-135.

14. Ермаков В.Н. Развитие процессов подтопления в связи с возможным

изменением гидрогеологических условий при закрытии шахты

«Октябрьская» в г. Донецке / [В.Н Ермаков, О.А.Улицкий,

И.В. Выростков, В.И.Таранец] // Известия Донецкого горного института,

№ 2, 2001. – С. 52-56.

15. Гавриленко Ю.Н. Максимальные деформации земной поверхности над

очистными выработками на малых глубинах / [Ю.Н. Гавриленко,

В.Н. Ермаков, А.Н. Феофанов] // Проблеми гірського тиску: Зб. наук. тр.

№ 7. - Донецьк, 2002.- С. 137-150.

16. Ермаков В.Н. Геомеханический анализ сечения барьерного целика при

закрытии шахты «Донецкая» / [В.Н. Ермаков, С.Г. Егоров, О.А. Улицкий,

И.В. Выростков, И.Е. Иванов] // Проблеми гірського тиску: Зб. наук. тр. №

7. - Донецьк, 2002.- С. 99-108.

17. Гавриленко Ю.Н. Прочность горных пород в зоне выветривания карбона /

[Ю.Н. Гавриленко, В.Н. Ермаков, А.Н. Феофанов] // Наукові праці

Донецького національного технічного університету, Серія гірничо-

геологічна, вип.45, Донецьк, ДонНТУ, 2002. – С.152-155.

8

18. Ермаков В.Н. Повышение надежности прогноза безопасных условий

подработки гражданских зданий / [В.Н. Ермаков, Е.В. Блинникова,

В.Р. Шнеер]// Наукові праці Донецького національного технічного

університету, Серія гірничо-геологічна, вип. 45, Донецьк, ДонНТУ, 2002.

– С.40-44.

19. Бугара М.И. Геомеханический анализ устойчивости барьерного целика

между шахтами «Донецкая» и «Комсомолец Донбасса» / [М.И. Бугара,

А.П. Семенов, В.Н. Ермаков, С.Г. Егоров, О.А. Улицкий, та ін.] //

Известия Донецкого горного института, № 1, 2002. – С.18-21.

20. Ермаков В.Н. Оценка состояния зданий, построенных с конструктивными

мерами защиты, после закрытия шахт // [В.Н. Ермаков] Проблеми

гірського тиску: Зб. наук. тр. № 8. - Донецьк, 2002.- С. 14-21.

21. Бугара М.И. Оценка риска прорыва шахтных вод через барьерный целик /

[М.И. Бугара, В.В. Назимко, И.Е. Иванов, В.Н. Ермаков, О.А. Улицкий],

// Уголь Украины, № 5 – 2002. - С. 27-29.

22. Семенов А.П Опыт и проблемы защиты территорий в зонах влияния

ликвидируемых шахт / [А.П. Семенов, В.Н. Ермаков, О.А. Улицкий, А.В.

Анциферов, В.Р. Шнеер, Е.В. Блинникова] // Екологія довкілля та безпека

життєдіяльності. – 2002. - № 5-6. - С. 15-20.

23. Ермаков В.Н. Состояние застройки на полях закрываемых угольных

шахт Украины // [В.Н. Ермаков] Сталий розвиток гірничо-металургійної

промисловості, т.1, – Кривий Ріг, - 2003. С. 354-359.

24. Гавриленко Ю.Н. Геомеханический мониторинг при затоплении горных

выработок ликвидированных шахт Стахановского региона /

[Ю.Н. Гавриленко, К.В. Ковалев, В.Н. Ермаков, А.В. Шиптенко] // Уголь

Украины – 2004. - № 9. – С. 20-25.

9

II. Публікації в зарубіжних виданнях та виданнях внесених до

наукометричних баз Scopus і Web of Science:

25. Ермаков В.Н. Прогноз изменения состояния подработанного горного

массива при закрытии угольных шахт/ В.Н. Ермаков, Е.И. Питаленко,

Ю.Н. Гавриленко // 11th International Congress of the International Society for

Mine Surveying, Cracow, Poland, September 2000. Vol. 2. - p. 129-136.

26. Yermakov V.N. Reactivation of subsidence zones due to coal-mine closure in

Donbass // Mining Technology (Scopus), Vol 109, September-December 2000.

England. – Р.191-194.

27. Gavrilenko Y.N. Geomechanical processes at closed mines of Donbass and their

potential influence upon the surface// Conference “confronting change: north

east england and east european coalfields” / Y.N. Gavrilenko, V.N. Yermakov

// Newcastle, 10-15 November 2001. – Р. 105-122.

28. Yermakov V.N. The Environmental and geomechanical problems due to mine

closures in Donbass, Ukraine / V.N. Yermakov, Y.N. Gavrilenko // 5th European

Coal Conference, 17-19 September, 2002. Mons, Belgium. – Р.154.

29. Gavrilenko Y.N. Geomechanical processes at closed mines in Donbass coalfield

and their potential effects at surface / Y.N. Gavrilenko, V.N.Yermakov //

Mining technology (Scopus), Section A, Vol. 111, September-December 2002.

England. – Р. A172-A179.

30. Assessment of environmental damage in eastern Ukraine and recovery priorities

/ Text: N. Denisov, D Averin, with contributions from Alla Yushchuk, Viktor

Yermakov, Oleh Ulytskyi, Pavlo Bystrov, Serhii Zibtsev, Serhii Chumachenko,

Yurii Nabyvanets.// This publication has been prepared under the project

“Assessment of Environmental Damage in Eastern Ukraine,” implemented by

the OSCE Project Co-ordinator in Ukraine with financial support from the

Governments of Austria and Canada and in cooperation with Zoï Environment

Network (Switzerland). - Kyiv: VAITE, 2017. - 88 p.

31. О. Ulytsky Risk of man-made and ecological disasters on the filter stations in

the Donetsk and Luhansk regions / О. Ulytsky V. Yermakov, O. Buglak,

10

О. Lunova / Journal of Geology, Geography and Geoecology Vol. 27 (1) (Web

of Science). Dnipro – 2018. Р.138-147

III. Патенти:

32. Патент України № 49575А «Спосіб захисту від провалів земної поверхні»

Автори: Гавриленко Ю.Н., Ермаков В.Н., Кренида Ю.Ф. – Бюл. № 9, 2002.

33. Патент України № 49574А «Спосіб запобігання підтоплення підвалини та

рослинного покриву на підробленій території» Автори: Гавриленко Ю.Н.,

Ермаков В.Н., Кренида Ю.Ф. – Бюл. № 9, 2002.

V. Монографії

34. Ермаков В.Н. Прогноз изменения состояния подработанного горного

массива при закрытии угольных шахт //Научно-прикладные проблемы

разработки крутых и крутонаклонных угольных пластов Донбасса,

монография, монография, Донецк, «Регион», 1999 (затверджено до друку

протокол №8 від 1 жовтня 1999р.) С. 61-71

35. Гавриленко Ю.Н.,. Техногенные последствия закрытия угольных шахт

Украины / В.Н. Ермакова Ю.Ф. Кренида, О.А. Улицкий, В.А. Дрибан //

монография, Донецк, Норд-Пресс, – 2004. – 631 с.

36. Питаленко Е.И. Геомеханические процессы отработки крутых пластов:

новые исследования и решения /Е.И. Питаленко, С.Б. Кулибаба, Ю.Н.

Гавриленко, В.М. Єрмаков // монографія, Донецк: ДУНВГО, 2007. – 384 с.

37. Бузило В.І. Технології забезпечення екологічної та техногенної безпеки

гірничодобувних регіонів при ліквідації вугледобувних підприємств

України / В.І. Бузило, С.С. Гребьонкін, В.М. Єрмаков, В.М. Павлиш та ін.

// монографія, ДВНЗ «Національний гірничий університет», Видавництво

«Літограф» - м. Дніпропетровськ, – 2013. – 348 с.

38. Улицький О.А. Гідрогеологічні та геомеханічні фактори екологічної

безпеки навколишнього середовища в умоваж реформування вугільної

галузі / В.М. Єрмаков, В.І. Бузило, А.В. Павличенко // монографія, ДВНЗ

11

«Національний гірничий університет», Видавництво «Літограф» - м.

Дніпропетровськ - 2014. – 199 с.

39. Улицький О.А. Гідроекологічні та техногенні наслідки затоплення

вугільних шахт / О.А. Улицький, В.М. Єрмаков, В.І. Бузило,

А.В. Павличенко, П.П. Корж //монографія, ДВНЗ «Національний гірничий

університет», Видавництво «Літограф» - м. Дніпропетровськ, -2014 -127с.

40. Рудько Г.І., Бондар О.І. Екологічна безпека вугільних родовищ України. /

Г.І.Рудько, О.І. Бондар, Є.А. Яковлєв, О.А. Машков, С.А. Плахотній,

В.М. Єрмаков // монографія, ВВД Бук Рекм м. Чернівці – 2016. - 608с.

V. Галузевий стандарт України

41. Правила підробки будівель, споруд і природних об’єктів при видобуванні

вугілля підземним способом / В.Р. Шнеєр, А.В. Анциферов, В.М. Єрмаков

та ін.// Галузевий стандарт України ГСТУ 101.00159226.001 -2003, –

Мінпаливенерго України. Київ, 2004 – 127 с.

VI. Учбовий посібник

42. Гребенкин С.С. Геомеханические и технологические проблемы закрытия

шахт Донбасса / С.С. Гребенкин, С.В. Янко, В.Н. Ермаков, А.П. Семенов,

Ю.Н. Гавриленко, А.Д. Доронин, В.И. Пилюгин, О.А. Улицкий, С.Д.

Керкез, Н.Н. Касьян, Н.Н. Гавриш // Учебное пособие для студентов

высших учебных заведений, – Донецк: ДонНТУ, 2002. – 266 с.

II. Методичні рекомендації

43. Алексеєв А.Д. Оцінка впливу затоплення виробок ліквідованих вугільних

шахт на безпечне ведення робіт: Методи з розрахунку стійкості бар'єрних

целіків: керівний документ / уклад. А.Д. Алексеєв, Ю.Ф.Креніда,

Є.І.Піталенко, О.А.Улицький, В.М. Єрмаков [і ін.]: Інститут фізики

гірничих процесів НАН України, Міністерство палива та єнергетики

України. – Донецьк. – 2003. – 20 с.

12

44. Горяйнов Е.І. Методика встановлення регламенту відведення шахтних і

підземних вод у водні об'єкти для підприємств вугільної промисловості,

що ліквідуються: КД / уклад. Е.І.Горяйнов, М.В.Бабаєв, О.А.Улицький,

В.М. Єрмаков [і ін.] : УкрНДІЕП, ДК «Укрвуглереструктуризація», Харків

– Донецьк, 2003. – 18 с.

45. Підвищення ефективності екологічного менеджменту на об’єктах

використання надр: нафта, газ, тверді корисні копалини та підземні води.

Методичні рекомендації. / О.І. Бондар, О.А. Машков, Г.О. Білявський, О.А.

Улицький, В.М. Єрмаков, А.В. Антонов, С.А. Плахотній//- – Херсон: Грінь

Д.С., 2017. – 52 с.

VIII. Матеріали наукових конференцій

46. Ермаков В.Н. Маркшейдерско-гидрогеологический мониторинг

территорий ликвидируемых угольных шахт Донбасса / В.Н. Ермаков

О.А. Улицкий, Ю.Н. Гавриленко // Материалы 6-го международного

симпозиума «Освоение месторождений минеральных ресурсов и

подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях»,

Вопросы осушения и экология, специальные горные работы и

геомеханика, часть 1, Белгород 21-25 мая 2001. - С. 259-267.

47. Гавриленко Ю.Н. Геомеханический мониторинг территорий

закрывающихся шахт Донбасса / Ю.Н. Гавриленко, В.Н. Ермаков // Опыт

ликвидации неперспективных угольных предприятий в Украине,

Российской Федерации, Республике Казахстан: Сб. докладов

международных семинаров по вопросам реструктуризации угольной

промышленности. – Донецк, 2002. – С.109-113.

48. Гавриленко Ю.Н. Геоинформационная система мониторинга територий

закрывающихся шахт/Ю.Н.Гавриленко, А.А. Шоломицкий, В.Н. Ермаков

// Геоинформатика, геодезия, маркшейдерия: Сб. докладов международная

научно-техническая конференция – Донецк, 2003. – С. 5-15.

13

49. Ермаков В.Н. Перспективи розвитку сенсорів потоку при екологічному

мониторингу/ В.Н. Ермаков, С.С. Куленко // Материалы III

международной научно-практической конференции «Екологія міст та

рекреаційних зон» (3 -4 червня 2010, г. Одеса). 2010. – С. 122-125.

50. Єрмаков В.М. Зелені інвестиції в Україні // «Проблемы экологии и

эксплуатации объектов эенергетики» сборник трудов, Киев, ДП ИПЦ

Алкон НАН України, 2014. С. 57-65.

51. Плахотній С.А. «Особливості геофільтраціонних умов гірничого масиву в

межах поля закритої шахти № 1 «Червоноградська» / С.А. Плахотній,

В.М. Єрмаков// Третя науково-практична конференція

«Надрокористування в Україні. Перспективи інвестування» - Трускавець -

2016, ПП «Салон Софт» - С. 455-461.

52. Єрмаков В.М. Екологічна безпека: геодинамічні явища як фактор впливу

на експлуатаційну придатність об’єктів шахтної інфраструктури на

навколишнє середовище/В.М.Єрмаков, С.А.Плахотній// «Екологічна

безпека: проблеми і шляхи вирішення» збірник наукових статей, Харків,

ВД «Райдер», 2017. С. 186-192

53. Єрмаков В.М. Інженерно-технічне моделювання щодо забезпечення

екологічної безпеки середовища проживання населення навколо вугільних

шахт України/В.М.Єрмаков, Р.Ю Шевченко, О.А.Улицький

С.А.Плахотній// «Проблеми екологічної безпеки: збірник тез та доповідей

XV міжнародної науково-технічної конференції: 11 -13 жовтня 2017 р. –

Кременчук», ПП Щербатих О.В., 2017. С 34 - 35.

54. Єрмаков В.М. Математичне моделювання, як спосіб забезпечення роботи

системи екологічної безпеки шахтного комплексу/В.М.Єрмаков, Р.Ю.

Шевченко, О.А.Улицький, С.А.Плахотній, О.І.Тюрдьо// Четверта науково-

практична конференція «Надрокористування в Україні. Перспективи

інвестування» - Трускавець -2017., ПП «Салон Софт»- С. 195-201.

55. Єрмаков В.М. Стан безпеки водних ресурсів Донбасу/В.М.Єрмаков,

О.І.Бондар, О.А.Улицький, О.В.Буглак//Міжнародна науково-практична

14

конференція «Природа для води», присвячена всесвітньому дню водних

ресурсів – Київ – 2018., ТОВ «ЦП «КОМПРИНТ»

IX. Тези наукових конференцій:

56. Ермаков В.Н., Влияния ликвидации шахт на объекты поверхности и

способы обеспечения их безопасного состояния / А.В. Анциферов, Е.В.

Блинникова, В.Р. Шнеер // Материалы ІІІ науково-практичної конференції

«Оцінка впливу на навколишнє середовище (ОВНС) об’єктів будівництва.

Регіональні, галузеві проблеми; практика проведення ОВНС» (27-31

травня 2002, Коктебель ). - Київ, 2002.- С. 41-43.

57. Семенов А.П., Мониторинг подтопленных территорий ликвидируемых

шахт как средство обеспечения безопасности существующей застройки /

А.П. Семенов, В.Н. Ермаков, О.А. Улицкий, А.В. Анциферов, В.Р. Шнеер,

Е.В. Блинникова // Материалы ІІ научно-практической конференции

«Инженерная защита территорий и объектов в связи с развитием опасных

геологических процессов» (14-18 октября 2002, г. Гурзуф). 2002.- С. 44-47.

58. Ермаков В.Н. Опыт ликвидации шахт в Украине // Опыт ликвидации

неперспективных угольных предприятий в Украине, Российской

Федерации, Республике Казахстан: Сб. докладов международных

семинаров по вопросам реструктуризации угольной промышленности. –

Донецк, 2002. – С. 26-30.

59. Єрмаков В.М. Особенности деформирования зданий на горніх отводах

ликвидируемых шахт стахановского региона / В.М.Єрмаков, В.Р. Шнеер и

др. Геоинформатика, геодезия, маркшейдерия: Сб. докладов

международная научно-техническая конференция – Донецк, 2003. – С. 96-

102.

60. Ермаков В.Н. Факторы негативного влияния породних отвалов на

экологическую обстановку // Материалы III международной научно-

практической конференции «Проблеми сбора, переработки и утилизации

15

отходов» (8-9 апреля 2004, г. Одесса). Одесса ЦНТЭПИ – ОНОА - 2004. –

С. 197-200.

61. Єрмаков В.М. Сучасний стан сфери поводження з відходами // Збірка

матеріалів до міжнародной науково-практичної конференції «Проблеми

збору, переробки та утилізації відходів» (25-26 жовтня 2007, м. Одеса).

Одеса ІНВАЦ – 2007. – С. 63-66.

62. Єрмаков В.М. Екологічна безпека: вплив та види порушень

навколишнього середовища на родовищах кам’яного вугілля /

В.М.Єрмаков// Міжнародний науковий симпозіум «Неділя Еколога - 2017»

- Кам’янське – 2017. – С. 252-255.

63. Єрмаков В.М. Екологічна безпека: система моніторингу територій

ліквідованих шахт, як складової екологічної безпеки / В.М.Єрмаков//

ХХVII Міжнародна конференція «Проблеми екології та експлуатації

об’єктів енергетики» в м. Одеса – Київ, 2018. – С. 194-199

X. Звіти

64. Бондар О.І., Улицький О.А., Єрмаков В.М. та ін. Звіт про науково-

дослідну роботу «Моніторинг виконання природоохоронних робіт та

екологічного стану природного довкілля діючих та ліквідованих вугільних

підприємств, розроблення пропозицій щодо його поліпшення»

№ ДР 0116U005852 (протокол 7-17 від 14.12.2017) / Міненерговугілля

м.Київ – 2017. – 96 с.

65. Бондар О.І., Улицький О.А., Єрмаков В.М. Звіт про результати вивчення

екологічної ситуації на території Донецької та Луганської областей

№ ДР 0117U006967 (протокол 11-17 від 23.10.2017) / МінТОТ м. Київ –

2018. –72 с.

16

XI. Інше

66. О.Улицький Проблема кислих ґрунтів: рішення є! / О. Улицький,

В. Ермаков, В. Ящук / журнал «Пропозиція» №4 (260) ВД «Юнівест-

Медія», К.: 2017 С. 2 - 3.

Внесок автора в роботи, що опубліковані у співавторстві: [1-6, 10, 13,

25, 27-29, 32, 33, 35, 39, 42, 43, 47-49, 51, 56] – постановка проблеми, аналіз

матеріалів гірничо-геологічних показників розробки вугільних родовищ,

організація геолого-маркшейдерського забезпечення робіт на шахтах, що

ліквідуються, обґрунтування та впровадження геолого-інформаційної систем,

висновки; [36] – оцінка стану фізико –механічних властивостей горних порід та

прогноз зсування земної поверні в результаті затоплення гірничих виробок; [7,

53, 54] – постановка проблеми, аналіз даних, висновки; [11, 12, 22, 24, 37, 38, 40,

45, 46, 52, 57-59, 64, 65] – розвинення методологічних основ підвищення

екологічної безпеки процесів ліквідації вугільних шахт та обгунтування обєктів

моніторингу геологічного середовища під впливом гірничих робот, розроблення

пропозицій щодо поліпшення екологічного стану природного довкілля діючих та

ліквідованих вугільних підприємств, висновки; [8, 9, 19, 41] – визначення

границь зон впливу гірничих виробок та тривалості процесу зрушення земної

поверхні; [13-18, 21, 44] – дослідження особливостей механізму довготривалого

зсування та обвалення товщі гірського масиву, моделювання стану масиву і

процесів руйнуванняміжшахтних целіків, отримання параметрів розрахунук зон

небезпечних умов гірничих виробок, висновки; [30] – оцінка ризиків і загроз

обєктів критичної інфраструктури; [31, 55] – рекомендації щодо мінімізації

ризиків виникнення техногенно-екологічних катастроф; [66] – постановка

проблеми та рекомендації щодо проблеми закислення грунтів.

17

ЗМІСТ

Перелік умовних скорочень………………………………………………… 20

ВСТУП…………………………………………………………………………

21

РОЗДІЛ 1. КОМПЛЕКСНИЙ АНАЛІЗ СТАНУ ГЕОМЕХАНІЧНИХ

ПРОЦЕСІВ ПРИ ЗАКРИТТІ ШАХТ ТА ЕКОЛОГІЧНІ ЧИННИКИ

ВПЛИВУ НА ДОВКІЛЛЯ………………………………………………….

30

1.1 Світовий досвід вирішення геомеханічних питань та

особливості екологічних проблем урбоекосистем……………..

30

1.2 Аналіз стану житлового комплексу відповідно до критеріїв

екологічної безпеки ……………………………………………

39

1.3 Оцінка впливу багаторазової підробки територій шахтарських

міст і селищ та чинники змін урбоекосистем.…………………

56

1.4 Узагальнені прогнозні оцінки поведінки масиву гірських порід

і земної поверхні при закритті шахт…………………………….

74

Висновки до першого розділу. Формування мети та задач

дослідження………………………………….………………….

77

РОЗДІЛ 2. НАУКОВЕ ОБГРУНТУВАННЯ МЕТОДІВ

ДОСЛІДЖЕНЬ СТАНУ ПОШКОДЖЕНИХ БУДІВЕЛЬ І СПОРУД

НА ГІРНИЧИХ ВІДВОДАХ ШАХТ….………………………....……….…

80

2.1 Методи вирішення задач досліджень…………………..…..… 80

2.2 Методи спостережень деформаційного стану об'єктів

житлового комплексу та інженерних споруд………………….

82

2.3 Структура проведення екологічного моніторингу

урбоекосистем в районах масового закриття шахт………..…

98

Висновки до другого розділу………………………………… 124

18

РОЗДІЛ 3. ТЕХНОГЕННЕ НАВАНТАЖЕННЯ МІСТ НА ГІРНИЧИХ

ВІДВОДАХ ЛІКВІДОВАНИХ ШАХТ, ЯК СКЛАДОВОЇ

УРБОЕКОСИСТЕМ ………………………………………………………...

126

3.1 Особливості техногенного навантаження міст і селищ

вуглевидобувних територій……………………………………

126

3.2 Результати інструментальних обстежень та класифікація

стану житлових будівель на полях ліквідованих шахт за

рівнем екологічної безпеки………………………………………

152

Висновки до третього розділу…………………………………

173

РОЗДІЛ 4. ТЕОРЕТИЧНІ ПІДХОДИ ОЦІНЮВАННЯ ЧИННИКІВ

ТЕХНОГЕННОГО ВПЛИВУ НА ФОРМУВАННЯ

УРБОЕКОСИСТЕМ ПРИ ЛІКВІДАЦІЇ ШАХТ ………………………

175

4.1 Теоретичні підходи до оцінки геомеханічного стану гірничого

відводу шахт та розрахунки зсувань і деформацій на великих

площах з урахуванням їх максимальних показників ……..…

175

4.2 Застосування методу аналогії іерархії (Сааті) до експертного

оцінювання рівня екологічної небезпеки урбоекосистем

навколо вугільних шахт в умовах ведення бойових дій ……….

199

4.3 Експертне оцінювання рівня загрози екологічної безпеці

урбоекосистем навколо вугледобувних підприємств при їх

ліквідації……………………………………………………..…..

211

Висновки до четвертого розділу………………………………

227

РОЗДІЛ 5. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ УРБОЕКОСИСТЕМ У ЗОНІ ВПЛИВУ

ВУГІЛЬНИХ ШАХТ В УМОВАХ ВЕДЕННЯ БОЙОВИХ ДІЙ ……..

230

19

5.1 Результати моніторингу елементів життєзабезпечення, які

впливають на урбоекосистеми навколо вуглевидобувних

підприємств ………………………………………………………

230

5.2 Розробка напрямів та засобів зниження негативного впливу на

екологічну безпеку урбоекосистем, екоінформаційна матриця

для територій навколо вугільних шахт………………..…….......

239

5.3 Розробка екологічного портрету на основі екоінформаційної

матриці…………………………………………………………….

248

5.4 Рекомендації до методології оцінки еколого-техногенних

впливів на рівень екологічної безпеки урбоекосистем навколо

вугледобувних підприємств в умовах ведення бойових дій на

території проведення операції об’єднаних сил………………….

256

Висновки до п’ятого розділу…………………………………… 263

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ……………………………………… 265

СПИСОК ВИКОРИСТАННИХ ДЖЕРЕЛ …………………. 268

Додатки…………………………………………..……………… 297

20

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ

Поняття Пояснення

НПС навколишнє природне середовище

ВШ вугільна шахта

СПННВШ середовище проживання населення навколо

вугільних шахт

НПО небезпечні промислові об’єкти

ОКІ об’єкти критичної інфраструктури

ГМА гірничо-міські агломерації

ТПВ тверді побутові відходи

ГДК гранично допустимі концентрації

ГМА гірничо-міські агломерації

ВНП вибухонебезпечні предмети

ПМД протимінна діяльність

ЕБВШ екологічна безпека вугільних шахт

НХР небезпечні хімічні речовини

ПНО потенційно небезпечні об’єкти

ОПН об’єкти підвищеної небезпеки

ОПР особа, яка приймає рішення

ІУ індекс узгодженості

ВУ відношення узгодженості

СУ середня випадкова узгодженість

БД бойові дії

ПЗФ природно заповідний фонд

НДР науково-дослідна робота

ТН техногенне навантаження

ПТГС природно-техногенна геосистема

21

ВСТУП

Актуальність. Проведення розвідувальних, а надалі видобувних робіт

призводить до змін стану біосфери в області розташування родовищ, зокрема

вугільних. Як правило, такі зміни справляють негативний вплив на

урбоекосистеми в цілому. Для запобігання або мінімізації деградації біосфери на

основі наукових досліджень встановлюють механізми і закономірності впливу

гірничих робіт на компоненти біосфери. Одним з інструментів оцінки,

прогнозування та управління станом, оточуючого вугільне підприємство,

природного середовища є екологічні ризики. Структура природного

просторунавколо вугільних шахт складається з наступних елементів: літосфера,

гідросфера та атмосфера. Серед цих складових виділяють техносферу

(сукупність штучних об’єктів, створених та змінених у результаті діяльності

людства). Отже, при оцінці впливу підземного видобування корисних копалин в

першу чергу слід визначити: характер, масштаб, тривалість впливу окремих

технологічних операцій або видів гірничих робіт на компоненти довкілля. Так,

інтенсивні підземні гірничі роботи призводять до деформації товщ гірських

порід, які лежать вище, і зсування земної поверхні, яке проявляється в утворенні

мульд зсування і осідання. У середньому загальна величина осідання складає

25% і більше від потужності покладів, які виймаються. При цьому вертикальне

зсування буває найбільш інтенсивним для суцільних систем виймання корисних

копалин.

Видобуток вугілля призводить до зміни просторово-часового порушення

геомеханічної рівноваги (напружно-деформованого стану) і оточуючого

територіального ландшафту за рахунок нагромадження гірничих мас (відвали,

терикони). Шахтні породи в териконах схильні до самозагоряння, що призводить

до теплового забруднення повітря атмосфери та хімічного забруднення

продуктами горіння.

Враховуючі ті негативні явища, які виникають, можна стверджувати, що

однією з найважливіших проблем в Україні є забезпечення екологічної безпеки

урбоекосистем навколо вугільних шахт. Процеси видобутку і переробки вугілля,

22

які супроводжується інтенсивним впливом на всі компоненти навколишнього

природного середовища суттєво впливають не тільки на природу, а й на здоров’я

населення. Напрями поліпшення стану довкілля були сформульовані

Постановою Кабінету Міністрів України від 31 серпня 1999 р. № 1606 «Про

концепцію поліпшення екологічного становища гірничодобувних регіонів

України», однак за умов ринкової економіки техніко-економічні показники

більшості шахт стали нерентабельними. У зв’язку з цим принципово важливим

є врахування небезпечності більшості техногенних змін накопичених у процесі

їх довгострокового індустріального розвитку, так і на етапі реструктуризації

вугільної галузі.

Чітке розуміння основних закономірностей формування екологічної

небезпеки та наукові основи обгрунтування ступеня відповідності наявних або

прогнозованих екологічних умов проживання людини навколо вугільних шахт є

актуальною проблемою, вирішенню якої присвячена дисертаційна робота.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Результати

виконаних досліджень, що є базовими дисертаційної роботи, безпосередньо

пов’язані з науково-дослідною тематикою, які виконувалися у різних

спеціалізованих виробничих геологічних організаціях (ДП «Обєднана Компанія»

«Укрвуглереструктуризація» ВП «Західно-Українська виконавча дирекція з

ліквідації шахт» та ін. ВО «Укрвуглегеологія», ДРГП «Донецькгеологія», ДП

«Укршахтгідрозахист») та науково-дослідних і проектно-конструкторських

галузевих інститутах.

Дисертаційне дослідження виконувалось відповідно до «Концепції

національної екологічної політики України на період до 2020 року», затвердженої

Розпорядженням Кабінету Міністрів України від 17.10.2007 р. № 880-р та

відповідно до наукових завдань ДЗ «Державна екологічна академія

післядипломної освіти та управління» за договорами від 14.12.2016

№ 0117U004061, від 28.12.2016 № 0116U005852, від 23.10.2017 № 0117U006967

та відповідно до завдань Мінприроди за договором з OSCE Project Coordinator in

Ukraine від 26.01.2016р., в яких здобувач є виконавцем за контрактом № 527/2017

23

від 27.10.2017. За результатами договорів Єрмаковим В.М. проаналізовано стан

навколишнього природного середовища проживання населення навколо

вугільних шахт України а також розроблено інженерно-технічні рішення та

рекомендації, пов’язані з підробкою земної поверхні, підтопленням територій, з

наслідками впливу воєнних дій на об’єкти критичної інфраструктури щодо

забезпечення екологічної безпеки урбоекосистем навколо вугіледобувних

підприємств України.

Ідея роботи полягає в обґрунтуванні наукових основ забезпечення

прийнятного рівня забезпечення екологічної безпеки урбоекосистем навколо

вуглевидобувних підприємств України під час їх закриття з урахуванням

геомеханічних та гідрогеобезпечних чинників шляхом проведення геолого-

маркшейдерського моніторингу спостережень для великих територій та контролю

окремих його параметрів, що дозволить виявити наслідки виїмки запасів вугілля

під забудованими територіями та вплив цих наслідків на подальшу експлуатацію

пошкоджених об’єктів.

Мета роботи – розкриття особливостей та закономірностей впливу

геомеханічних змін, що відбуваються в урбоекосистемах навколо

вуглевидобувних підприємств України внаслідок антропогенного впливу, як

підгрунтя наукових основ забезпечення їх екологічної безпеки.

Для досягнення вказаної мети вирішувалися наступні завдання:

- проаналізувати чинники сучасного стану екологічної безпеки урбоекосистем

навколо вугільних шахт під час їх планового закриття та некерованого

затоплення (в результаті бойових дій), які визначають зниження екобезпеки

життєдіяльності територій урбоекосистем у природному та техногенно

навантаженому стані;

- визначити критичні зміни физіко-механічних властивостей гірських порід

та виявити фактори, що змінюють екотехногенний стан об’єктів

інфраструктури шахтних комплексів, житлових будинків, споруд на

момент закриття шахт та встановити залежності впливу цих факторів на

подальшу експлуатацію будівель та споруд з урахуванням зміни величин,

об’ємів та особливостей накопичення залишкових пошкоджень;

24

- удосконалити методи технологічного розрахунку зсування і деформацій

на великих площах в умовах змін гірничо-технічних параметрів шахт та

физіко-механічних властивостей гірських порід;

- розробити методи і прийоми прогнозної оцінки можливих змін

геомеханічної стійкості товщі гірських порід у межах зон техногенного

впливу шахт;

- обгрунтувати просторову структуру, що характеризує величини зсування

земної поверхні, викликані активізацією підробленої товщі гірських порід

при затопленні шахт і встановити їх зв’язки з основними гірничо-

геологічними чинниками;

- застосувати метод оцінювання стану забруднення вугільних підприємств,

що визначає рівень екологічної небезпеки урбоекосистем із застосуванням

методу аналізу ієрархії (Т. Сааті) для оцінки відносного приоритетності

факторів ризику;

- розробити теоретичні основи управління екологічною системою в умовах

реформування вугільної галузі.

Об’єкт досліджень – процеси формування екологічної небезпечності

навколо вуглевидобувних підприємств під час їх закриття, які пов’язані з

деформуванням товщі гірських порід та впливом техногенних чинників на

урбоекосистеми.

Предмет досліджень – антропогенний вплив вугледобувних підприємств

України на рівень екологічної безпеки урбоекосистем в зонах їх впливу з

урахуванням реалізації природоохоронних заходів з поліпшення геомеханічних

та гідрогеобезпечних чинників.

Методи досліджень базуються на використанні системного аналізу умов

і закономірностей формування екологічної небезпеки та пошуку ефективних

природоохоронних заходів для поліпшення екологічного становища.

При дослідженні використано комплекс сучасних і традиційних методів,

що включають: аналіз науково-технічної літератури та інших інформаційних

джерел – при формулюванні наукової проблеми; аналітично-розрахункові

25

методи – для оцінки рівнів та характеру забруднення компонентів урбоекосистем

навколо вуглевидобувних підприємств; наукове узагальнення; інженерні і

конструкторські пошуки; методи екологічного моніторингу – для оцінки,

прогнозу та подальшого управління екологічною безпекою.

Для вирішення поставлених завдань застосовуватимуться загальнонаукові

та спеціальні методи досліджень:

- узагальнення та логічного аналізу - при обґрунтуванні нових термінів та

понять; описовий - при аналізі досвіду проведення моніторингу;

- геоінформаційного та картографічного моделювання при вивченні

просторових особливостей.

Результати досліджень оброблялись методами обчислювальної

математики із використанням програмного комплексу «Microsoft Office»,

«Microsoft Excel», всі рисунки зроблені за допомогою програми «AutoCAD» та

«CorelDraw».

Наукова новизна отриманих в дисертації результатів полягає в тому

що:

- вперше науково обґрунтовано методологію виймання вугілля під

існуючими будівлями, спорудами і природними об’єктами, яка забезпечує

дотримання екологічного законодавства України щодо збереження

урбоекосистем навколо вуглевидобувних підприємств і реалізує виконання

вимог Кодексу України про надра та Гірничого Закону України (на основі чого

здобувачем розроблено Галузевий стандарт України, ГСТУ 101.00159226.001-

2003, що має велике практичне значення);

- вперше для підприємств вугільної галузі розроблено наукові основи

екологічної безпеки урбоекосистем, що грунтуються на аналізі геомеханічних та

гідрогеологічних характеристик підземної складової шахтного комплексу та

моделях прогнозування змін цих характеристик для різних етапів закриття шахт,

що дозволило визначити стійкість біосфери до негативних впливів та

запропонувати заходи з їх мінімізації для забезпечення прийнятих рівнів

26

екологічної безпеки для населення та територій;

- вперше розроблено і науково обґрунтовано методологію геолого-

маркшейдерських спостережень на великих територіях шахт, що закриваються.

Спостереження в подібних умовах у світовій практиці не відзначено;

- вперше для підприємств вугільної галузі, що підпали до реформування

(закриття шахт) за методом рейтингових оцінок визначено рівень та спупінь їх

екологічної небезпеки що суттево розвиває моделі управління екологічною

безпекою на різних етапах функціонування та закриття вугільних шахт;

- удосконалено модель визначення пріоритетних факторів ризику на

основі методики визначення пріоритетних елементів урбоекосистеми для

вирішення оптимізаційних завдань інженерно-технічного та технологічного

напрямів;

- набула подальшого розвитку методологія підвищення достовірності

даних геолого-маркшейдерського моніторингу (та його складових) екологічного

стану територій навколо вугільних шахт в умовах вуглевидобувних підприємств

та методика і підходи щодо алгоритму розрахунку зсувань і деформацій на

великих площах, яка на відміну від відомих, включає розбудову контурів

небезпечних зон деформованих гірських порід.

Практичне значення і реалізація одержаних результатів. На підставі

виконаних досліджень впливу діяльності вугільних підприємств на довкілля,

встановлено складність зв’язків між виробничими та екологічними факторами.

Тому, для визначення шляхів розвитку вугільних регіонів може бути необхідно

розробити комплекс еколого-економічних моделей, де буде формалізований

зв’язок між видобутком вугілля та його негативним впливом на довкілля.

Шляхом комп’ютерного моделювання можливо буде отримати варіанти

розвитку вугільних підприємств на перспективу, де будуть враховані вимоги до

застосування новітніх технологій видобутку вугілля з урахуванням суттєвого

покращення екології та фінансування природоохоронних заходів.

Проведено оцінку екологічних загроз і ризиків середовища проживання

населення навколо вугільних шахт для застосування при прийнятті відповідних

27

управлінських рішень щодо забезпечення екологічної безпеки, які приймаються

після оцінки ступеня екологічної загрози і для ОКІ всіх інших інтервалів оцінок.

На основі досліджень сформовано базу еколого-технічних показників вугільних

підприємств щодо охорони навколишнього природного середовища.

За розробку та впровадження технологій забезпечення техногенної та

екологічної безпеки вугледобувних регіонів при ліквідації гірничих підприємств

України здобувачеві Єрмакову В.М. разом з колективом вчених (Корж П.П.,

Недолужко В.М., Бузило В.І., Костенко В.К., Павличенко А. В., Улицький О.А.,

Акімов О.А., Дяченко А.П., Наливайко Я.М.) присуджена Державна премія

України в галузі науки і техніки 2015 року (Указ Президента України від

11.10.2016 р. № 440/2016).

Розроблено галузевий стандарт України ГСТУ 101.00159226.001 –

«Правила підробки будівель, споруд і природних об’єктів при видобуванні

вугілля підземним способом» та учбовий посібник «Геомеханические и

технологические проблемы закрытия шахт Донбасса», а також методичні

рекомендації: «Підвищення ефективності екологічного менеджменту на

об’єктах використання надр: нафта, газ, тверді корисні копалини та підземні

води»; «Оцінка впливу затоплення виробок ліквідованих вугільних шахт на

безпечне ведення робіт: Методи з розрахунку стійкості бар'єрних целіків»;

«Методика встановлення регламенту відведення шахтних і підземних вод у водні

об'єкти для підприємств вугільної промисловості, що ліквідуються».

Результати дисертаційної роботи також впроваджено у діяльність

Міністерства екології та природних ресурсів України, Міністерства енергетики та

вугільної промисловості України, Міністерства з питань тимчасово окупованих

територій, ДП «Львіввугілля», в Острівській сільській Раді сокальского району

Львівської області (с. Добрячин), ДП «Обєднана Компанія»

«Укрвуглереструктуризація», ВП «Західно-Українська виконавча дирекція з

ліквідації шахт» та ін.

Обґрунтованість і достовірність наукових положень, висновків і

рекомендацій дисертаційної роботи забезпечуються конкретністю постановки

28

задач досліджень; використанням в дослідженні комплексного підходу;

обґрунтованим вибором припущень і обмежень; теоретичною послідовністю та

коректністю розвинутих моделей; використанням адекватного математичного

апарату; порівняльним аналізом результатів чисельних розрахунків; збіжністю

теоретичних даних із результатом обчислювального експерименту.

Особистий внесок здобувача. полягає у систематизуванні та аналізі

наукових публікацій, визначенні та сформульовані ідеї, мети й основних завдань

досліджень, розробленні плану виконання досліджень, збиранні та обробці

фактичного матеріалу та його аналізу, в удосконаленні системи управління

екологічною безпекою шляхом застосування алгоритмів і програм

інформаційно-аналітичної складової з оцінці екологічних загроз та ризиків, що

виникають при закритті вугільних шахт, та впливу на населення, яке проживає

навколо вугільних шахт.

Апробація результатів роботи. Основні положення дисертації

доповідались на міжнародних науково-практичних конференціях, серед яких: 11th

International Congress of the International Society for Mine Surveying, (Kraków,

2000); Transactions of the Institution of Mining and Metallurgy, Section Mining

technology (England, 2000, 2002); VI Міжнародний симпозиум «Освоение

месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных

гидрогеологических условиях: Вопросы осушения и экология, специальные

горные работы и геомеханика» (Белгород, 2001); Conference “confronting change:

north east england and east european coalfields” (Newcastle, 2001); ІІІ науково-

практична конференція «Оцінка впливу на навколишнє середовище (ОВНС)

об’єктів будівництва. Регіональні, галузеві проблеми; практика проведення

ОВНС» (Коктебель, 2002); Міжнародний семінар «Экологический мониторинг и

пути реализации при закрытии шахт. Обмен опытом ликвидации угольных шахт

в Украине, Российской Федерации и республике Казахстан (Донецк, 2002); 5th

European Coal Conference (Mons, Belgium, 2002); II Науково-практична

конференція «Інженерний захист території та об'єктів у зв'язку з развитком

небезпечних геологічних процесів» (Гурзуф, 2002); III Міжнародна науково-

29

практична конференція «Город, регион, государство: проблемы распределения

полномочий» (Донецк, 2003) III Міжнародна науково-практична конференція

«Проблеми сбора, переработки и утилизации отходов» (Одесса, 2004, 2007); ІІІ

науково-практична конференція «Надрокористування в Україні. Перспективи

інвестування» (Трускавець, 2016, 2017), Міжнародний науковий симпозіум

«Неділя Еколога - 2017» (Кам’янське, 2017); XXVI Міжнародна конференція

«Проблемы экологии и эксплуатации объектов энергетики» (Одеса, 2016); XIII

Міжнародна науково-практична конференція «Екологічна безпека: проблеми і

шляхи вирішення» (Харків, 2017); XV Міжнародна науково-практична

конференція «Проблеми екологічної безпеки (Кременчук, 2017); Міжнародна

науково-практична конференція «Природа для води», присвячена всесвітньому

дню водних ресурсів (Київ, 2018).

Публікації. Основні результати дисертації опубліковано у 66 друкованих

роботах (10 – одноосібних, 4 – в іноземних виданнях, 3 – Scopus и Web of Science),

серед яких: 7 – монографій, 2 –патенти, 1 – навчальний посібник, 3 – методичні

рекомендації, 1 – Галузевий стандарт України, 24 – статті у фахових виданнях

МОН України, 7 – в іноземних виданнях та виданнях України віднесених до

накометричних баз Scopus и Web of Science, 21 – статей у матеріалах конференцій

(8 – тези доповідей та ін.).

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 337

сторінках тексту, складається з вступу, 5 розділів, висновків, списку

використаних джерел та додатків, містить 51 рисунок та 58 таблиць. У списку

використаних джерел 277 найменування.

30

РОЗДІЛ 1

КОМПЛЕКСНИЙ АНАЛІЗ СТАНУ ГЕОМЕХАНІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ПРИ

ЗАКРИТТІ ШАХТ ТА ЕКОЛОГІЧНІ ЧИННИКИ ВПЛИВУ НА

ДОВКІЛЛЯ

1.1. Світовий досвід вирішення геомеханічних питань та особливості

екологічних проблем урбоекосистем

Проблеми, пов’язані з впливом гірничовидобувного комплексу на всі

елементи довкілля, давно вивчають як в Україні, так і за кордоном. Світові

доведені запаси вугілля нараховують 891,5 млрд. т. Найбільш достовірні запаси,

доступні для видобутку при сучасних технологіях, є в таких країнах, як: США,

Росія, Китай, Індія, Австралія, Канада, Польща, ПАР, Німеччина,

Великобританія, Колумбія, Венесуела [1, 2]. До країн, що володіють

найбільшими запасами вугілля, слід віднести США – 237,3 млрд. т (26,6%

світового видобутку), Росію – 157 млрд. т (17,6%), Китай – 114,5 млрд. т (12,8%),

Австралію – 76,4 млрд. т (8,6%) та Індію – 60,6 млрд. т (6,8%). Серед регіонів

світу найбільшими доведеними вугільними запасами володіє Європа та Євразія

– 310,5 млрд. т [1-4]. Україна має значний потенціал з видобутку вугілля і посідає

перше місце в Європі та восьме місце у світі за його запасами, які оцінюються в

120 млрд. т. Запаси вугілля на території України зосереджені, в основному, у

трьох басейнах: Донецькому, Львівсько-Волинському та Дніпровському. За

загальними запасами вугілля в Україні (117,1 млрд. т) найвища питома вага

належить Донецькому басейну – 87,0% (101,9 млрд. т), а Львівсько-Волинський

та Дніпровський є значно меншими – відповідно 2,0% (2,3 млрд. т) та 3,5% (4,1

млрд. т) [1, 5-7]. Окрім того, запаси вугілля є на території Харківської і

Полтавської областей – 8,7 млрд. т, а також Закарпатської вугленосної площі –

0,2 млрд. т. Із загальних запасів 42,5 млрд. т віднесено до прогнозних ресурсів

[5-7]. На початку 90-х рр. ХХ ст. в Україні сумарні запаси вугілля до глибини

1800 м оцінювалися в 140,8 млрд. т, з них 108,5 млрд. т. відповідають кондиціям

31

за потужністю пластів і зольністю. Розвідані запаси промислових категорій

вугілля становлять 57,5 млрд. т, а перспективні – 18,3 млрд. т. [1, 7-10].

До праць вітчизняних авторів, у яких природоохоронні питання

гірничовидобувного виробництва та геомеханічних процесів розглянуто в

контексті загальноекологічної проблематики, проаналізовано кризові

геоекологічні ситуації в конкретних регіонах, запропоновано методологічні

підходи до оцінки гостроти та дано рекомендації щодо шляхів їх вирішення,

належать публікації Г.І. Денисика [3], де розкрито особливості формування

гірничопромислових ландшафтів (ГПЛ) Поділля; Л.Г. Руденка, В.П. Палієнка,

Л.М. Шевченка, А.І. Бочковської [8, 11], Г.І. Рудька [14, 15], в яких описано

механізми функціонування природно-техногенних систем Львівсько-

Волинського камʼяновугільного басейну [5, 7, 12]; В.І. Федотова [17], С.С.

Кравців [8], Є.А. Іванова [5], присвячених формуванню техногенного рельєфу на

території ГПЛ та забрудненню поверхневих і підземних вод; І.П. Ковальчука, Г.І.

Рудька, де розглянуто закономірності розвитку та поширення процесів

підтоплення й заболочення в межах Львівсько-Волинського басейну. Водночас

актуальним є питання розробки загальноприйнятої методики комплексної оцінки

екологічного стану довкілля цього регіону та впливу на нього відходів

гірничопромислової діяльності.

Екологічну ситуацію на cході України ще до початку воєнних дій можна

охарактеризувати, як кризову, що формувалася протягом тривалого періоду

використання природних ресурсів і негативного впливу безпосередньо на всі

об’єкти довкілля. Низький рівень екологічної свідомості суспільства, недостатнє

очищення скидів і викидів, відсутність цивілізованого поводження з відходами,

особливо з надзвичайно небезпечними, відсутність комплексного підходу до

вирішення проблем з охорони довкілля призвели до значної деградації довкілля

Східної України, надмірного забруднення поверхневих і підземних вод,

атмосферного повітря, земельних ресурсів.

Головними забрудниками урбоекосистем стали підприємства вугільної

галузі, енергетики, металургійної промисловості (металургійні комбінати

32

Маріуполя, Єнакієвого, Макіївки, Авдіївки). У низці міст споруди морально й

фізично застаріли. З урахуванням того факту, що іще до воєнної агресії мало місце

значне антропогенне навантаження на довкілля східних областей України

внаслідок видобування тут кам’яного вугілля, руди, інших корисних копалин,

функціонування металургійного виробництва, утворення значної кількості

відходів, наявність небезпечних хімічних речовин, що використовуються у

промисловості, шкода, яка завдається на сьогодні довкіллю, помножується, є

величезною й малоймовірно компенсованою в найближчій перспективі.

Вугільні родовища у Донбасі розробляють понад 200 років, протягом цього

часу тут працювало більш як 1000 шахт. Це створило велике навантаження і

призвело до значного накопичення чинників, що негативно впливають на

навколишнє природне середовище. Основними чинниками регіональних

техногенних змін довкілля Донбасу, при яких практично усі складові

навколишнього природного середовища стають небезпечними для

життєдіяльності, є:

хімічне забруднення ландшафтів;

значне пониження рівнів підземних вод, підпрацювання поверхневих

водойм;

скидання в річкову систему високомінералізованих агресивних

шахтних вод;

активізація екзогенних геологічних процесів (зсуви, карст,

підтоплення), розвиток просідань денної поверхні з ускладненням інженерно-

геологічного стану житлових і промислових об’єктів;

зниження інженерно-сейсмологічної стійкості породних масивів під

впливом зростання рухомості порід у зонах їх підпрацювання гірничими

виробками, проявів гідромеханічних поштовхів (техногенні землетруси);

підтоплення великої кількості териконів, які є джерелом забруднення

водних ресурсів, ґрунтів, атмосфери;

вихід з ладу водозаборів підземних вод у зв’язку з погіршенням умов їх

формування та якості.

33

На території Донецької області налічувалося 1027 родовищ різноманітних

корисних копалин (у тому числі родовища в стадії розвідки), серед яких 399

родовищ паливно-енергетичної бази, що складається з кам’яного вугілля. В

області 52 шахти виробничою потужністю 25,5 млн т/рік цілком або частково

відпрацьовують коксівне вугілля; 89 шахт потужністю 9,4 млн т/рік експлуатують

антрацити. На діючих шахтах запаси коксівного вугілля становлять 2 млрд 620,8

млн т (53,6 % загальних запасів шахт); антрацитів – 741,8 млн т (15,2 % загальних

запасів шахт). Глибина експлуатації вугільних пластів в області змінюється від 20

до 1420 м, середня глибина становить 740 м. У 2012 р. із глибин понад 700 м

отримано 59,4 % загального видобутку вугілля області, в тому числі 21 шахта

працювала на глибині понад 1000 м.

Видобуток вугілля супроводжується значними притоками води в гірничі

виробки. Залишаються не вирішеними питання очистки шахтних вод, які

знаходяться у ставках-накопичувачах закритих шахт, а також не визначені

нормативи, які регламентують їх скидання в гідрографічну мережу. Шахтні води

забруднені мінеральними солями, завислими речовинами, сульфатами, що

призводять до забруднення водоносних горизонтів та порушення їх

гідрологічного режиму [21, 38-40]. Видобуток вугілля став рентабельним лише

на тих підприємствах, де були сприятливі гірничо-геологічні умови або

застосовувалися технології видобутку при мінімальному впливі на довкілля.

Практично це означає необхідність закриття більшості низькоефективних та

нерентабельних шахт [24, 26, 29, 43, 44].

Реструктуризація вугільної галузі була започаткована в 1996 р. згідно з

Указом Президента України №116 «Про структурну перебудову вугільної

промисловості». Також Урядом був прийнятий системний документ – Програма

«Українське вугілля», розрахований на період 2001-2010 рр., а у липні 2005 р.

Кабінетом Міністрів України було схвалено Концепцію розвитку вугільної

промисловості №236-р, згідно з якою основні напрями реформування галузі,

серед іншого, включали приватизацію привабливих для інвестування шахт,

здатних забезпечити подальший розвиток. Окремою частиною Програми

34

«Українське вугілля» є закриття збиткових та нерентабельних шахт.

Послідовність кроків для прийняття рішення з ліквідації вугільних підприємств

визначена вимогами Порядку ліквідації збиткових вугледобувних та

вуглепереробних підприємств, затвердженого постановою Кабінету Міністрів

України від 27 серпня 1997 р. №939 (у редакції постанови Кабінету Міністрів

України від 6 липня 2002 р. №938). Розробка проекту ліквідації шахти

здійснюється у відповідності до Стандарту Мінпаливенерго України «Проект

ліквідації вугільних шахт України. Склад і зміст проекту». Київ. – 2005 [45].

Реструктуризація вугільної галузі в Україні відбувалася без будь-яких

нормативно-правових актів, підтримки держави і фінансування. Тому, для

початкового періоду характерними були падіння обсягів видобутку вугілля,

масове звільнення працівників із закритих шахт і забруднення природного

середовища [11-13, 21]. Реформування проводилося в напрямку удосконалення

системи управління галуззю з урахуванням переважно економічних,

технологічних, соціальних факторів [24-26, 40, 41].

Не меншу небезпеку становлять шахти на території Донбасу, як

найуразливіші під час бойових дій, оскільки потребують безперебійного

електропостачання. Відключення від живлення вентиляційних систем

призводить до промислових аварій і залпових викидів шахтних газів, у тому

числі метану й небезпечних домішок, порушення електропостачання систем

водовідведення спричинює затоплення шахт, підтоплення прилеглих територій,

забруднення підземних і поверхневих вод шахтними водами з високою

концентрацією солей. Підтоплення земель призводить до виведення їх з

господарської експлуатації, руйнування будівель, а метан, який під тиском

підіймається на поверхню через тріщини в ґрунті – до виникнення

вибухонебезпечних ситуацій на довколишніх об’єктах.

У результаті бойових дій понад 20 шахт на окупованих територіях

знаходяться або під загрозою затоплення, або вже повністю затоплені й не

підлягають подальшій експлуатації. Точну кількість затоплених шахт вказати

складно. Нині відомо про повне або часткове затоплення шахт «Батьківська» і

35

«Ясинівка-Глибока» в Макіївці, «Моспінська», «Трудівська» і «Жовтнева» в

Донецьку, «Білоріченська» в Лутугінському районі Луганської області, яка вже

не підлягає відновленню; шахти ім. Д.Ф. Мельникова в Лисичанську,

«Комсомолець Донбасу» Кіровського району Донецької області, ім. В.В.

Вахрушева в Ровеньках, ім. Д.С. Коротченка в Селідово, зруйнованої шахти

«Прогрес» у Торезі, «Червоний Партизан» у Свердловську, шахти «Іловайська»,

«Волинська», що в Розсипному, «Луганська», «Машинський блок», «Марія

Глибока» та багатьох інших.

Затоплення деяких шахт небезпечне тим, що їх використовували як

сховища відходів. Такими є вже згадана вище Горлівська шахта 2-біс, шахта

«Юнком» під Єнакієвим, де в 1979 р. було проведено ядерний вибух. Нині

забруднені шахтні води із сусідніх шахт «Полтавська» й «Вуглегірська»

починають потрапляти у виробку шахти «Юнком». У разі переповнення

радіоактивні речовини підіймуться на поверхню, в результаті чого рівень

радіоактивного забруднення перевищить норму в сотні разів.

Затоплення звичайних шахт хоча й не призведе до настільки фатальних

наслідків, є не менш небезпечним для навколишнього середовища. Істотну

небезпеку становить шахтний метан, який при затопленні виробок по

крутоспадних пластах підійматиметься на поверхню, а це реальна небезпека

накопичення газу в приміщеннях і можливі вибухи. Крім великого вмісту газу

шахтні води дуже засолені, в результаті їх виходу на поверхню засолюються всі

підземні водні горизонти, вода в колодязях стає непридатною для споживання,

засолюється й заболочується ґрунт (через 2–3 роки на місці виходу вод на

поверхню утворюються солончакові пустелі і болота, непридатні для

господарського використання).

Не меншу небезпечні й шахтні терикони, особливо «палаючі», в яких

висока концентрація залишкового метану (просто невибраний або такий, що

потрапив у відвали в результаті якихось технологічних процесів переробки

вугілля). Такі терикони нагріваються і горять зсередини. Якщо залишити ці

36

явища на самоплив, то можливі руйнівні процеси аж до «вивержень маленьких

вулканів», підґрунтових вибухів.

Навіть якщо не враховувати можливі ризики через ведення бойових дій,

подібні об’єкти потребують постійної технічної підтримки, а в останні

посткризові роки чимало природоохоронних заходів не виконували, терміни їх

переносили, а фінансування було недостатнім і здійснювалося за залишковим

принципом. Однак, незважаючи ні на що, працювала система екологічного

моніторингу екологічна інспекція, контролювала діяльність підприємств,

реалізовувалися природоохоронні програми.

Останнім часом українськими і зарубіжними фахівцями відзначалося, що

у процесі закриття вугільних шахт зміни екологічних, геомеханічних та

гідрогеологічних умов, які при цьому відбуваються, істотно знижують рівень

екологічної безпеки у вугільних регіонах [53]. Значний внесок у формування

наукових засад методології управління екологічною безпекою промислових

регіонів внесли О.М. Адаменко, Я.О. Адаменко, С.І. Азаров, Л.М. Архипова,

Н.В. Внукова, Ю.Л. Забулонов, М.Д. Гомеля, Т.І. Долгова, О.І. Запорожець, Г.А.

Хміль, О.В. Зберовський, С.П. Іванюта, О.М. Коробочка, Г.В. Лисиченко,

В.М. Триснюк, М.С. Мальований, А.О. Дичко, І.М. Петрушка, Л.Д. Пляцук, Г.І.

Рудько, Я.М. Семчук, Є.Б. Устименко, А.Г. Шапар, Л.Є. Шкіца, В.М. Шмандій

та ін. Експлуатація та подальша ліквідація шахт зумовлює непередбачуване

погіршення екологічної ситуації, а масштабний характер цієї проблеми може

спричинити катастрофічні наслідки. Нехтування в ході закриття шахт вимогами

техногенної та екологічної безпеки призводить до істотних змін підземних і

поверхневих вод, підтоплення й заболочування територій, засолення й

забруднення річок, просідання земної поверхні тощо. Гострими також є

проблеми підтоплення територій закритих шахт і, як результат, зростання

ризиків фізичного руйнування прилеглих житлових територій (у т.ч. «сповзання»

будівель). Усе це пов'язано з тим, що закриттю гірничодобувних підприємств не

передувала комплексна науково-прогнозна оцінка стану довкілля в цих регіонах

та не вивчалися наслідки подальшого впливу на компоненти навколишнього

37

природного середовища вже ліквідованих шахт [53-55]. Техногенна та

екологічна безпека ліквідації шахт знаходиться в прямій залежності від стану

фінансування і своєчасності виконання природоохоронних заходів. Виявлення і

нейтралізація причин екологічних проблем у більшості випадків є менш

витратним способом, порівняно з постійними витратами на подолання їх

наслідків [55-57]. На даний момент вугільна галузь практично не має

багатофункціональної системи природоохоронних заходів та моніторингу, які б

відповідали сучасним вимогам. Відсутність або низька ефективність наявного

природоохоронного обладнання та устаткування не забезпечує зменшення

негативного впливу шахт на навколишнє середовище. Слід відмітити, що на

більшості вугільних шахт немає необхідних приладів контролю та

кваліфікованих фахівців, які здатні ефективно оцінювати рівні забруднення

навколишнього середовища [57-61]. Діяльність шахт обумовлює виникнення

комплексу явищ і процесів, негативних в екологічному та техногенному

аспектах. Ці явища та їх наслідки на даний час є маловивченими, важко

прогнозованими і майже некерованими [21]. Комплекс заходів з вивчення,

прогнозу та попередження несприятливих змін стану навколишнього

середовища, а також прискорення реабілітації окремих його компонентів,

порушених за багаторічний період функціонування шахт, повинен

здійснюватися постійно і системно. В результаті багаторічного функціонування

гірничих підприємств сформоване значне техногенне навантаження на довкілля

у вугледобувних регіонах.

Сталий соціально-економічний розвиток будь-якої країни означає таке

функціонування її господарського комплексу, коли одночасно задовольняються

зростаючі матеріальні і духовні потреби населення, забезпечується раціональне

та екологічно безпечне господарювання і високоефективне збалансоване

використання природних ресурсів, створюються сприятливі умови для здоров’я

людини, збереження і відтворення навколишнього природного середовища та

природно-ресурсного потенціалу суспільного виробництва.

38

Основними екологічними проблемами кам’яновугільних басейнів, в

цілому, є просадки і підтоплення території над підробленими гірничими

виробками; утворення зсувів (вторинний тектогенез), деформація комунікацій та

споруд; забруднення ґрунтів та зміни геохімічних полів; забруднення

поверхневих, ґрунтових і підземних вод; забруднення повітряного басейну і

атмосферних опадів; утворення техногенних ландшафтів, вплив

електромагнітних полів; зміна вологості в зоні аерації (зникнення деяких рослин

і тварин та втрата поверхневого стоку малих рік); погіршення здоров’я людей

(рис.1.1).

Рис. 1.1. Техногенез розробки родовищ вугілля підземним способом

Важливо при експлуатації шахт визначити перелік першочергових робіт з

охорони навколишнього природного середовища, спрямованих на покращення

ТЕХНОГЕНЕЗ РОЗРОБКИ РОДОВИЩ ВУГІЛЛЯ ПІДЗЕМНИМ

СПОСОБОМ

Зміна напруженого стану масиву та

техногенні рухи землі

Осідання і провали на поверхні землі

Забруднення земель під териконами

Зміна режиму і складу поверхневих

вод та забруднення водоймищ

шахтними водами

Активізація карстових і суфозних

процесів

Забруднення водоймищ від водної

ерозії териконів

Активізація фізико-механічних

процесів

Зсувні деформації гірських порід

Зміна температурного поля

Пошкодження будівель та споруд

Забруднення атмосфери

Забруднення грунтів

Забруднення надр і підземної

гідросфери при підземному похованні

токсичних відходів радіоактивних

речовин

ПОГІРШЕННЯ УМОВ ПРОЖИВАННЯ НАСЕЛЕННЯ

39

екологічної ситуації в регіонах, на території яких розташовуються вугледобувні

та вуглепереробні підприємства, що перебувають в стадії ліквідації

(консервації), а також забезпечити їх виконання [57, 59, 63, 67-70]. Вивченню

екологічних та техногенних наслідків видобутку вугілля присвячені роботи

вітчизняних вчених: М.І. Адаменка, О.І. Амоші, А.В. Бардася, О.І. Бондаря, В.І.

Бузила, Т.В. Бунько, С.О. Вамболя, Ю.М. Гавриленка, А.І. Горової, С.В.

Гошовського, С.С. Гребьонкіна, Б.А. Грядущого, П.М. Должикова, В.М.

Єрмакова, Ю.Л. Звягільського, Л.Г. Зубової, О.В. Інкіна, П.І. Копача, В.К.

Костенка, В.Є. Колесника, Ю.Ф. Креніди, Г.А. Кроїк, Є.І. Піталенка, В.В.

Попович, Д.В. Рудакова, В.Д. Рябічева, І.О. Садовенка, О.О. Скрипника, М.Ф.

Смірного, І.В. Удалова, О.А. Улицького, Н.А. Шевчук, Є.О. Яковлєва, а також

закордонних фахівців Henze M., Kirkaldy J., Laurence D., Liu W., Monod J.,

Katsura K., Pettit C., Pulles W., Randall A., Ros M., Yang Q., Swart S та інших, в

яких досліджувались механізми геомеханічних, геологічних, гідрогеологічних,

гідродинамічних, газохімічних та екологічних змін, що відбуваються в

результаті функціонування шахт. Для попередження забруднення та деградації

об’єктів навколишнього середовища вугледобувних регіонів необхідно

удосконалити систему комплексної оцінки рівня екологічної небезпеки

вугільних шахт на різних етапах їх функціонування (включно з ліквідацією) [21,

57, 59, 71-74].

1.2. Аналіз стану житлового комплексу відповідно до критеріїв

екологічної безпеки

Зміна напружено-деформаційного стану окремих будівель і споруд у

процесі підробки. При підробці забудованих територій фіксують пошкоджені і

непошкоджені будівлі. До непошкоджених будівель відносять конструкції, які у

процесі підробки не були пошкоджені, а залишилися монолітними.

До появи пошкоджень стан окремих підроблених будівель і споруд

оцінюється, як напружено-деформаційний, який в процесі підробки змінюється.

Навантаження на будівлі при підробці створює деформацію основи - кривизна,

40

горизонтальні деформації і нахили, а горизонтальні зсування також впливають

на протяжні об'єкти.

Напружено-деформаційний стан будівель залежить не тільки від

конструктивних особливостей і деформації ґрунтової основи, а й додаткових

факторів, які не залежать від підробки. До таких факторів, які впливають на

конструкції й основу відносять зміну вологості й температури повітря та

характер експлуатації окремих приміщень [5, 30, 71, 103, 104, 110], що створює

додаткові труднощі при підробці об'єктів.

Явища, котрі відбуваються при впливі навантажень від розробленої

основи, глибоко вивчалися Івановим І.Т., Муллером Р.А., Юшиним А.І.,

Клепіковим С.Н., Дранишниковим П.І., Мінцковським М.Ш., Косіциним Б.А.

[1, 16, 17, 18, 29, 30, 99, 100] та ін.

Відповідно до розробок цих вчених кривизна земної поверхні призводить

до складного перерозподілу навантажень на основу і є навантаженням на стіни

та фундамент будівлі [1]. Якщо кривизна позитивна, то в центральній частині

основи виникає зона довантаження на основу, а на бокових частинах – зона

розвантаження (рис. 1.2, а). У разі виникнення негативної кривизни основи

положення зон довантаження і розвантаження основи змінюється [10].

Рис. 1.2. Епюра протидії ґрунту при позитивній кривизні земної поверхні із

центральною зоною довантаження (2d) і двома боковими зонами розвантаження

(D-d), під підошвою фундаменту підроблюваної будівлі

а -перерозподіл протидії ґрунту; б - врізання фундаменту після перерозподілу протидії ґрунту;

1 - стіна будівлі; 2 - підошва фундаменту після підробки, 3 - земна поверхня після підробки; 4

41

- земна поверхня до підробки; R - радіус кривизни основи; t - межа зон довантаження і

розвантаження; L = 2D - довжина будівлі; d - відстань від осі до нульової точки довантаження

основи; q - розрахунок навантаження на основу до підробки будівлі; Р - нагрузка на основу

після підробки будівлі, (P-q)> 0 - зона довантаження основи; (P-q) <0 - зона розвантаження

основи.

Величина стиснення ґрунту основи в зонах довантаження і розвантаження,

визначається врізанням фундаменту в основу, що деформується (рис. 1.2, б), що

є різницею між осіданням фундаменту і ґрунту, який розташований поза зоною

взаємодії основи та будівлі [10, 12].

Зміну стану ґрунту при підробці прийнято охарактеризовувати величиною

коефіцієнту жорсткості (коефіцієнту постелі) С, фізичний зміст якої полягає у

відношенні навантаження σ на основу і осади δ або врізання фундаменту в ґрунт

[10, 11].

С = σ/δ (1.1)

При проведенні розрахунків додаткових зусиль будівель [10, 29, 30], які

виникають під впливом основи, що деформується цей коефіцієнт визначається в

залежності від виду і властивостей ґрунту, а також жорсткості конструкцій.

Горизонтальні деформації основи також сприяють зміні стану ґрунту під

підошвою фундаментів підробленої будівлі. Розтяжка або стиснення розпушує

або ущільнює ґрунт, створюючи різницю бокового тиску на вертикальні грані

фундаментів. На рис. 1.3 схематично зображено розтяг основи, показано, що на

глибині шари ґрунту розтягуються нерівномірно. Безпосередньо, під

фундаментом ґрунт зчеплений з жорсткішим фундаментом, тому розтягується

менше, ніж на глибині, де зона взаємодії основи і фундаменту, що

деформуються.

Такий взаємозв’язок основи і фундаментів, що деформуються призводить

до зменшення деформацій фундаментів і стін у порівнянні з деформаціями

земної поверхні (рис. 1.2, б), розташованої поза зоною їх взаємодії. Це явище

42

неодноразово спостерігалось при підробці багатопанельних будівель,

конструкції яких залишилися суцільні при підробці [61].

Рис. 1.3. Схема змін геометричних розмірів горизонтальних шарів і

вертикальних стовбців основи за розтягу наносів [65, 66]

а - схема вертикальних стовпців і горизонтальних шарів ґрунту основи у вигляді квадратів до

підробки; б - зміна геометричних розмірів стовпців і шарів ґрунту основи після підробки:

зменшення висоти і збільшення довжини першого шару; 1 - кордони стовпців ґрунту основи

до підробки; 2 - межі шарів ґрунту основи до підробки; 3 - межі стовпців ґрунту основи після

підробки; 4 - межі шарів ґрунту основи після підробки; 5 - межа зони взаємодій основи і

фундаменту, що деформуються; δ - врізання фундаменту в ґрунт основи; ɛ - горизонтальний

розтяг основи; ɛɭ/2 – орієнтовна величина розкриття тріщини в зовнішній межі фундаменту.

При нахилі основи також відбувається перерозподіл протидії ґрунту

основи. Нахил земної поверхні, пов'язаний з підробкою, зміщує центр важкості

споруди у бік максимального осідання земної поверхні, що зумовлює

перерозподіл зусиль в основі. З боку більшого осідання основи виникає зона

довантаження зі стиском ґрунту, а на звороті - зона розвантаження з набуханням

ґрунту. У зв’язку з тим, розроблений об'єкт ще більше нахиляється.

Як видно з вище викладеного, на величину додаткових зусиль конструкцій

підроблених об'єктів істотно впливають властивості ґрунту основи. В залежності

від властивостей ґрунту основи, залежить величина врізання, яка призводить до

зменшення кривизни будівлі відносно ґрунту, що навколо. Після підробки основа

43

і будівля якийсь час залишаються у складному напруженому стані. В той же час,

ґрунт основи змінюється відповідно до сезону, наприклад стає вологий [71].

Також, після закінчення процесу зсування нерівномірна щільність ґрунту

залишається на досить тривалий час [1, 5].

У зв'язку з цим, виникає задача виявити зміни напружено-деформаційного

стану будівлі після підробки, пов'язаної зі складним залишковим напружено-

деформаційним станом конструкцій і сезонних змін стану ґрунту основи.

Оцінка пошкоджень і стану окремих будівель споруд при підробці. За

додаткових зусиль, що перевищують несучу здатність матеріалу конструкцій, в

будівлях і спорудах виникають пошкодження. Такий стан будівель вивчало

багато науковців, зокрема Коротков М.В., Варлашкін В.М, Марков В.В., Решетов

Г.А., Муллер Р.А., Креніда Ю.Ф., Сушко Е.Т., Пєтухов І.А., Іванова Л.А., Шнеєр

В.Р, Бліннікова Е.В. [22, 31, 36, 42, 51, 75, 89, 102] та ін.

Ці вчені виявили, що найхарактернішими пошкодженнями основних

несучих конструкцій будівель (стіни, фундамент) при первинній підробці в зоні

розтягу є вертикальні тріщини кладки з розкриттям від 0,5-10 мм до70-80 мм [9]

(рис. 1.4).

Рис. 1.4. Вертикальні тріщини в кладці стіни

44

У зоні стиску мульди при зрушенні стін і фундаментів виникають не лише

вертикальні тріщини, але й горизонтальні, а також системи косих тріщин. У

будівлях із дрібноштучного каменю, в системі косих, окремі тріщини зазвичай

невеликі за розміром, до 5 мм. Напрямок косих тріщин (45-60°) близький до

напрямку дії сили тяжіння і може загрожувати втраті стійкості стіни або

фундаменту. Переміщення частин конструкцій вздовж тріщин може призвести

до розшарування кладки.

Горизонтальні тріщини також невеликі, в окремих випадках 5-8 мм. Це

свідчить про наявність стиснень поперек коробки будівлі. У цьому випадку

основний вплив основи спрямований не вздовж площини стіни, а

перпендикулярно до неї. Переміщення частини тріщин вздовж стіни призводить

до виникнення вогнища пошкоджень навколо них у штукатурці і перегородках,

які знаходяться поблизу. Прогресуюче розкриття таких тріщин також може

призвести до втрати стійкості стін. Іноді косі тріщини переростають у

горизонтальні системи. Особливо, це спостерігається у будівлях, що розділені

осадовими або температурними швами, де суміжні відсіки перейшли в силове

зіткнення.

Наявність таких тріщин при підробці зазвичай не призводить до втрати

стійкості конструкцій. Найнебезпечнішими є пошкодження опорних частин

кладки простінків під віконними перемичками, балками перекриття, сходовими

балками, зсування балок перекриттів із гнізд, тріщини в колонах і димоходах.

Тріщини в основних конструкціях супроводжують пошкодження інших

конструкцій - щілини між перегородками і стінами, перекоси отворів,

відшаровування штукатурки вздовж тещин і їх систем, тріщини в перегородках,

здимання підлоги.

Специфічними є пошкодження будівель, в основі яких виникли

зосереджені, ступінчасті деформації основи. Такі пошкодження виявлені в

забудові Центрального геолого-промислового району Донбасу Іофісом М.А.,

Черняєвим В.І., Кренідою Ю.Ф., Сєріком А.Г., Шнейером В.Р., Блінніковою Є.В.

45

та ін. [37, 38, 41, 43, 89, 91, 250]. У цьому районі, при підробці свит крутоспадних

пластів на земній поверхні, регулярно виникають розположені уступи і тріщини,

а також на виходах під наноси тектонічних порушень й інших послаблень у товщі

гірських порід [41, 89,], при підробці яких також виникають зосереджені

деформації.

У будівлях, що побудовані з великих елементів (великопанельних і

великоблочних) з конструктивними захисним заходами, виникають

пошкодження, які зазвичай не призводять до порушення зв'язності між великими

елементами конструкцій, а також безпосередньо порушення безпеки [24, 37, 38].

Це такі пошкодження:

• щілини або тріщини на стиках панелей і блоків з порушенням зовнішньої

замазки з можливим пошкодженням герметики, яке проявляється у внутрішніх

приміщеннях, намокаючи на стиках панелей стін;

• відшарування зовнішньої і внутрішньої облицьованої плитки, особливо

на стиках панелей;

• перекоси отворів;

• порушення огорож деформаційних швів (викривлення нащельників та їх

можливий відрив під час вітру).

Пошкодження будівель при багаторазовій підробці має свої особливості.

При багаторазовій підробці можливі різні варіанти поєднання зон мульди

зсування, розтягу або стиску основи, в які може потрапляти будівля. Незважаючи

на різноманітність можливих варіантів деформування основи, основною

особливістю багаторазової підробки є накопичення шкідливого впливу і

погіршення загального стану приміщень [50].

Першою причиною погіршення технічного стану будівель є розкриття

тріщин на стінах і фундаментах, що виникли при первинній підробці і пов'язані

з ними пошкодження другорядних конструкцій. Другою причиною накопичення

шкідливого впливу є збільшення кількості тріщин, що може відповідати

кількості перетинів стін, які ослаблені отворами [40, 80].

46

Підробка території міста також зачіпає мережі сантехнічних комунікацій.

У секційних трубопроводах на стиках виникають тріщини й щілини з перекосом

суміжних відрізків труб, що призводить до розгерметизації стиків. Через

тріщини і щілини в ґрунт можуть просочуватися хозфікальні води з пошкодженої

каналізації. Крім того, на окремих ділянках трубопроводів можуть виникати

зворотні нахили, які перешкоджають вільному стоку рідини, її накопиченню і

витоку через оглядові колодязі на поверхню землі.

Визначити порушення герметичності стику секційного трубопроводу, що

знаходиться під землею, не завжди можливо, і до моменту закриття шахти

трубопровід залишається в ненормальному для експлуатації стані. У зв'язку з

цим, важливо спрогнозувати величину розкриття тріщини на стику, завдяки

якому зберігається герметичність трубопроводу. За додаткових зусиль, що

перевищують несущу здатність матеріалу конструкцій, у будівлях і спорудах

можуть виникати пошкодження. При багаторазовій підробці пошкодження

накопичуються, а стан будівель і споруд погіршується.

Оцінка очікуваного і фактичного стану пошкоджених будівель може бути

надана за допустимих умов підробки, що визначаються за кратністю, яка

представляє відношення потужності розроблюваного пласта до глибини його

залягання [84]. Для детальнішого визначення стану будівель розроблено

характеристики ступенів їх пошкоджень [22, 23, 24, 25, 28]. Вони наведені в табл.

1.1.

Таблиця 1.1

Ступені пошкоджень кам′янних будівель

Ступені

пошкоджен

ня будівель

Характеристика пошкоджень

I Незначні пошкодження

II Пошкодження, що не порушують умов експлуатації будівель

III Пошкодження, що частково порушують умови експлуатації будівель

IV Пошкодження, що тимчасово припиняють експлуатацію будівель

V Пошкодження, що частково руйнують будівлі

47

Можливі пошкодження будівель визначаються в залежності від ступеня

пошкоджень і групи будівель (табл. 1.2) [28].

При цьому, ступінь пошкоджень будівель визначалася за статистичними

залежностями відносної величини показника сумарних деформацій (∆ɭ) від

довжини будівлі. Величина (∆ɭ) визначається за формулою:

∆ɭ = ɭ √(𝑚ɛɛ)² + (𝑚𝑘𝐻

R)² (1.2)

де ɭ, H – відповідно довжина і висота будівлі;

mɛ, mₖ – коефіцієнти умов праці;

ɛ, R – розрахункові горизонтальні деформації і радіус кривизни основи.

В попередні роки було розроблено методику щодо можливості оцінки

пошкоджень другорядних конструкцій будівель [102] (перегородок, перекриттів

і підлог, прорізів), яка використана в «Правилах ...» [26]. Вона враховує ступінь

існуючого зносу стін будівель, який виник до початку впливу гірничих виробок.

Облік зносу будівель пропонується здійснювати шляхом оцінки зносу окремих

елементів конструкцій будівель. За відсутності такої можливості знос будівлі

оцінюється відношенням дійсного терміну служби до нормативного. Водночас,

не має можливості оцінити знос стін будівель, пов'язаний з виникненням тріщин

на несучих стінах фундаменту.

На даний час для того, щоб керувати пошкодженими будівлями за

допомогою спеціальних заходів захисту розроблено методику прогнозування їх

стану [76]. Сутністю цього прогнозу є встановлення статистичного зв'язку між

показниками, що характеризують гірничо-геологічні умови підробки і стану

будівель.

48

Таблиця 1.2

Залежність можливих пошкоджень будівель від показника сумарних

деформацій

Гр

уп

па

Найменування будівель

Ступ

інь о

чік

уван

их

пош

код ж

ень

Величина

розкриття

окремих

тріщин на

стінах

будівель

мм

Показник

сумарних

деформацій в

мм

Кількість поверхів

1-2

3

4 1 2 3 4 5 6 7

А Громадські монументальні

будівлі складної конфігурації в

плані із залами прольотом більше

12 м (театри, палаци культури і

спорту, адміністративні будівлі).

Пологові будинки та лікарні.

I 0-1 70 80 90

II 0-3 80 90 100

III 3-10 120 140 160

160

ІV 10-25 180 210 240

Б Будинки навчальних закладів,

готелі, стаціонарні лікувальні

заклади, дитячі садочки. Будинки

окремих магазинів, ресторанів,

кав′ярень і їдалень, хлібо- і

молокозаводів, лазень.

Громадські будівлі, що мають

вбудовані лікувальні заклади,

дитячі садочки, кінотеатри і

ресторани.

I 0-3 80 90 100

II 3-7 110 130 150

III 7-15 140 170 200

IV 15-60 230 270 310

V 60-140 300 360 433

В Житлові та адміністративні

будівлі, крім перерахованих у

групах А і Б.

I 0-3 80 90 100

II 3-10 120 140 160

III 10-25 180 210 240

IV 25-60 240 280 330

V 60-140 300 360 430

Г Виробничі будівлі майстерень,

комбінатів побутового

обслуговування, будівлі гаражів

та інші другорядні установи.

I 0-5 100 11- 130

II 5-25 170 - -

Ш 25-35 210 - -

IV 35-60 250 - -

V 60-140 300 - -

49

За показник, що характеризує гірничо-геологічні умови підробки

житлових і цивільних будівель та споруд з неповним каркасом, береться

розрахункова максимальна величина показника сумарних деформацій ∆ɭ або

виcоти виступу hу, а стан будівлі оцінюється за допустимою для нормальної

експлуатації величиною цього показника.

Розрахункова максимальна величина показника сумарних деформацій

визначається за формулами:

∆ɭ = ∆ɭ sμո

∆ɭs = ɭ√ⅿɛ2 ɛs

2 + ⅿ𝐾2 Κs

2 Η2 (1.3)

ℎ𝑦 = ℎ𝑦𝑆 = ∑ℎ𝑦𝑛

𝑁

1

де ɭ, Н – відповідно довжина і висота будівлі;

ⅿɛ, ⅿₖ – коефіцієнти умов праці;

ɛs, ΚS - розрахункові горизонтальні деформації і кривизна основи,

максимально можливі при обробці п гірських виробок при плавних деформаціях земної

поверхні;

∆ɭs – розрахунковий показник сумарних деформацій;

hy = hyS і hyn – розрахункова і сумарна висота виступів, а також очікувана висота

виступу від однієї очисної виробки;

𝜇𝐻 - коефіцієнт приспособлення будівлі до деформаційного впливу, отриманий

як відношення розрахункового показника сумарних деформацій до максимально

можливого від однієї очисної виробки.

Пошкодження великоелементних будівель оцінюються статистичною

залежністю, в якій за показник оцінки гірничо-геологічних умов підробки взято

відношення розрахункового показника сумарних деформацій - ∆ɭ до

аналогічного показника, але розрахованого відповідно до деформацій земної

поверхні, прийнятого при проектуванні - ∆ɭП. Зв'язок між цими показниками

50

можна охарактеризувати графіком, який наведений на рис. 1.5, і наступною

формулою.

К = ∆ɭ / ∆ɭП (1.4)

Рис. 1.5. Залежність ступеня пошкоджень, побудованих будівель, що мають заходи

захисту від показника К

За показник, який охарактеризовує стан будівель, взято ступінь

попошкоджень, що характеризується показником К (табл. 1.3).

Загалом, прогноз пошкоджень будівель за багаторазової підробки можна

виразити формулою [36, 77]:

δⅿ = δո ± ∆δ (1.5)

де δⅿ - очікуване розкриття тріщини в стіні будівлі, після підробки

планованої очисної виробки;

δո - розкриття тріщин в стіні будівлі від попередньої підробки, визначене

при обстеженні будівлі перед плануванням підробки;

51

∆δ - приріст розкриття тріщин у стінах будівель, очікуваний після підробки

планової очисної виробки, яка визначається за розробленим апаратом формул для

різного поєднання знаків деформацій від окремих очисних виробок [36, 34, 76].

Таблиця 1.3

Характеристика ступенів пошкоджень великоелементних будівель, що мають із

заходами захисту

Назва ступенів К Характер і величина

пошкоджень

Характер усунення

пошкоджень

Нормальна до 0,8 Пошкодження відсутні

Допустима 0,8-1,4 Щілини на стиках великих

елементів конструкцій

(більші ніж 0,3 мм)

Усуваються

плановим

періодичним

ремонтом під час

експлуатації будівель

Тимчасово

допустима

1,4-1,8 Тріщини по тілі несущих

елементів конструкцій

(більші ніж 0,3 мм)

Допускаються до

усунення під час

післяосадового

ремонту

Сучасні забудовані вугленосні території насичені різними інженерно-

технічними комунікаціями, які при підробці також піддаються шкідливому

впливу гірничих робіт.

Зварні трубопроводи (особливо газопроводи) - це найбільш несприятливі

комунікації для підробки. Напружений стан трубопроводу, що виникає при

підробці досить глибоко вивчали Караваєв Ю.І., Муллер Р.A, Матюшенко М.Д.,

Тригуб А.С., Козлов В.П. [13, 14, 15, 74], їхні праці знайшли відображення в

нормативних документах [4, 10, 12, 26, 76, 84]. Відповідно до розробок цих

науковців встановлено, що напружено-деформаційний стан підроблюваного

трубопроводу залежить не лише від поздовжніх горизонтальних деформацій

земної поверхні, але й ускладнюється факторами, що супроводжують його

будівництво й експлуатацію. До основних подібних факторів належать:

52

• інженерно-геологічні умови та фізико-механічні властивості ґрунтів, в

яких знаходяться трубопроводи під час підробки гірничого масиву;

• зміна температури труби в процесі монтажу і експлуатації трубопроводу;

внутрішній тиск газу, створює поздовжню напругу в трубі;

• зменшення товщини стінок під час корозії металу.

Прогноз граничного стану зварних трубопроводів передбачає попереднє,

до початку впливу гірничих робіт, здійснення заходів, що запобігає шкідливому

впливу.

За характером експлуатації секційні трубопроводи є менш небезпечні на

підроблюваних територіях. У секційних трубопроводах через піддатливість

стиків зусилля не накопичуються, а на стикових з'єднаннях перетворюються на

тріщини і щілини, що призводить до розгерметизації. Прогноз стану секційних

трубопроводів здійснюється відповідно до методик, викладених у галузевому

стандарті [28, 76] за допустимими горизонтальними деформаціями [ɛ] за

формулою:

[ɛ] = [ɛ]𝐻𝑘𝑝 (1.6)

де = [ɛ]Η - нормативно допустимий показник;

кр - коефіцієнт залишкового ресурсу визначається за відповідними

таблицями.

Таким чином, при плануванні підробки будівель і міських комунікацій

оцінка їх стану і ступеня пошкоджень ґрунтується на прогнозі деформацій земної

поверхні. Такий прогноз, базується на розрахунках пошкоджень, можливий і при

оцінюванні стану підробки будівель, а також міських комунікацій під час

закриття шахт. Однак, як бачимо з …..1.2, 1.6 достовірність прогнозу стану

будівель і міських комунікацій залежить від точності прогнозу деформацій

земної поверхні. Відповідно до досліджень Колбенкова С.П. і Медянцева А.Н.

[32, 33] точність такого прогнозу є малоймовірною (табл. 1.4) й суттєво

змінюється за мульдою зсування.

53

У той же час дослідження [41] показують, що частота утворення

граничних деформацій становить 1% від загальної кількості разглянутих точок

земної поверхні. Тому, достовірно здійснити оцінку стану підроблених будівель

і міських комунікацій розрахунковим шляхом досить проблематично.

Таблиця 1.4

Похибка визначення деформацій земної поверхні від окремої очисної виробки

Вид зрушень і деформацій Похибка визначення деформацій в точках

мульди (%)

За різницею

вимірів на двох

профільних лініях

Відхилення очікувані

від вимірів

Осідання 13 67

Горизонтальне зсування 25 127

Нахили 37 63

Горизонтальні деформації 28 140

Кривизна 73 -

У зв'язку з цим виникає задача виявити фактичний стан будівель і споруд,

безпосередньо, після виїмки вугілля і закриття шахт, шляхом проведення

спеціальних обстежень.

Способи оцінки стану будівель поза зонами впливу гірничих виробок.

Погіршення стану будівель відбувається і за відсутності підробки. Він

оцінюється у відповідності до фізичного зносу. Процес фізичного зносу будівель

і споруд відбувається як під впливом навколишнього середовища, так і під

впливом технологічних факторів [6]. З урахуванням заходів щодо ремонту,

налагодженням та обслуговуванням знос визнається нормальним. Відповідно до

зносу визначають нормативний термін служби будинків (tH).

У шахтарських населених пунктах більшість житлових кам'яних будівель

відносять до I-II категорії капітальності, що мають термін служби 100-150 років,

а дерев’яні щитові будинки до IV-VI категорій з терміном служби 30-50 років.

54

Оптимальний термін служби будівлі відповідає нормативному за умови

нормальної експлуатації [6, 7]. При цьому, повинні виконуватися наступні

умови:

• щорічні втрати первісної вартості, викликані зносом можна представити

виразом (ɑ - ∆ɑt), де ɑ - початкова вартість будівлі, а ∆ɑ = ɑ / tΗ.

• мінімальні витрати на ремонт мають відповідати затратам, які

представлені таким виразом [6] (рис. 1.6):

𝑃 = 1,036𝑡5үk (1.7)

де ү - відновлена вартість будівлі, k - коефіцієнт групи капітальності, який

для І-ї та ІІ-ї груп капітальності складає (5,6 ÷ 6,6)×10-3, а для ІІІ-ї, IV-ї груп -

(7,92 ÷ 16,85)×10-3.

У зв'язку з вищевикладеним, виникає задача, яка обумовлює необхідність

виявлення ступеня зміни стану будівлі, його вплив і зміни на подальшу

експлуатацію за умови, що у стінах появилися тріщини після відпрацювання всіх

запасів вугілля і закриття шахти.

Рис. 1.6. Графіки затрат на експлуатацію будівлі

1 - зниження первісної вартості будівлі, 2 - витрати на ремонт будівлі, 3 - витрати на

обслуговування будівлі, 4 - сумарні витрати на експлуатацію будівлі, Д - витрати на

експлуатацію будівлі, t і tH - оперативний і нормативний термін служби будівлі.

55

У цьому випадку мінімальні приведені витрати за весь нормативний

термін служби будівлі можна представити виразом:

𝑌 = ɑ − ∆ɑt + β + 1,036𝑡5үk (1.8)

Оскільки, окремі конструктивні елементи будівлі зношуються

неодинаково, то на практиці фізичний знос будівлі (на будь-який період часу)

встановлюють за допомогою таких способів:

• на підставі візуального огляду конструктивних елементів і визначення

відсотка втрати ними експлуатаційних властивостей внаслідок фізичного зносу;

• експертним шляхом з оцінкою залишкового терміну служби;

• розрахунковим шляхом за відсутності видимих ознак зносу;

• інженерними обстеженнями будівель із визначенням вартості робіт, що

необхідні для відновлення експлуатаційних властивостей і інженерних систем.

Сукупний фізичний знос будівлі визначають як середнє арифметичне

зносу окремих дев'яти елементів будівлі: фундамент, стіни, перекриття, дах і

покрівля, підлога, вікна і двері, оздоблювальні роботи, внутрішні санітарно-

технічні і електротехнічні прилади та інші елементи (сходи, балкони тощо).

Відповідно до цього використовується математична залежність:

Q𝑖 =

𝑛∑𝑑𝑖𝑙𝑖𝑖=1

100 (1.9)

де Q - сукупний фізичний знос будівлі;

di - питома вага вартості конструктивного елемента або інженерної

системи загальної відновлюваної вартості будівель у %;

ɭi - знос конструктивного елементу, встановлений при технічному

обстеженні у %.

Крім фізичного зносу будівля старіє морально, маючи дві форми. Перша,

пов'язана зі зменшенням вартості будівлі через те, що на момент оцінювання, на

56

зведення такої самої будівлі потрібно затрачати менше людського ресурсу. Друга

форма пов'язана зі старінням його елементів, внаслідок появи комфортнішого

помешкання (поява ліфтів, окремі кімнати, внутрішні пластмасові

сантехкомунікації тощо).

З попередніх розділів випливає, що при підробці будівлі і споруди

отримують пошкодження, які прискорюють фізичний знос конструкцій. Тому, на

момент закриття шахти, надаючи оцінку стану будівлям і спорудам це необхідно

враховувати.

1.3. Оцінка впливу багаторазової підробки територій шахтарських міст і

селищ та чинники змін урбоекосистем

На відміну від окремих будівель і споруд міста й селища мають значні

майданчики, що обумовлює специфічні умови їх підробки і виникнення

шкідливого впливу гірничих виробок. Розташування будівель на значних

площадках дозволили дослідникам Креніде Ю.Ф., Муллєру Р.А., Петухову І.А.

Івановій Л.А. класифікувати ці площі за наслідками підробки [27, 44, 47] для

здійснення прогнозів на запланованих до підробки площах.

З використання цього, підробка міст і селищ проводилася за спеціальними

проектами [27, 48, 50, 58, 60, 62, 63], які не запобігали надмірному накопиченню

шкідливого впливу гірничих робіт.

Проекти запланованих до підробки міст і селищ розроблялися на основі

вибору оптимального варіанту загальних заходів захисту, які забезпечують

зниження шкідливого впливу на весь комплекс споруд, різноманітних існуючих

у забудові конструкцій об'єктів [35, 39, 42, 44]. Комплекс заходів захисту,

призначається безпосередньо для забудованих зон у відповідності до запасів,

запланованих до відпрацювання тої частини шахтного поля, для якої складається

генеральний план відпрацювання.

Вибір оптимального варіанту комплексу спільних заходів захисту

визначається показником, який складається з чотирьох умов:

57

𝛱℈ ⇒ (𝛱℈)min

℈ ⇒ ℈max (1.10)

СГГ ≤ ДУ

У ≤ ПУ

де Π℈, Π℈min - відповідно очікувані і мінімальні втрати запасів вугілля в

надрах, пов'язані зі зменшенням шкідливого впливу гірничих виробок на

забудовані території;

Э, Эmаx, - відповідно економічна і максимальна економічна ефективність

виїмки запасів;

⇒ - напрямок зміни величини;

СГГ - річні збитки населеного пункту;

ДУ - допустимі річні збитки міста, селища;

У - загальний (сумарний) очікуваний збиток від підробки міста, селища;

ПУ - гранично допустимі збитки від підробки міста, селища.

Економічний зміст допустимих річних збитків являє собою потужність

ремонтної організації, спрямованої запобігати і знижувати шкідливий вплив

гірничих виробок, шляхом введення конструктивних захисних заходів і

проведення ремонтних робіт. Визначення ДУ здійснюється за формулою:

ДУ = РДК∑𝛼ᵢ𝑁ᵢ (1.11)

де РД - можливі річні ресурси для подолання наслідків завданої шкоди

підроблюваного міста в частках відновлюваної вартості будівель, споруд;

К - соціальний коефіцієнт міста, селища;

∑𝛼ᵢ𝑁ᵢ - сумарна відновлювана вартість будівель і споруд міста з

урахуванням коефіцієнту забезпеченості.

58

Економічний зміст гранично допустимих збитків ΠУ - це сумарні збитки

від поступового дострокового припинення експлуатації об'єктів міст, селищ і

будівництва нових об'єктів замість тих, що зносилися:

ПУ = УС𝐻 + УС𝐻К (1.12)

де УСН - збитки від дострокового припинення експлуатації міських

будинків, що зносилися;

УС𝐻К

- збитки від дострокового припинення експлуатації комунікацій.

Вище зазначене свідчить, що при плануванні виїмки запасів вугілля у

шахтарських містах і селищах можна передбачати достатню кількість ресурсів

на запобігання або зниження шкідливого впливу гірничих виробок. Ці ресурси,

відповідно, розраховуються на досить тривалий період або на термін

відпрацювання частини шахтного поля чи терміну існування гірничого

підприємства. Однак, ці підробки були виконані до 1986 року, коли гірські

підприємства перебували на дотаціях держави. На теперішній час, коли

нерентабельні шахти закриваються, цей режим порушено. Тому, виникає задача

оцінити відповідності сучасного стану об'єктів на раніше підроблюваних

забудованих територіях і його відповідність до раніше запланованих збитків, що

виникають при безпосередній підробці запасів вугілля.

Незважаючи на планування гірничих робіт під містами і селищами,

безпосередньо, при виїмці вугілля у будівлях і спорудах виникали пошкодження.

Враховуючи, що є можливість виникнення недопустимих пошкоджень будівель

і споруд за багаторазової підробки свит пластів вугілля, було досліджено частоту

накопичення деформацій земної поверхні на забудованих територіях міст. Ці

дослідження показали, що частота виникнення випадків накопичення

деформацій земної поверхні становить від 25 до 31% [40, 41] і залежить від

вивченості гірничо-геологічних умов залягання світ пластів. З них до 10%

становлять випадки виникнення недопустимих деформацій земної поверхні і

59

лише 1% - це випадки, які можуть викликати деформації більші за гранично

допустимі [40, 41].

Таким чином, незважаючи на вживані заходи захисту гірничого,

будівничого і експлуатаційного характеру, на забудованих територіях,

виникають деформації земної поверхні більш очікуваних величин, які

призводять до виникнення пошкоджень, що перевищують очікувані. Частина

цих пошкоджень усувається при післяосадочному ремонті, а невідновлювана

частина пошкоджень залишається у вигляді не завданої шкоди. Це впливає на

нормальну подальшу експлуатацію об'єктів, навіть, після закриття шахти. В

цілому, для відновлення нормальної експлуатації пошкоджених об'єктів,

необхідно виявити вплив завданої шкоди на технічний стан окремих будівель на

забудованих територіях.

Існуючі підходи до розрахунку зсувань і деформацій земної поверхні. За

багаторічну історію вивчення зсування гірських порід велика кількість

дослідників розробляли і вдосконалювали методи розрахунку зсувань і

деформацій земної поверхні. Методи прогнозу можна поділити на 3 основні

групи: теоретичні, методи засновані на функціях впливу та емпіричні.

В основу теоретичних методів лягли основні, як правило спрощені,

уявлення про механізм процесу зсування або аналогії з фізичними явищами, які

за проявом близькі (поширення і перенесення тепла, явище дифузії, вигин

пружних балок, стохастичні процеси тощо) [118, 129, 20, 21, 130, 131, 132, 133,

134, 135, 136, 137, 138].

Розвиток теоретичних методів насамперед пов'язаний з іменами

С.Г. Авершина, Р.А. Муллера, Е. Літвінішина, В.Н. Земісева.

Особливе місце серед методів розрахунку зсувань посідає група, в основі

якої лежить принцип одиничних впливів. У цьому випадку зсування деяких

точок розглядаються, як сума впливів окремих елементарних об’ємів виробки.

Якщо знайти величину зсувань поверхні під дією елементу виробки, в залежності

від взаємного розташування останнього і точок поверхні, то можна визначити і

сумарний вплив. Розробляли і розвивали даний метод R. Bals [20, 132, 133], С.

60

Кнотте [139, 140], Н.М. Єршов [141], С.П. Колбенков і А.Н. Павлов [142], В.І.

М’якенький [143] та ін. Найбільш показовими в даному напрямі є праці Н.М.

Єршова [141], С.П. Колбенкова, А.Н. Павлова [142]. Виходячи з даних

досліджень, С.П. Колбенковим були визначені типові криві осідання, що

задаються за допомогою функції Гауса, в залежності від коефіцієнтів підробки

земної поверхні. Ці типові криві використані в «Правилах охорони ...» [26, 76].

Метод підсумовування елементарних осідань не містить жодних обмежень

стосовно форми й розташування виробки, і кожна функція елементарного

осідання може мати свої коефіцієнти. Однак, для отримання замкнутих рішень,

приймається, що виробка має форму прямокутника, сторони якого паралельні до

елементів залягання порід, потужність і кут падіння пласта однакові, в межах

очисної виробки, кожен елементарний об'єм дає однакову елементарну мульду.

У нашій країні дослідження, пов'язані з прогнозом зсувань і деформацій в

умовах спокійного залягання пластів, після 60-70 років практично були згорнуті.

Це пояснюється наступними причинами: для основних вугільних басейнів були

отримані типові криві, що дають цілком задовільне рішення і зусилля

дослідників були спрямовані на вивчення зсувань і деформацій у складних

гірничо-геологічних умовах.

На підставі виконаного аналізу методів розрахунку зсувань і деформацій

земної поверхні можна зробити наступні висновки:

1) мульду зсування на земній поверхні можна описати великою

кількістю різноманітних математичних рівнянь, які даватимуть тотожні

результати.

2) Метод функцій одиничного впливу є найпоширеніші як у

вітчизняній, так і світовій практиці. Найбільшим недоліком існуючих рішень є

те, що для отримання замкнутих рішень вводиться ряд спрощень до початкових

і граничних умов.

3) На даний час відсутні рішення щодо методики розрахунків

деформацій земної поверхні, в умовах складних контурів, виробленого простору,

зміни потужності і кутів падіння пластів.

61

Розрахунок зсувань і деформацій земної поверхні на полях шахт, що

закриваються, необхідний для наступних цілей:

1) визначення осідань земної поверхні за весь період відпрацювання

запасів для визначення ділянок можливого заболочування, підтоплення і

затоплення.

2) виділення ділянок з максимальними вертикальними деформаціями, що

визначають зони максимальних зависань шарів гірських порід, які можуть надалі

активізуватися у момент затоплення.

3) виділення ділянок з максимальними горизонтальними деформаціями до

яких можна віднести максимальні пошкодження будівель і споруд.

Для вирішення першої і другої задач необхідно мати величини за весь

період відпрацювання запасів, а для третьої - зсувань і деформації за період

існування конкретних будівель і споруд.

Розрахунок зсувань і деформацій земної поверхні від великої кількості

виробок на великій площі, навіть, в межах одного шахтного поля до цього часу,

практично, ніколи не виконувався. Це пояснюється наступними причинами:

1) не було гострої необхідності в таких розрахунках;

2) існуючі методики прогнозу дозволяли визначати зсування і деформації

тільки від ідеалізованих лав;

3) виконати такі розрахунки без сучасних інформаційних технологій було

неможливо, як з точки зору обчислення зсувань від декількох сотень виробок,

так і декількох тисяч розрахункових точок.

Відповідні, в нашій країні, підходи до розрахунку очікуваних зсувань і

деформацій [26, 76, 115], розроблені в середині 20 століття, передбачають

декілька обмежень на виконання розрахунків, а саме:

1) очисна виробка має форму прямокутника;

2) сторони (межі) виробки орієнтовані на паралельні елементи залягання

пласта.

62

Компоненти зсування і деформації земної поверхні отримують у напрямку

головних перетинів, тобто за простяганням і навхрест простягання пласта. За

цими напрямками проводиться підсумовування величин на окремих виробках.

Такий підхід виправданий під час виконання розрахунків від невеликої

кількості виробок, що є важливо при підробці та погодженні заходів захисту. Ці

проекти на практиці, як правило, складають на одну, максимум на дві лави. При

цьому, попередній вплив на деформації, що виникли раніше не враховується.

Для оцінки зсувань і деформацій земної поверхні на полях, де

закриваються шахти такий підхід не годиться. Це пояснюється тим, що, навіть, в

межах одного шахтного поля напрямок елементів простягання пластів

змінюється. На рис. 1.7 наведено приклади, що підтверджують це твердження.

Рис. 1.7. Можливі випадки зміни простягання пластів у межах окремих

шахтних полів або групи сусідніх шахт

У межах шахтного поля можна спостерігати поступові невеликі зміни

простягання пластів, які практично не впливають на технологію відпрацювання

(рис. 1.7, а). Разом з тим, якщо розглядати виробку значної протяжності, то

виникає істотне відхилення виробки від прямокутника. Для застосування

стандартної методики розрахунку протяжної виробки, необхідно розбивати на

кілька окремих виробок, які будуть охарактеризовуватися постійним кутом

розвороту щодо генерального простягання пластів.

63

При заляганні пластів у вигляді антиклінальної складки (рис. 1.7, б) гірські

роботи, що проводяться в протилежних крилах, як правило, не створюють

перешкод. Винятком є роботи в замковій частині у напрямку простягання (зона

А, рис. 1.7, б), де спостерігається взаємний вплив виробок і поступова зміна

простягання. Простягання крил складки може відрізнятися величиною до 130-

180°.

У синклінальних складках (рис. 1.7, в), навпаки, відбувається концентрація

зон впливу, тому що вплив протилежних крил накладається один на одного.

Разом з тим, загальна зона впливу концентрується в середині складки. Характер

змін простягання пластів залишається таким само, як і в антиклінальній складці.

При відносно стійкому і в загальному моноклінальному заляганні пластів

у блоках, що обмежені розривними порушеннями, можна спостерігати напрямок

падіння і простягання пластів (рис. 1.7, г). Блоки А і Б розділені розривними

порушеннями. При цьому, в блоці А породи падають до порушення, а в блоці Б

- уздовж порушення.

Перераховане вище, створює необхідність шукати новий підхід до оцінки

зсувань і деформацій на великих площах. Цей підхід повинен базуватися на

відході від зсувань і деформацій по протиранню і навхрест простяганню, які є не

однозначними, змінюються і не дозволяють підсумовувати величини від

окремих виробок.

Геомеханічний стан розробленого масиву гірських порід і земної

поверхні. Геомеханічні процеси, які відбулися в масивах гірських порід при

відпрацюванні вугільних пластів, дуже різноманітні та тісно пов'язані з гірничо-

геологічними умовами розробки. Слід зазначити, що особливості процесу

зсування, які з одного боку зумовили найбільш серйозні пошкодження у будівлях

і спорудах, а з іншого можуть стати причиною активізації при затопленні шахт.

Геомеханічні процеси в товщі гірських порід, як наслідок проведення

виробок. У результаті цього змінилося природне напруження стану гірських

порід, що викликало інші зміни. Найбільш складні процеси відбулися при

веденні гірських робіт в умовах порушеного залягання порід, до яких можна

64

віднести складчасте залягання порід і наявність в підробленому масиві

розривних тектонічних порушень, при розробці світи крутоспадних пластів. Такі

умови прийнято називати складними. У них спостерігається аномальний

розвиток процесів зсування, що викликає зосередження деформації в основі

будівель і споруд, і як наслідок, значні пошкодження поверхневих об'єктів.

Складні гірничі пошкодження поверхневих об'єктів. Складні гірничо-геологічні

умови є найбільш потенційно небезпечні при затопленні шахт.

Виходячи з цього, розглянемо основні схеми зсування гірничих порід і

земної поверхні. Масиви гірських порід вугільних родовищ мають яскраво

виражену шарувату будову. Тому, надаємо перевагу теоріям і схемам зсування,

які ґрунтуються на розгляді масивів, як неоднорідного шаруватого середовища.

Тут варто відзначити праці Г.Л. Фісенка [117, 119, 120] і В.Н. Земісева [118].

Вони розглядають масив, як середовище, яке складається із шарів різної

потужності, що має різні фізико-механічні і деформаційні характеристики. У

такому середовищі найбільш слабкі контакти між шарами - це поверхневий

розрив безперервних деформацій і зсувів. Через досить низьке зчеплення з цим

контактом їх можна охарактеризувати, в основному, коефіцієнтом тертя, а самі

шари можуть розглядатися як однорідні сплошні пружні тіла. Та обставина, що

зчеплення на контактах набагато менше (на 1-2 порядки), ніж міцність шарів -це

основне значення. Саме тому, в областях розвантаження масиву гірські породи

легко розшаровуються і зсуваються по контактах. Особливо, яскраво ці процеси

відбуваються у породах покрівлі, де спрямування сили тяжіння збігається з

напрямком руху шарів.

Навколо горизонтальної або пологої очисної виробки виділяють декілька

зон, які відрізняються за характером деформацій і розподілом напруження

(рис. 1.7) [117, 118].

Зона обвалу. Породи в цій зоні відокремлюються від масиву у вигляді

блоків, шарів і переміщуються у вироблений простір з порушенням природної

будови. Зазвичай вважається, що висота зони обвалу дорівнює (3-4) вийняті

потужності пласта. Автор [118] вказує, що розрахунок зсувань і деформацій в

65

зоні обвалення неможливий, проте, розміри зони обвалення і ступінь розпушення

порід в зоні обвалення впливають на величини деформацій в інших зонах.

Рис. 1.8. Зони зсування навколо очисної виробки при розробці пологого пласта: 1 - зона обвалення; 2 – зона повних зсувань; 3 - вигин; 4 - опорний тиск

Зона повних (рівномірних) зсувань. Дану зону можна охарактеризувати

так: породи в ній отримують опору на ґрунті розроблюваного пласта, а вектори

зсування приблизно рівні, паралельні один до одного, і спрямовані вздовж

нормалі до нашарування [118, 121]. Шари в цій зоні розташовуються паралельно

до площини природного залягання, але відчувають деформації розширення, які

обумовлені розвантаженням і розщільненням на контактах внаслідок відносного

зміщення [121]. Зона повних зсувань утворюється за певних розмірів виробки і

певної потужності пласта.

Зона вигину. У зоні вигину в породах вкритої товщі, напрямок сили

тяжіння збігається з напрямком зміщень. У шаруватому масиві шари опиняються

в положенні плит, консолей, балок, що знаходяться під дією власної ваги. Саме

тому, деформації порід в зоні вигину охарактеризовують розслоєнням товщі на

окремих тонких шарах (плитах) і їх вигином зі збереженням зв'язку між

окремими блоками. Розрив між шарами відбувається не одночасно, а послідовно

залежно від виробки до земної поверхні.

66

Характерною особливість деформування кожного шару є деформація

стиску (розтягу), що залежить від кривизни нейтральної лінії [118]. Кривизна

нейтральної лінії шару визначається заданим переміщенням шарів, які залягають

в зоні вигину й опорного тиску. Кривизна шарів і їх потужність визначають

ширину і глибину розкриття тріщин в окремому шарі. Глибина розкриття тріщин

становить, як правило, більше 2/3 потужності. Відстань між тріщинами пов'язана

з інтенсивністю тріщинуватості за нормалі до нашарування. Ці відстані зазвичай

співмірні з потужністю окремого шару [118]. Відносні деформації, при яких

гірські породи починають втрачати первинну суцільність, згідно [122] рівні: для

глинистих сланців 0,006-0,008; для вапняків 0,005-0,008; для пісковиків і

конгломератів 0,003-0,004; для вугілля 0,002-0,003. Через невелику потужність

шарів горизонтальні зсування масиву незначні, а загалом основні види

деформацій пропорційні вийнятій потужності пласта.

Дуже важливе питання частоти розташування контактів, за якими

відбувається розшарування порід і міжшарові зсування. Вона повинна залежати

від складу порід, їх міцності і потужності пласта [117], що відпрацьовується.

Фактичних даних про цей параметр дуже мало, проте, у працях [117, 119]

висловлюється думка, що частота таких контактів зменшується, якщо

віддалятися від розроблюваного пласта. Безпосередньо, поблизу зони обвалення,

відстань між площинами розшарування може складати 1-2 м, а у товщі, що

розміщена вище - через 30 м і більше.

Зона опорного тиску. Частина масиву в межах області впливу очисної

виробки, в якій нормальна до її площини напруга більша, ніж в незайманому

масиві, називається зоною опорного тиску.

Виникнення цієї зони є наслідком того, що на крайові частини пласта

вугілля (або породи), передається вага підроблених порід, які не отримали опори

на підошві виробки [121]. Межею зони опорного тиску з боку виробленого

простору є лінія зламу шарів (положення точок з максимальною кривизною

опуклості). Ця лінія відхиляється від нормалі, що проходить через кордон

67

виробки, в бік виробленого простору і має нахил під кутом 65-80°. У точках лінії

зламу виникають максимальні горизонтальні деформації розтягу.

У зоні впливу очисної виробки утворюється велика кількість тріщин,

розшарувань і зависань. Картину цих явищ можна ілюструвати результатами

змодельованими на еквівалентних матеріалах (рис. 1.9) [118].

Рис. 1.9. Тріщини, розшарування і зависання над очисною виробкою за даними

моделювання

Над кордоном виробленого простору утворюються порожнечі - 2,

зумовлені зависанням порід покрівлі над ціликом. Через те, що масив

складається з порід різної міцності й потужності, котрі не можуть однаково

згинатися, в підроблених шарах утворюються тріщини розшарування - 3. У

межах кожного окремого шару за певних умов можуть виникати нормальні січні

тріщини - 4. На рис. 1.8 чітко виділяється межа між зоною вигину і опорним

тиском, яка представлена тріщинами -1, і приурочена максимальній кривизні

опуклості й максимальним деформаціям розтягу. Слід зазначити, що параметри

цих зон вивчені недостатньо. Водночас, порожнечі, що тут утворилися, можуть

стати ініціаторами активізації процесів зсування під час закриття шахт.

Найбільшу увагу дослідники приділяли зоні водопровідних тріщин (ЗВТ).

Даному питанню присвячені праці, зокрема, С.Г. Авершина, Е.В. Бошенятова,

Б.Я. Гвірцмана, В.Н. Гусєва, В.Н. Земісева, Л.М. Івачева, Н.Н. Кацнельсона, І. М.

68

Ксенди, А.С. Миронова, А.В. Мохова, Ю.А. Норватова, І.В. Хохлова, Н.Ф.

Шалагінова [144-166].

Під зоною водопровідних тріщин розуміють ділянку, де спостерігається

сукупність тріщин відшарування і нормально січних тріщин в підроблюваній

товщі гірських порід, пов’язаних з виробленим простором підроблюваного

пласта [165]. Водопровідними тріщинами прийнято вважати техногенні тріщини,

що перетинають водоносні і відносно водотривкі пласти, які гідравлічно активно

пов'язані з виробленим простором [159].

У спеціальній літературі є велика кількість формул для визначення висоти

водопровідних тріщин, проте, вони часто суперечливі.

Панасенко Г.П. [160] наводить дані, що стосуються праці з обвалення

покрівлі, де висота зони водопровідних тріщин в антрацитових районах

становить 52-m, при частковій закладці - 44-m, де m - виймальна потужність

пласта. При відпрацюванні вугілля марок ОС, К, Ж з повною руйнацією ця

величина складає 78-m. За дослідженнями І.П. Чигринова [167] в районах

відпрацювання вугілля марок Д, Г так само з повною руйнацією дана величина

становить HТ - 136,8 • m - 24,8.

Саме ці параметри наведені в «Методичних вказівках ...» [168]. Таким

чином, автори даного документа пов'язують висоту ЗВТ зі ступенем

метаморфізму і частково зі способом управління покрівлею. При цьому,

передбачається, що зі збільшенням ступеня метаморфізму порід висота зони

водопровідних тріщин зменшується.

За даними польових експериментальних робіт для умов східного Донбасу

[166] встановлено наступні емпіричні залежності висоти зони водопровідних

тріщин від виймальної потужності пласта: для антрацитових районів

НТ = 47,7m - 7; для коксового вугілля HТ = 48 m +17. За даними формулами висота

ЗВТ в антрацитових районах менша, ніж в районах залягання коксового вугілля.

Бошенятов Е.В. [165] проаналізував 35 випадків визначення висоти ЗВТ в

різних вугільних басейнах колишнього СРСР і показав, що зі збільшенням

69

ступеня метаморфізму вміщуючих порід висота ЗВТ збільшується. Такі

результати автор переконливо пояснює наступними причинами:

1) глинисті породи здатні набухати, і зі збільшенням ступеня метаморфізму

ця здатність втрачається;

2) глинисті породи здатні до пластичної деформації без утворення тріщин;

3) зі зростанням ступеня метаморфізму порід зростає відношення меж

пружності на стиску і розтягу, тому породи стають крихкішими;

4) зі зростанням ступеня метаморфізму порід зменшується зона стиску при

шарнірному деформуванні окремого шару (пачки шарів), що викликає

зменшення критичних деформацій уздовж нашарування, яке призводить до

створення водопровідних тріщин у шарі.

Дещо інший підхід використовує В.Н. Гусєв [145, 149, 150, 151]. Він

пропонує для визначення висоти зони водопровідних тріщин використовувати

граничну (критичну) кривизну шарів. Залежно від літологічного складу порід ця

величина обчислюється за формулою:

Кг=0,8·еА·10-3, 1/м,

де е - основа натуральних логарифмів;

А - вміст порід глинистого складу (алевролітів, аргіліту, глинистих сланців

та ін.) у частках від розроблюваної товщі.

Відповідно до цього їм пропонується наступна формула для визначення

висоти зони водопровідних тріщин при одному розроблюваному пласті:

𝐻𝑇 = 70√m · e−A

Таким чином, на думку дослідників, наявні пропозиції свідчать, що

основними факторами, які, впливають на висоту зони водопровідних тріщин є:

потужність відпрацьованого пласта, міцність порід, що вміщуються або ступінь

метаморфізму вугілля, наявність певного відсоткового вмісту глинистих порід.

Недоліком всіх проаналізованих пропозицій є те, що не враховується глибина

розробки, а також послідовність розташування водопровідних і водотривких

70

шарів у підробленій товщі. Ніде не відзначається вплив кута падіння шарів

гірських порід, хоча зі збільшенням кутів падіння картина зсувань всього масиву

і земної поверхні істотно змінюється.

Мало вивченими є питання величин і розташування розшарувань масивів

порід, а також розпушення порід над виробленим простором. Разом з тим, дані

параметри є тими основними причинами, які можуть активізувати масив і

спровокувати зсування при затопленні шахт.

З точки зору можливої активізації процесів зсування земної поверхні при

затопленні шахт, варто окремо виділити місця утворення зосереджених

деформацій земної поверхні в період підробки. Зосереджені деформації земної

поверхні на Донбасі спостерігаються у трьох випадках:

1) при розробці світи крутоспадних пластів у Центральному районі

Донбасу;

2) при відпрацюванні розривних тектонічних порушень;

3) при відпрацюванні пластів, що залягають у складчастих структурах.

Принциповою відмінністю деформування земної поверхні в Центральному

районі Донбасу є утворення на земній поверхні ступінчастоутворюючої мульди

із зосередженими деформаціями у вигляді уступів. Утворення уступів

супроводжується значними горизонтальними і вертикальними деформаціями.

Такий прояв зсування на земній поверхні можна пояснити двома основними

причинами:

1) великою кількістю спільно відпрацьованих пластів;

2) малою потужністю четвертинних відкладень (від 0 до 4 м), що не дає

можливість згладжувати зсування, які відбуваються у корінних породах карбону.

Дослідженням процесів зсувань в ЦРД, присвячені роботи Гавриленка Ю.Н.,

Іофіса М.А., Земісева В.Н., Сіріка А.Г., Черняєва ВІ., Чижикова С.Ф. [169, 170,

171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 91, 179, 180].

Основні закономірності утворення зворотніх уступів у напівмульді за

падінням полягають у наступному:

71

1) вони утворюються у результаті консольного вигину шарів гірських

порід і їх зсування у напрямку найбільш ослаблених контактів поблизу поверхні

[169,172, 173, 174, 178];

2) відстані між уступами змінюється в широких межах від 10 до 120м, при

середньому значенні 30 м;

3) швидкість зростання уступів у середньому 2-5 см/год [180];

4) висоти уступів залежать від потужностей пачок (відстань між уступами),

що деформуються, нахилів земної поверхні в мульді, пов'язаних з осіданням

поверхні кута падіння порід.

Величини зворотніх уступів пропорційні згладженим зсуванням і

деформаціям у момент зростання згладжених деформацій, а при їх зменшенні ці

зв'язки відсутні [180, 177].

Найповнішу картину формування уступів розкрито в працях Ю.Н.

Гавриленка [169, 170].

При розробці світи крутоспадних пластів на земній поверхні утворюється

серія уступів, простягання яких збігається з простягання шарів гірських порід

(рис. 1.10).

А В

Рис. 1.10. Схема утворення уступів при розробці світи крутоспадних пластів

72

Уступи спостерігаються як в напівмульді за падінням (зона А), так і в

напівмульді за підняттям (зона В). У напівмульді за падінням у результаті вигину

вбік виробленого простору відбувається взаємне зміщення міцних шарів за

слабкими прошарками або за контактами.

У напівмульді за підняттям, крім вигину шарів, до центру мульди,

відбувається зміщення шарів за контактами нашарувань. Висоти уступів у цій

зоні досягають 50-60 см, в той же час, як в напівмульді за падінням не

перевищують 25 см.

Насичення слабких прошарків при затопленні шахт може призвести до

додаткового зниження міцності їх властивостей і спровокувати активізацію

уступів. Це відноситься, перш за все, до напівмульди за підняттям на виходах

пластів. Активізація уступів у напівмульді за падінням малоймовірна.

Ще більш складні процеси відбуваються при розробці вугільних пластів,

що залягають у складках. Дослідженню цих процесів, присвячені праці

М.А. Іофіса, А.М. Дмитренка, О.Б. Черняевої, Ю.Г. Паніна, Ю.Н. Гавриленка,

В.Н. Земісева, Ю.Б. Файнштейна [181 - 196]. Основна увага приділялася

аномальному розвитку процесів зсування у синклінальних і флексурних

складках. Вважалося, що антиклінальні складки не мають істотного впливу на

процеси зсування.

При розробці вугільних пластів, які залягають у синклінальних складках,

виділяють 3 основні зони зсування, що відрізняються величинами і

спрямуванням векторів зсуву [181] (рис. 1.11):

I - зона вигину порід;

II - зона зсування у напрямку нашарування з боку підняття;

III - зона зсування у напрямку нашарування з боку падіння.

73

Рис. 1.11. Зони зсування у синклінальній складці за Ю.М. Гавриленком

Перехідними зонами, між трьома основними, можна вважати зони І-А та I-

Б, що розташовані над зоною опорного тиску, і їх зсування - це сума зсувань за

нормалі і вздовж нашарування.

Дуже часто в таких умовах можуть утворюватися зосереджені деформації

у вигляді уступів. Основною причиною утворення і розвитку уступів в

шаруватих складчастих масивах є анізотропія, визначена зміною кутів падіння

шарів. У результаті зміни кута падіння відбувається зріз шарів поперек

шаруватості. Це призводить до утворень на поверхні уступів, висота яких більша

за 1 м. Зона зрізу порід є зоною підвищеної тріщинуватості і може

використовуватися, як зона водонасичення при затопленні шахт.

Розривні геологічні порушення при їх підробці також можуть провокувати

аномальний розвиток процесу зсування у масиві гірських порід і на земній

поверхні. Найповніші дослідження даної проблеми були проведені у вугільних

басейнах колишнього СССР. Тут варто віднести праці Ю.М. Гавриленка, В.Н.

Земісева, В.І. Коваленка, Ю.Б. Файнштейна [197 - 212].

Прояв порушень може виражатися у збільшені зсувань над породами

висячого крила і, навпаки, над крилом, що відпрацьовується; в укороченні

мульди зсування з боку висячого крила; в асиметричній картині розподілу

зсувань у різних напівмульдах; концентрації деформацій і, в першу чергу,

горизонтальні деформації стиску на ділянці виходу порушеної зони. Форми

74

проявів розривів залежать від великого числа факторів, основними із яких є:

положення порушення в зоні впливу виробки; потужність тектонічної зони, її кут

падіння, наявність прирозривної складчатості; потужність наносів.

Прояв розривних тектонічних порушень визначається, перш за все, тим, що

міцність порід в порушеній зоні нижча, ніж в оточуючому масиві. У зонах

порушень зустрічаються зони заповнені глінками тертя. В цілому, можна

припустити, що при затопленні шахт міцність порід у зоні порушень

знижуватиметься і це може стати причиною змін напружено-деформованого

стану масиву і призвести до додаткових зсувань і деформацій земної поверхні.

1.4. Узагальнені прогнозні оцінки поведінки масиву гірських порід і земної

поверхні при закритті шахт

До моменту закриття шахт багаторазово підроблений масив має зони

розшарувань, зависань, не повністю ущільнених обвалених порід, ділянки з

техногенними розривами.

У процесі затоплення властивості міцності, особливо глинистих порід,

зменшуються, що може призвести до втрати усталеної рівноваги товщі гірських

порід і до активізації процесів зсування, у результаті чого виникнуть додаткові

зсування і деформації земної поверхні. При цьому, можна виділити наступні

умови і причини активізації процесів зсування:

1. Ліквідація розшарувань, зависань, додаткові ущільнення порід у

зонах обвалень;

2. Додаткові зсування у слабких крутоспадних пропластах і прошарках,

зумовлені зменшенням їх міцнісних властивостей. Такі прояви можливі на

виходах крутоспадних пластів і в замкових частинах антикліналей;

3. Активізація тектонічних порушень, особливо, ті що мають зони

перем'ятих до глинистого стану порід;

75

4. Активізація ділянок, де проявляються зосереджені деформації в

результаті ущільнення порід у зонах обвалень і розшарувань, і додаткових зсувів

в утворених техногенних розривах.

В своїх богаторічних дослідженнях, автор застосував та удосконалив підхід

до прогнозу активізації зсувань у результаті додаткового ущільнення порід і

ліквідацій зависань, який ґрунтується на прогнозуванні, так званої, потужності

активізації mа [213].

Цю величину для кожної відпрацьованої виробки можна оцінити за

формулою:

𝑚𝑎 = 𝑘1 · 𝑘2 · 𝑘3 · 𝑘4 · 𝑘5 · 𝑘6 · 𝑚ϐ (1)

де 𝑚в - відпрацьована потужність пласта;

𝑘ⅰ - коефіцієнти, що характеризують гірничотехнічні умови

відпрацювання.

Значення цих коефіцієнтів прийняті на основі існуючих уявлень про

геомеханічний стан підробленого масиву.

Коефіцієнт k 1 визначається ступенем метаморфізму порід і

охарактеризовує ступінь розшарування масиву. Його значення змінюється від 0,9

в антрацитових районах до 0,7 в районах, де залягають марки вугілля Д і Г.

Коефіцієнт k 2 залежить від типу порід безпосередньої покрівлі, що

визначає стан порід у зоні обвалення. Він змінюється від 0,35 до 0,45 в

залежності від класу обвалення покрівлі пластів: чим вища обваленість порід,

тим менше значення має даний коефіцієнт.

Значення коефіцієнту k3, визначається обводненістю гірських порід. Його

значення змінюється від 1,0 для повністю осушених до 0,7 для сильно

обводнених порід.

Коефіцієнт k4 залежить від глибини існуючої виробки. При обґрунтуванні

цього коефіцієнта, взято до уваги і той факт, що в період війни майже всі шахти

були затоплені і над виробленим простором вже могли відбутися додаткові

76

деформації гірського масиву. Середня глибина гірничих робіт на той період

сягала близько 300 м. Тому, для визначення даного коефіцієнта рекомендується

наступна формула:

𝑘4 = √300

𝐻 (1.18)

де H - середня глибина розташування виробки, м.

Виходячи з цієї формули значення коефіцієнта k4 складає 1,0 при глибині

300 м і 0,55 при глибині 1000 м.

Коефіцієнтом k5 враховується спосіб управління покрівлею при веденні

гірничих робіт. Його значення рекомендується прийняти рівними: 0,05 при

гідравлічній закладці, 0,15 - при пневматичній; 0,40 - при самопливній закладці;

0,75 - при повному обваленні; 0,80 - при плавному опусканні; 0,95 - при

щитовому відпрацюванні крутих пластів і 1,0 - при утриманні покрівлі на

вогнищах.

Коефіцієнт k 6 залежить від системи розробки вугільних пластів

(управління гірничим тиском). Його значення змінюється від 1,0 - без розділення

вугільних пластів на шари до 0,8 з розділенням на шари.

В цілому, величина потужності активізації може складати 5-25% від

виймальної потужності пласта. Варто думати, що активізація зсування гірських

порід при затопленні шахт не повинна викликати розширення мульди зсування

на земній поверхні.

Найскладнішим і практично не розв'язним є питання прогнозування часу і

місця активізації проявів зсувань. Тому, слід визнати, що основою для оцінки

зсувань активізації підробленої товщі і земної поверхні є маркшейдерський

(геомеханічний) моніторинг територій шахт, що закриваються.

Геомеханічний моніторинг земної поверхні шахтних полів шахт, що

закриваються має свої особливості в порівнянні з дослідженнями зсувань над

діючими виробками. Основна принципова відмінність полягає в тому, що значно

більші площі можливих активізацій. Спостережень в подібних умовах у світовій

77

практиці не зазначено. Тому, для виявлення зсувань земної поверхні, зумовлених

активізацією процесів при затопленні гірничих виробок, необхідно розробити

відповідну методику.

Висновки до першого розділу. Формування мети та задач дослідження.

Результати вивчення літературних джерел, нормативно-методичних

документів, досвіду підробки міст і селищ у період активного ведення гірських

робіт і в період закриття вугільних шахт України, аналіз наявних уявлень про

геомеханічний стан підробленого вугілля породного масиву, а також

систематизації екологічних і техногенних наслідків підземного видобутку

вугілля, шляхів і способів їх мінімізації та попередження дозволяють зробити

такі основні висновки.

1. Встановлено екологічні та техногенні фактори, що обумовлюють

підвищення рівня екологічної небезпеки урбоекосистем при ліквідації

вуглевидобувних підприємств. У процесі експлуатації та ліквідації вугільних

шахт виникають значні екологічні проблеми. Процеси видобутку вугілля

негативно впливають на стан навколишнього середовища і населення, яке

проживає на територіях вугледобувних регіонів. Для переважної більшості

вугільних шахт ключові еколого-економічні проблеми зводяться до накопичення

пустої породи та горіння териконів, скидання мінералізованої шахтної води,

просідання та підтоплення земної поверхні, виділення шахтних газів на земну

поверхню тощо.

2. З точки зору формування рівня екологічної небезпеки урбоекосистем

навколо вуглевидобувних підприємств найбільш небезпечними є стадії

експлуатації та подальшої ліквідації вугільних шахт. Під час експлуатації шахт

відбуваються найбільш масштабні за рівнями та наслідками забруднення

об’єктів довкілля, які значно посилюються при ліквідації гірничих підприємств.

Це потребує розробки нових та удосконалення існуючих підходів до визначення

рівня екологічної небезпеки діяльності гірничих підприємств, а також розробки

78

й впровадження теоретичних основ системи управління екологічною безпекою

вугледобувних підприємств.

3. Підробка територій шахтарських міст змінює напружено-

деформаційний стан будівель і основ, які до моменту закінчення впливу гірничих

робіт і закриття шахт залишаються в складному напруженому стані і схильні до

сезонних коливань в умовах експлуатації.

4. При виїмці запасів вугілля під міською забудовою будівлі і споруди

отримують пошкодження, які призводять до зміни стану не лише окремих

будівель і споруд, але й усього міського господарського комплексу, що впливає

на екологічну безпеку урбоеоксистем.

5. Існуючі заходи захисту, які використовуються для підтримки

нормального стану окремих будівель і споруд та міста, в цілому, не запобігають

повному уникненню негативних наслідків шкідливого впливу гірничих робіт, а

тільки зменшують.

6. У процесі затоплення шахт, що закриваються властивості міцності,

особливо глинистих порід, зменшуються, що може призвести до втрати

усталеної рівноваги товщі гірських порід і до активізації процесів зсування.

Внаслідок цього можуть виникнути додаткові зсування і деформації (зсування

активізації) земної поверхні.

7. Основою для оцінки зсувань активізації підробленої товщі і земної

поверхні можуть послужити тільки експериментальні дані, які можна отримати

при проведенні геолого-маркшейдерського моніторингу територій шахт, що

закриваються. Спостереження в подібних умовах у світовій практиці не

відзначено. Тому, необхідно розробити відповідну методику маркшейдерсько-

геодезичних спостережень на великих територіях шахт, що закриваються.

8. У результаті аналізу досвіду підробки окремих будівель і споруд, а також

систематизації екологічних і техногенних наслідків підземного видобутку

вугілля, шляхів і способів їх мінімізації та попередження виникають мета і

завдання, які необхідно вирішити для підвищення екологічної безпеки

урбоеоксистем.

79

В дисертаційній роботі розроблено структурно-логічну схему проведення

наукових досліджень, яка складається з наступних етапів:

- проведено збір, аналіз і синтез матеріалів сучасного стану урбоекоситем

навколо вугільних шахт України під час їх закриття;

- встановлено стан будинків та споруд на момент закриття шахт та

визначено зміни величин, об’ємів та особливостей накопичення

залишкових пошкоджень;

- виявлено чинники, що змінюють стан пошкоджених підробкою будинків

та споруд та їх вплив на подальшу експлуатацію підроблених об’єктів;

- отримані експериментальні дані, що характеризують величини зсування

земної поверхні, викликані активізацією підробленої товщі гірських порід

при затопленні шахт і встановлено їх зв'язки з основними гірничо-

геологічними чинниками;

- досліджено розподіл величин зсування і деформацій на полях закритих

шахт, за методикою технологічного розрахунку зсування і деформацій на

великих площах при тому, що просідання гірських порід змінюється;

- оцінено природно-техногенні й екологічні ризики середовища проживання

для населення навколо вугільних шахт, розроблено моделі управління

екологічною безпекою та визначено пріоритетність виконання

реабілітаційних заходів для вирішення оптимізаційних завдань технічного

та технологічного напрямків підвищення рівня екологічної безпеки

- розроблено рекомендації щодо методології оцінки еколого-техногенних

впливів на рівень екологічної безпеки урбоекосистем навколо

вугледобувних підприємств в умовах ведення бойових дій на території

проведення операції об’єднаних сил.

Результати узагальнення та систематизації екологічних проблем та наслідків

ліквідації вугільних шахт, опубліковані в наступних роботах автора [3, 4, 6, 8, 12,

14, 15, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25 – 35, 37 - 43, 45, 46, 48, 51, 52, 53, 56 - 59, 63, 64].

80

РОЗДІЛ 2

НАУКОВЕ ОБГРУНТУВАННЯ МЕТОДІВ ДОСЛІДЖЕНЬ СТАНУ

ПОШКОДЖЕНИХ БУДІВЛЬ І СПОРУД НА ГІРНИЧИХ ВІДВОДАХ

ШАХТ

Проблеми антропогенного впливу на довкілля України об`єктивно

вимагають радикальної екологізації суспільно-політичної думки, посилення

уваги до вирішення природоохоронних проблем на всіх рівнях організації

суспільства, пошуку новітніх підходів для їх розв`язання на основі пріоритету

екологічних законів і наукових знань.

2.1. Методи вирішення задач досліджень

Для вирішення поставлених у роботі задач щодо встановлення величин,

об'ємів і характеру пошкоджень будівель і споруд, а також виявлення факторів,

що змінюють стан пошкоджених будівель і споруд, і їх вплив на експлуатаційну

придатність і характер подальшої експлуатації, можуть використовуватися

існуючі методи досліджень - теоретичний і експериментальний.

Незначна кількість даних про експлуатацію пошкоджених будівель і

споруд, що залишаються на гірничих відводах закритих шахт, а також

відсутність теоретичних передумов з цих питань не дозволяє використовувати

теоретичний метод дослідження для вирішення поставлених завдань.

Експериментальний метод дає можливість отримувати ці закономірності з

достатньою достовірністю і точністю даних і переносити ці результати

досліджень на аналогічні умови і об'єкти, для котрих подібних досліджень не

існує. Накопичення таких результатів дозволяє використовувати їх для

подальших узагальнень і створення теоретичних розробок. Тому, необхідно

визнати, що експериментальний метод найбільше підходить для вирішення

поставлених задач.

81

Реалізація цього методу можлива на основі натурних спостережень за

об'ємами, величинами і властивостями пошкоджень, а також їх змінами через

певний проміжок часу, при перенесенні результатів досліджень на аналогічні

об'єкти може виникнути похибка аналогій, пов'язана з неадекватністю умов їх

використання. Тому, для підвищення достовірності даних проводять додаткові

дослідження у нових умовах.

З вищевикладених міркувань випливає, що експериментальний метод

можна використовувати як головний метод досліджень. Його доцільно

доповнювати аналітичними методами досліджень, використовуючи

фундаментальні закономірності зсувань гірських порід і земної поверхні,

будівельну механіку, механіку гірських порід і ґрунтів. Це дозволить зробити

дослідження комплексним, всебічно виявити властивості й кількісні зв'язки

досліджуваних явищ.

Для встановлення величин, обсягів і особливостей залишкових

пошкоджень будівель і споруд; виявлення факторів, що змінюють стан

пошкоджених будівель і споруд та їх вплив на подальшу експлуатацію цих

об'єктів; після закінчення впливу гірничих робіт, на момент закриття шахт

прийняті наступні напрями досліджень:

• збір матеріалів обстежень при багаторазовій підробці будівель і споруд,

розташованих у вугільних басейнах України, безпосередньо при активному

веденні гірських робіт;

• проведення натурних візуальних обстежень будівель і споруд із

встановленням величин пошкоджень і їх обсягів після закінчення впливу

гірничих робіт і закриття шахт;

• проведення інструментальних спостережень за деформаціями основ і

основних конструкцій будівель;

• спеціальні частотні вимірювання переміщення окремих блоків

пошкоджених стін і фундаментів;

82

• маркшейдерські спостереження за деформаціями земної поверхні на

полях шахт, що закриваються для встановлення зсувань активізації при

затопленні товщі гірських порід;

• узагальнення результатів обстежень й інструментальних вимірювань

пошкоджених будівель і споруд з метою оцінки їх змін під плином часу і вплив

цих змін на подальшу нормальну експлуатацію об'єктів.

2.2. Методи спостережень деформаційного стану об'єктів житлового

комплексу та інженерних споруд

Методи збору даних та обстеження підроблених будівель і споруд. Для

порівняльного аналізу щодо змін шкідливого впливу гірничих робіт було

здійснено збір матеріалів про стан підроблених об'єктів безпосередньо в процесі

ведення гірських робіт і після закриття шахт.

Збір матеріалів результатів обстежень будівель і споруд, які виконувалися,

безпосередньо, при розробці свит пластів на забудованих територіях,

здійснювався на основі літературних джерел, архівних матеріалів обстежень, що

зберігаються на шахтах і в бюро спеціалізованих маркшейдерських робіт, у

фондах проектних організацій та перфокартної системи [69], бюро технічної

інвентаризації й інших джерел.

Завдяки цим джерелам було зібрано 41741 результат обстежень будівель,

які розташовані в різних вуглевидобувних районах (табл. 2.1), з яких видно, що

загальні закономірності процесу зсування товщі гірських порід і земної поверхні

помітно відрізняються. Обстеження будівель та споруд, що розташовані в межах

гірничих відводів закритих шахт, проводилося за відомою методикою [11].

Всього було обстежено 13890 будівель (табл. 2.2).

83

Таблиця 2.1

Розподіл і кількість будівель обстежених у період безпосередньої підробки

Населений пункт Кількість зібраних матеріалів за

результатами обстежень

Підробка свитами пологоспадних пластів

м. Червоноград 102

м. Білозерське (1-ше обстеження) 219

м. Білозерське (2-ге обстеження) 219

Центральна частина м. Донецьк 206

Селища Донецько-Макіївського району 347

Центральна частина м. Тореза 79

Всього 1172

Підробка свитами крутоспадних пластів

м. Горлівка 31560

м. Єнакієво 4567

м. Юнокомунарівськ 2912

сел. Олександрівське 358

Всього 40569

Разом 41741

Відповідно до методики [11] обстеження будівель і споруд відрізняється за

різних гірничо-геологічних і ґрунтових умов. Відбиралися будівлі різних

поверхів і конструкцій, а їхні несучі стіни і фундаменти побудовані з місцевих

будівельних матеріалів. Обстеження полягало у візуальному огляді зовнішніх і

внутрішніх стін, фундаментів будівель і вимірі видимих пошкоджень. При

проведенні обстежень будівель і споруд характеристика їх конструкцій

встановлюється за проектною документацією, якщо така збереглася в

організаціях, що експлуатують об'єкти обстежень, інвентаризаційних справах,

які складені і зберігаються у спеціалізованих інвентаризаційних бюро міст й

селищ, за кресленням і бухгалтерськими картками за відсутності іншої

документації.

84

Таблиця 2.2

Розподіл і кількість обстежених будівель у межах гірських відводів закритих

шахт

Населений пункт Кількість зібраних матеріалів за

результатами обстежень

будівель 1 2

Підробка свитами пологоспадних пластів

Шахта №9 Капітальна 304

Шахта №6 Червона зірка 416

м. Краснодон 2561

м. Стаханов 2986

м. Брянка 322

Разом 6589

Підробка свитами крутоспадних пластів

Шахта Червоний Профінтерн 3239

1 2

Шахта Червоний Жовтень 1366

Шахта Юнком 2338

Шахта №3 ш/у Олександрівська 198

Шахта №4 ш/у Олександрівська 160

Всього 7301

Разом 13890

Характерні пошкодження було зафіксовано цифровою камерою або на

паперових носіях, що дало можливість отримувати інформацію про внутрішні і

зовнішні пошкодження стін, фундаментів та загальний стан будівель і споруд

після підробки у різний проміжок часу після того як закінчився вплив гірських

робіт. Збереження цієї інформації дозволило проводити порівняльні аналізи

щодо змін стану будівель у процесі подальшої експлуатації, а також зберігати

інформацію для наступних досліджень.

Інструментальні спостереження за деформаціями основ, стін і

фундаментів. Для встановлення впливу на пошкоджені будівлі активізації

процесу зсування товщі гірських порід і земної поверхні, а також впливу інших

факторів проводились інструментальні спостереження за деформаціями основ,

стін і фундаментів.

Для цього були відібрані будівлі, що відповідають таким умовам:

85

• максимально повне охоплення гірничо-геологічних умов, в яких будуть

експлуатуватися будинки;

• наявність пошкоджень, отриманих при підробці будинків;

• наявність конструктивних захисних заходів (КЗЗ), які знижують

шкідливий вплив гірничих робіт;

• облік різноманітності конструкцій підроблених будинків;

• різне призначення будівель;

• наявність спостережень за деформаціями будівель, проведених

безпосередньо при підробці протягом експлуатації шахт;

• наявність зосереджених деформацій в основі.

Згідно з наведеними умовами було відібрано 31 будинок, розташований в

Пролетарському і Будьоннівському районах міста Донецьк на території закритих

шахт. У містах Брянка і Стаханов Луганської області було відібрано 32 будівлі.

Відповідно до відомих методик [11, 68] на цих будівлях були закладені

спеціальні спостережні станції (фасад будівлі) (рис. 2.1), що складаються із

стінних реперів.

Рис. 2.1. Принципова схема спеціальної спостережної станції у будівлі: а - тріщини на стінах; б - напрямок тріщин на плані фундаментів; в - місця вимірювань

розкриття тріщин, 1-12 - стінні репери, 1'-12'- ґрунтові репери

86

У будівлях, побудованих без заходів захисту, репери закладалися у стіни

на рівні цоколя, а в будівлях, які побудовані із заходами захисту - в цокольні

пояси.

Ґрунтові репери вибиралися у місцях, що знаходяться за межами впливу

гірничих виробок. Висотна прив'язка здійснювалася до ґрунтових реперів через

мережу ходів нівелювання. Вимірювання на спеціальних спостережних станціях

здійснювалося відповідно до діючих інструкцій [11, 68].

Вертикальні деформації вимірювалися за результатами нівелювання

робочих реперів, а горизонтальні - за результатами вимірювання відстаней між

реперами сталевими компарованими рулетками [68].

Вимірювання переміщень окремих блоків пошкоджених стін. Частотні

вимірювання (1 раз на тиждень) переміщень окремих блоків стін стосовно один

до одного проводилися за допомогою переносного мікроскопа ССМ-2, точність

відліку якого становила 0,1 мм, а діапазон вимірювань 6 мм, що дозволило

виконувати вимірювання із середньою квадратичною помилкою

(0,15 ÷ 0,20) мм.

Використання переносного мікроскопа дозволяє вимірювати не лише

горизонтальне розкриття тріщин (координата Y - рис. 2.2), але і переміщення

суміжних блоків пошкодженої стіни по вертикальній осі (Z - друга складова

переміщень суміжних блоків пошкодженої стіни). Для цього в точці

вимірювання розкриття тріщини фіксувалася горизонтальна лінія, зміщення

кінців якої у вертикальному напрямку вказувало на вертикальні переміщення

суміжних блоків пошкоджених стін.

87

Рис. 2.2. Вимірювання відносних переміщень суміжних блоків пошкодженої

стіни:

а - пристрій кривоміра; б - спостережна станція вимірювань відносних переміщень

блоків пошкодженої стіни; в - вимірювання відносних переміщень блоків пошкодженої стіни

в напрямку, перпендикулярному до площини стіни; l - датчик ІЧ-01; 2 - з’єднувальна планка;

3 - упорні гостряки; 4-кладка стіни; 5 - тріщина, 6 - кривомір при вимірах; 7 - штукатурка стіни

з ризиками для фіксування відносних переміщень суміжних блоків стіни; ∆Х, ∆Y, ∆Z - відносні

переміщення блоків пошкодженої стіни в напрямках осей Х, Y, Z

Вимірювання переміщень окремих блоків стін в напрямку до

перпендикулярної площини стіни (координата X) здійснювалося кривоміром [6],

годинникового типу ІЧ-0,01, точність відліку якого 0,01 мм і діапазоном

вимірювань 10 мм. Дослідження точності вимірювань цим приладом у

лабораторних умовах дозволило встановити середню квадратичну похибку

вимірювань переміщення суміжних блоків пошкодженої стіни. Вона склала 0,1-

0,15 мм.

Обробка результатів вимірювань деформацій і пошкоджень стін

будинків. Обробка результатів вимірювань деформацій і пошкоджень стін

будинків виконувалась за методиками, викладеними [11, 68].

За результатами нівелювання визначалися осідання, нахили і стріли

прогину (вигину).

88

Кривизна стін, виражалася через стріли прогинів (вигинів) - ƒі. Величини

ƒі у кожній точці, де є репер з номером i можна визначити за формулою:

ƒі = ƞі – (ƞn + іɭі) (2.1)

де ƞі - осідання поточного репера, для якого необхідно визначити стрілу

прогину, ƞn - осідання початкового репера на стіні, ɭі - відстань від початкового

репера n до репера з номером і.

З ряду величин ƒі, вибирається максимальне значення - ƒmax, за яким

визначається максимальна відносна величина прогину (вигину) стіни довжиною

L за формулою:

Fmax = ƒmax / L (2.2)

За параметром Fmax можна визначити мінімальний радіус прогину (вигину)

стіни:

Rmin = L2 / 8 ƒmax (2.3)

Середні квадратичні помилки щодо визначення осідання і деформації стін

за розглянутою методикою виражаються наступними параметрами: осідань - 1,3

мм; нахилів mі, = ± 1,8 / L мм/м; прогинів (вигинів) 𝑚ƒ𝑚𝑎𝑥= ±1,3√1 + 2ɭ / L, мм;

при інтервалах між реперами 3 ÷ 5 м, зазначені помилки складають: нахилів m =

± (0,4 ÷ 0,6), мм/м; прогинів (вигинів) 𝑚ƒ𝑚𝑎𝑥=± (1,0 ÷ 1,5) мм.

Відносні переміщення окремих блоків пошкодженої стіни розраховуються

за формулами:

∆X = rk – rn; ∆Y = bk – bn ∆Z = zk - zn (2.4)

де ∆Y - горизонтальні переміщення;

89

∆X - вертикальні переміщення (зсування);

∆Z - переміщення перпендикулярні до площини стіни;

zk, zn - відносне вертикальне переміщення суміжних блоків пошкодженої

стіни, відповідно в кінці і на початку вимірювань;

bk, bn - горизонтальне розкриття тріщин відповідно в кінці і на початку

вимірювань;

rk, rn - переміщення перпендикулярні до площини стіни відповідно в кінці

і на початку вимірювань.

Аналіз впливу сезонних умов на напружено-деформаційний стан стін і

фундаментів експериментальних будинків. На величину додаткових зусиль і

пов'язане з ними зниження кривизни будівлі, значний вплив мають властивості

ґрунту, які суттєво залежать від його вологості [2, 71]. У зонах довантаження і

розвантаження ґрунт основи має різну щільність. Після закінчення процесу

зсування ця нерівномірна щільність ґрунту залишається на тривалий час.

Додаткові зусилля змінюють напружено-деформаційний стан будівлі на

тривалий час. В узагальненому вигляді їх максимальні величини можна

представити залежностями [4, 16, 17, 18]:

Q = Aqɭ; M = Bqɭ2; N = Cε1

2 (2.5)

де Q; M; N - відповідно максимальні додаткові перерізуючі сили,

згибальний момент і поздовжні додаткові зусилля в конструкції несучих стін і

фундаментів будівлі;

ɭ - довжина будівлі;

q - погонне навантаження на основу;

ε - горизонтальні деформації основи;

А, В, С коефіцієнти, що враховують перераховані вище фактори впливу,

пов'язані з властивостями основи і конструкцією будівлі.

Експериментальне визначення напружено-деформаційного стану будівель

відбувалося в натурних умовах підробки, на спеціально побудованих

90

експериментальних будівлях [8, 9] і пристроях. Проводилися також

експериментальні дослідження імітації підробки за допомогою домкратів.

У літературних джерелах розглянуто результати спостережень, які

проводилися за 29 експериментальними будинками [8, 24, 25]. Для проведення

експериментів, у процесі будівництва експериментальних будинків, під усіма

простінками по периметру будівлі (секції), а також під внутрішніми стінами на

рівні підошви фундаментів встановлювалися динамометри, за допомогою яких

вимірювали протидію ґрунту. Одночасно при цьому проводилися звичайні

спостереження за деформаціями основи і будівель [8, 9]. За результатами

протидії ґрунту визначалися додаткові зусилля, пов'язані з впливом кривизни

основи: перетинаючі сили - Q, узагальнені - М та згинальні - Ми моменти:

𝐶

Q = ∑∆P М = ∑∆Р𝑎∆ɭ; Mи=M-ML ∆ɭ

𝐿 (2.6)

1

де ∑∆P - сума змін протидії ґрунту зліва або праворуч від перетину, що

розглядається;

∆Ра - зміна протидії ґрунту на перетині, віддаленому від розглянутого на

відстані ∆ɭа;

с - кількість точок вимірювань;

ML - перекидаючий момент на крайньому перетині.

Поздовжні додаткові зусилля N, спровоковані впливом горизонтальних

деформацій земної поверхні, визначалися за допомогою датчиків опору, які

встановлювалися на арматурі цокольного або фундаментних поясів.

При цьому, отримані додаткові зусилля являти собою сумарний

(узагальнений) результат впливу на стіни і фундаменти різних видів деформацій,

що ускладнювало роздільний аналіз впливів. Крім того, використання

експериментальних будинків для проведення досліджень вимагало істотних

капітальних вкладень. Тому, для вивчення впливу підробки на окремі

91

конструкції будівель був запропонований і використовувався інший, менше

затратний спосіб. Використання цього способу передбачає, що стіни і

фундаменти будівель замінюються спеціальними пристроями, які імітують

роботу цих конструкцій, впливаючи на окремі види деформацій земної поверхні

[72, 73].

Для вивчення впливу на стіни і стрічкові фундаменти тільки

горизонтальних деформацій земної поверхні використовувався спеціальний

пристрій (рис. 2.3).

Рис.2.3. Схема пристрою для вивчення впливу горизонтальних деформацій

основи на фундаменти будівель:

а - перетин по поздовжній осі пристрою, б - перетин по поперечній осі; 1 - поверховість землі;

т2 - фундаменти пристроїв; 3 - вантажні блоки; 4 - ґрунтові репери; 5 - вимірювальний

стрижень; 6 - вимірювальні кілки

Пристрій складається з ланцюжка фундаментних блоків (2), навантажених

вантажними блоками (3) до розрахункової протидії ґрунту основи. Фундаментні

блоки з'єднані між собою вимірювальними стрижнями (6). Такий пристрій

можна вважати абсолютно податливим на вигин у вертикальній площині. Це не

дозволяє його конструкції сприймати навантаження, пов'язане з викривленням

основи. Пристрій реагує тільки на поздовжнє навантаження, викликане

горизонтальними деформаціями підроблюваної основи. Вимірювання

поздовжніх розтягів проводилися за допомогою мессур на основі датчиків

годинного типу з точністю відліку 0,01 мм. Сполучні стрижні перед установкою

на пристрій попередньо тарованого. Виміряні горизонтальні деформації

92

стрижнів перераховувалися у зусилля. Такі пристрої були виготовлені і

попрацювали на полях шахт «Самарської» (п/о Павлоградвугілля) і два пристрої

на «Білозерській» (п/о Добропільвугілля).

Для вивчення впливу кривизни основи на стіни і стрічкові фундаменти

використовувався інший спеціальний пристрій (рис. 2.4). На ланцюжок

фундаментних блоків (2) через динамометри (5) і катки (6) встановлювалася

двотаврова балка (3), що імітує стіну будівлі. Наявність катків під

динамометрами, обумовлювало податливість конструкції пристрою у

поздовжній площині. Катки не дозволяли балці отримувати навантаження від

впливу горизонтальних деформацій земної поверхні. Навантаження, обумовлені

кривизною основи, вимірюються динамометричними блоками, на основі

струнних динамометрів. Такі два пристрої були виготовлені і відпрацювали на

полі шахти «Білозерської» (п/о Добропільвугілля).

Рис. 2.4. Пристрій для вивчення впливу кривизни основи на стіну безкаркасної

будівлі: а - перетин уздовж поздовжньої осі; б - перетин поперек поздовжньої осі; 1 - ґрунт основи; 2 -

фундаментні блоки; 3 - двотаврова балка; 4 - вантажні блоки, 5 - динамометричні блоки; 6 -

стінні репери; 7 - ґрунтові репери; 8 - катки

Результати вимірювань зусиль представлялися в табличній або графічній

формах (рис. 2.5 і 2.6).

93

Рис.2.5. Графіки результатів вимірювань протидії ґрунту основи

експериментального будинку на шахті №11-бис

Результати експериментів, що наведені вище дозволили дослідникам

виявити максимальні додаткові зусилля, які виникають в конструкціях будівель

у процесі підробки, а також основні чинники, що впливають на ці зусилля.

При багаторазовій підробці такі зусилля накопичуються не пропорційно до

величини впливаючої деформації основи. Наприклад, з плином часу, зафіксовано

зниження максимальних додаткових зусиль, що відбуваються після закінчення

впливу гірничих робіт [19]. Інтенсивність їх зниження становить 4,4-8,3% на

місяць від максимального значення. Зниження зусиль продовжували від 1 року

до 2-х років. Зменшення цих зусиль до нульового значення не зафіксовано.

94

Рис. 2.6. Зміна поздовжніх зусиль у пристрої на шахті «Самарська»:

1 - поздовжні зусилля; 2 - горизонтальні деформації; 3 - середньомісячна температура

повітря

Подібні закономірності вказують, що при багаторазовій підробці

максимальні зусилля в будівлі не накопичуються, прямо залежачи від

деформацій. Тому, перед черговою підробкою необхідно виявити і врахувати

залишкові їх величини від попередньої підробки.

Як виявлено важливим фактором, що впливає на величину зусиль, є зміна

властивостей основи, які істотно залежать від сезонної зміни вологості ґрунту.

Властивості ґрунтів основи будівель у вугільних басейнах України

вимірюються в досить широких межах. Однак, на переважній більшості

забудованих площ основою для будівель і споруд служать четвертинні суглинки,

що залягають невідповідно до корінних порід. Потужність суглинків на крилах

Донецького кряжа досягає до 20-25 м, а в антрацитових районах наноси

практично відсутні, їх потужність у середньому становить 5-10м.

Несуча здатність суглинків істотно залежить від вологості, яка коливається

від 0,17 до 0,22, іноді досягає 0,28. При такому коливанні вологості коефіцієнт

внутрішнього тертя коливається в середньому від 19° до 21° при максимальній

амплітуді 22°, а зчеплення в середньому становить 0,10-0,20 при максимумі 0,35

95

кг/см2. В таких умовах розрахунковий опір суглинків складає 0,20-0,25 МПа,

іноді досягає 0,30 МПа.

Зміна вологості основи будівель і споруд відбувається з кількох причин.

Перше, сезонне зволоження, яке є регулярний характер. Епізодичне підтоплення

основи відбуваються при поривах підроблюваних зношених комунікаціях.

Ліквідація на забудованих територіях природного дренажу (засипка балок, ярів),

покриття земної поверхні асфальтом, а також штучне зволоження газонів

призводить до постійного підвищеного вмісту води в ґрунтах основи. Ці

обставини впливають на стан будівель і повинні враховуватися при оцінці в

момент закриття шахт.

Таким чином, у результаті перерозподілу протидії ґрунту, що відбувається

при підробці, під впливом деформуючої основи, за рахунок врізування, будівля

отримує менше деформацій, ніж земна поверхня, яка навколо. Врізування будівлі

в основу істотно залежить від властивостей ґрунту і його вологості, яка істотно

коливається, особливо регулярно, в разі зміни пори року. Після підробки основа

має різну густину, а будівля залишається у складному напружено-

деформаційному стані тривалий час.

Для виявлення впливу регулярних, в тому числі зміни сезонних умов, на

напружено-деформаційний стан стін і фундаментів було вибрано 11 випадків

вимірювань зусиль при підробці експериментальних будівель і п’яти пристроїв.

Джерелами інформації була література [19, 37, 74], архіви проектних і наукових

організацій та окремих дослідників. Ці об'єкти спостерігалися у різних гірничо-

геологічних умовах (табл. 2.5-2.7).

Методика аналізу полягала у визначенні зміни додаткових зусиль у

моменти зміни сезонних умов, температури повітря, вологості ґрунту основи

тощо. Для цього була зібрана інформація про температуру повітря під час

проведення експериментів, яку графічно представляли.

96

Таблиця 2.5

Умови підробки експериментальних будинків

Шахта,

трест (басейн)

Тип проекту Умови

підробки:

пласт;

глибина, м;

потужність, м;

кут падіння

Деформації основи:

Прийняття

при

проектуванні

Вимірювання

при підробці

ε, мм/м R, км ε, мм/м R, км

Жовтнева

Куйбішеввугілля

1-464В

(2 будівлі)

n1

216

1,60

9

9

3,0-5,0 7-10 2,4-3,2 1,9-4,0

Пролетар

Куйбішеввугілля

1-480-34В 11

230

0,82

9°

9°

2,0 10 1,8 7,8

№ 11-бис,

Петрівськвугілля

1-464-В,

(3 будівлі)

K6

95

0,75

11

3,0-5,0 10 4,0 З,1

ім. Калініна

Донецьквугілля

1-464А-20И K22

125

0,60

17°

3,0-6,0 10 3,1 4,0

ім. Ю. Гагаріна

Артемвугілля

1-480-32В,

1у-438АВ-

ЗЗБ(К)

k3 ;m3; m24

470-580

0,6 ÷ 0,75

59°

5,0 7 1,5 3,8

ім. Костенко,

Карагандинський

басейн

1-464В-ЗТ,

і 1-464А-ЗТ

k10 і k7

400-190

1,6-2,0

7

3,5 5 +3,8 -

4,6

4,2

Аналіз впливу сезонних факторів на зусилля полягав у наступному.

Оскільки, представлення даних про величини зміни зусиль здійснено за

дискретними результатами спостережень, то при проведенні аналізу загальний

період спостережень розбивався на інтервали.

97

Таблиця 2.6

Результати підробки експериментальних будинків

Номер будинку і

секції

R, км ε, мм/м Характер максимальних пошкоджень

будівель

Будинки 1-464В (шахта «Жовтнева»)

№5: секція 1 8,0 1,8 Тріщини на стиках панелей з розкриттям

до 0,3 мм

секція 2 6,7 1,5

секція 3 3,9 1,9

№6: секція 1 4,7 2,4 №6: секція 1

секція 2 4,6 0,9 секція 2

Будинок 1-480-34В (шахта «Пролетар»)

№1: секція 1 15,0 1,5 Тріщини на стиках панелей з розкриттям

0,1-0,3 мм

секція 2 7,8 1,3

секція 3 16,0 1,8

секція 4 9,7 1,2

Будинок 1-464-В5, 1-464-В4 і 1-464ВА (шахта №11-бис)

№1: секція 1 3,0 3,4 Тріщини на стиках панелей з розкриттям

до 0,3 мм

секція 2 3,0 2,6

№2: секція 1 6,0 2,1

секція 2 4,0 2,8

секція 3 4,0 2,5

№3: секція 1 6,9 0,6 Тріщини на стиках панелей до 0,3 мм.

Тріщини

по тілі панелей розміром з волосину

секція 2 7,0 2,4

Будинок 1-464А-20И (шахта ім. М.І. Калініна)

1-464А-20И 4,0 3,1 Пошкоджень в конструкціях не

зафіксовано

Будинки 1-480-32-В і 1у-438АВ-ЗЗБ(К) (шахта ім. Ю. Гагаріна)

1у-480А-32В 2,0 3,8 Тріщини на стиках панелей з розкриттям

до 1 мм

1у-438АВ-ЗЗБ 2,0 2,2 Тріщини на стиках блоків

1у-438АВ-ЗЗК 1,5 3,8 Тріщини в кладці несучих стін до 2-3 мм

Будинки 1-464В-ЗТ і 1-464А-ЗТ (шахта ім. Костенко, Карагандинський басейн)

1-464В-ЗТ 1-

464А-ЗТ

+3,8 -4,6 4,2 Значних пошкоджень в конструкціях

будівель не зафіксовано

98

Таблиця 2.7

Умови підробки спеціальних пристроїв

Селище (місто),

шахта

Тип пристрою

(призначення)

Умови

підробки:

індекс пласта;

глибина, м;

потужність, м;

кут падіння, °

Деформації основи,

виміряні при підробці

ε, мм/м R, км

Тернівка,

Самарська

Один пристрій

Вивчення впливу

горизонтальних

деформацій

Сі, С4

200-230

0,9-1,0

5

+3,0

-2,5

Білозерське,

Білозерська,

Два пристрої

Вивчення впливу

горизонтальних

деформацій

m24, 13

400; 800

1,3; 1,8

10

+3,5 20,0 > 20,0

Білозерське,

Білозерська,

Два пристрої

Вивчення впливу

кривизни основи

m24,13

400; 800

1,3; 1.8

10

+1,0 20,0 > 20,0

Межі інтервалів вибирались на момент різкої зміни досліджуваних зусиль.

Характер зміни досліджуваних величин зусиль зіставили з величинами, що

характеризують фактор впливу. На основі цього склали висновки про відсутність

або наявність впливу розглянутого фактору на характер досліджуваної величини.

2.3. Структура проведення екологічного моніторингу урбоекосистем в

районах масового закриття шахт

Сформовані за десятиліття умови експлуатації шахт спричинили значне

техногенне навантаження на навколишнє природне середовище у

99

вуглевидобувних регіонах. Масове закриття шахт призводить до виникнення

комплексу негативних в екологічному аспекті явищ і процесів. Про ці явища і їх

наслідки на даний час нам маловідомо, їх важко спрогнозувати і вони є майже

некеровані. Тому, комплекс заходів щодо вивчення, прогнозування і

попередження несприятливих змін стану навколишнього середовища, а також

прискорення реабілітації окремих її компонентів, які порушені за багаторічний

період функціонування шахт, повинен бути постійний і системний. Саме таким і

є моніторинг територій ліквідованих шахт.

Поняття «моніторинг» є багатопланове і різними дослідниками

трактується неоднаково.

В одному з перших визначень [247] моніторинг розглядається як система

повторних спостережень за елементами навколишнього природного середовища

в просторі і часі, з певною метою за заздалегідь складеною програмою. Виходячи

з цього визначення, до моніторингу входить:

• спостереження за факторами, які впливають на природне середовище і за

станом окремих її елементів;

• оцінка фактичного стану середовища;

• прогнозна оцінка стану середовища на перспективу.

Згодом до розуміння моніторингу як інформаційної системи додали

управління і регулювання об'єктами біосфери і техносфери. Розвивалися окремі

моніторинги, спрямовані на вивчення окремих складових природного

середовища (гідромоніторінги, літомониторинги, атмомоніторинги), а також

диференціювання окремих елементів (селітебний моніторинг, моніторинг

земельних угідь, моніторинг корисних копалин і т.д.) [248]. Останніми роками

до системи моніторингу включають геоінформаційні системи, як основу

просторового розташування об'єктів та засіб аналізу інформації, а також системи

моделювання процесів [249, 222].

З огляду на характер техногенного впливу шахт на навколишнє

середовище при їх закритті, виділимо найбільш представницькі її елементи, що

100

вимагають систематичного відстеження, вивчення і, при можливості,

регулювання: надра, гідросфера, газ, атмосфера, техногенні об'єкти поверхні.

Загальна структура моніторингу навколишнього середовища і об'єктів поверхні в

районах, де масового закривають шахти представлена на рис. 2.7.

Рис. 2.7. Загальна структура моніторингу навколишнього природного

середовища в районах масового закриття шахт

Завданнями спостережень в регіональному масштабі є:

• контроль рівня і якісного складу підземних вод;

• вивчення змін рівня і якісного складу підземних вод в часі і за площею;

• вивчення міграції забруднюючих речовин у підземних водах;

• отримання даних про газову обстановку в зонах, де є загроза виділення

небезпечного газу;

101

• отримання даних про наявність чи відсутність зсування земної поверхні

при затопленні шахт;

• вивчення зміни стану підроблених будівель і споруд.

У даній праці основна увага приділяється маркшейдерсько-

гідрогеологічному моніторингу. При розробці і реалізації системи

маркшейдерсько-гідрогеологічного моніторингу територій шахт, що

закриваються слід виходити з наступних передумов:

перед тим як ліквідувати шахту, отримується певна інформація про

стан навколишнього середовища, хоча моніторинг як система, на

діючих вугільних підприємствах, відсутня;

• при ліквідації шахт різко змінюється напрямок і характер основних

впливів на природне середовище, а саме – геомеханічний вплив

змінюється на гідрогеологічний;

• до початку закриття шахт потрібно провести попередню оцінку

щодо зміни впливів на навколишнє середовище, а також створити

основу для наглядової системи на контрольованій території.

Відповідно до цього, у часовому просторі інформаційна система створення

моніторингу розділена на дві частини: перша - до закриття, а друга - після

закриття шахт (рис. 2.8).

Рис. 2.8. Структура маркшейдерсько-гідрогеологічного моніторингу територій

шахт, що ліквідуються

102

На етапі розробки проектів закриття, в доліквідаційний період,

здійснюється збір інформації у чотирьох напрямах (табл. 2.8). На основі

узагальнення та аналізу отриманої інформації формується картина стану

середовища до закриття шахт. Моделювання, аналітичні розрахунки і

опрацювання дають можливість попередньо оцінити наслідки закриття шахт і

здійснити першочергові заходи, які зменшують шкідливі впливи.

На основі узагальнення та аналізу отриманої інформації формується

картина стану середовища до закриття шахт. Моделювання, аналітичні

розрахунки і опрацювання дають можливість попередньо оцінити наслідки

закриття шахт і здійснити першочергові заходи, які зменшують шкідливі впливи.

Таблиця 2.8

Склад інформаційної системи до початку ліквідації шахт

Інформація Склад інформації

Гідрогеологічна Стан рівня підземних і ґрунтових вод.

Відомості про водоприпливи в шахтах, що підлягають

ліквідації.

Встановлення гідравлічних зв'язків між шахтами, в тому

числі, ліквідованих існує досить давно

Маркшейдерсько-

геомеханічна

Рельєф земної поверхні до початку відпрацювання

запасів.

Дані про всі гірські виробки з початку експлуатації

шахти.

Результати спостережень за зсуваннями і деформаціями

земної поверхні в період експлуатації.

Випадки аномального прояву процесів зсування.

Про природні

об’єкти

Відомості про види природних об'єктів.

Обстеження стану природних об'єктів.

Про інженерні

об’єкти

Конструктивні особливості існуючої забудови.

Випадки значних пошкоджень техногенних об'єктів у

період експлуатації.

Обстеження будівель, споруд, інженерних об'єктів.

103

Прогнози здійснюються по кожній групі інформації окремо (табл. 2.9), але

вони, безумовно, взаємопов'язані. Організацію спостережної мережі на

розглянутих територіях доцільно здійснювати до початку ліквідації шахт.

Таблиця 2.9

Прогнози зміни навколишнього середовища

Інформація Прогноз стосовно явищ і об'єктів

Гідрогеологічна Швидкість підйому рівня води і максимальний рівень затоплення

шахт.

Додаткові водоприпливи в сусідні шахти.

Зміна рівнів ґрунтових водоносних горизонтів.

Межі зон підтоплення і затоплення.

Маркшейдерсько-

геомеханічна

Осідання і зміна рельєфу земної поверхні за весь період

відпрацювання запасів.

Зміни водо- і газопроводимості гірських порід.

Утворення провалів (умови і параметри).

Деформації земної поверхні за рахунок активізації процесів

зсування при зволоженні масиву

Про природні об’єкти Виведення сільськогосподарських земель з обороту.

Зміни функціонального призначення земель.

Зміни лісового фонду.

Зміни стану водних об'єктів.

Про інженерні об’єкти Придатність інженерних об'єктів для подальшої експлуатації.

Обсяги та витрати на виселення, посилення конструкцій і зміна

функціонального призначення об'єктів.

До завдань маркшейдерських спостережень за деформаціями земної

поверхні слід віднести наступні:

1. Отримання експериментальних даних про наявність чи відсутність

зсувань земної поверхні при затопленні групи шахт.

104

2. Встановлення зв'язку між зсуваннями і деформацією земної поверхні,

зумовленими активізацією процесів деформування при затопленні шахт, і

наступними факторами:

• рівні затоплення;

• глибина і давність відпрацювання очисних виробок;

• кути падіння шарів гірських порід;

• зосереджені деформації земної поверхні, які утворилися раніше при

безпосередній підробці територій;

• наявність розривних тектонічних порушень;

• рельєф земної поверхні.

Для спостережень за зсувами земної поверхні доцільно створити в регіоні

основну маркшейдерсько-геодезичну мережу з використанням супутникових

радіонавігаційних систем і використовувати традиційний метод спостережень по

профільних лініях.

Основною метою моніторингу станів будівель і споруд є забезпечення їх

подальшої експлуатації при активізації процесу зсування затоплюваної товщі

гірських порід. Для досягнення цієї мети організацію моніторингу доцільно

розділити на три етапи (табл. 2.10).

Таблиця 2.10

Характер обстежень будівель і споруд поетапного проведення моніторингу

Етап Обстеження Період виконання обстежень

1 Суцільне Розробка проектів закриття шахт

2 Вибіркове Перед затопленням товщі гірських порід

3 Одиничне У процесі затоплення товщі гірських порід, за заявками

власників нерухомості

У проектах підробки забудованих територій передбачаються заходи щодо

запобігання, зниження чи ліквідації наслідків шкідливого впливу гірничих робіт

на спорудження земної поверхні. Однак, зсування товщі гірських порід сьогодні

залишається недостатньо вивченим, а прогноз щодо шкідливого впливу гірничих

робіт, в окремих випадках, є не зовсім переконливий, в свою чергу будівлі і

105

спорудження отримують неприпустимі, і нерідко неусунуті пошкодження. Тому,

перед закриттям шахти для виявлення пошкоджених будівель і споруд повинні

використовуватися акти обстеження всіх підроблених об'єктів, співставлені

спеціальними комісіями у період експлуатації шахти [26, 68].

За відсутності таких документів необхідно проводити суцільне обстеження

будівель і споруд. Основним методом обстеження слід вважати візуальний огляд

конструкції, фіксуючи цифровою камерою загальний стан об'єкта і значні його

пошкодження. За можливості необхідно виявляти супутні причини виникнення

пошкоджень: значний фізичний знос, ненормативне будівництво та експлуатація

об'єктів або сукупність цих причин.

Необхідність виявлення причин, супутніх шкідливому впливу гірничих

виробок, пов'язано з тим, що джерела коштів на усунення пошкоджень різнорідні

і, в загальному, залежать від форми власності нерухомості.

Особливо ретельно слід обстежити об'єкти, що розташовані в зонах

підвищеного ризику: у місцях можливого виникнення провалів, затоплення і

підтоплення, виділення газу, ймовірних зонах виходу на поверхню землі

тектонічних порушень.

На другому етапі, який приурочений до початку реалізації проектів

закриття шахт, слід віднести детальне вибіркове обстеження об'єктів. Його

метою є виявлення об'єктів, що підлягають інструментальному спостереженню

за зміною стану конструкції у період активізації затоплення товщі гірських порід,

і розробки заходів зі збереження їх для подальшої нормальної експлуатації. Для

об'єктів з передаварійними та аварійними пошкодженнями, при позитивному

техніко-економічному обґрунтуванні розробляються заходи, що забезпечують їх

подальшу експлуатацію.

Для виконання спостережень доцільно вибирати об'єкти, що відповідають

таким умовам:

значущі об'єкти, що розташовуються в зонах очікуваного

підвищеного ризику;

106

об'єкти, в основі яких виникли зосереджені деформації, зафіксовані

в період експлуатації шахт, і при наявності відповідних результатів

спостережень, проведених при підробці;

об'єкти, які мають пошкодження конструкцій, отримані при підробці,

у процесі активізації зсування можуть перейти в стан, що виключає можливість

відновлення.

Відібрані об'єкти підлягають детальному технічному огляду, аж до

розкриття і вивчення стану окремих вузлів конструкцій, відбору та

випробуванню проб ґрунтів. Методика, зміст, частота інструментальних

спостережень залежать від очікуваної інтенсивності процесів, пов'язаних з

активізацією затоплюваної товщі гірських порід і зміною технічних умов

експлуатації.

Третій етап обстежень відбувається у процесі затоплення гірських виробок

і товщі гірських порід. Необхідність цих одиничних обстежень на цьому етапі

обумовлена слабкою вивченістю всіх явищ, що виникають при закритті шахт.

Одним із найголовніших джерел інформації про стан масиву гірських порід

і поверхні землі є геологічний моніторинг. Саме зрушення і деформація поверхні

землі є кількісною оцінкою для всіх геомеханічних процесів, що відбуваються в

масиві, і які можуть стати причиною негативних впливів.

Об'єктом геологічних спостережень на територіях закритих шахт є:

• остаточне зрушення, викликане останніми гірничими роботами;

• зрушення активізації, викликані затопленням шахт.

Ці два види зрушень бажано розділити. Величини остаточних зрушень

залежать від багатьох факторів, але в більшій мірі - від глибини розробки і

кількості пластів, що розробляються. Основною передумовою активізації

процесів зрушення при затопленні шахт є збережені порожнечі і розшарування в

роздробленій товщі, а також зміни властивостей гірських порід при їх

водонасиченні. Першочерговим завданням геомеханічного моніторингу є

отримання об'єктивних даних про зрушення поверхні землі і поверхневих

об'єктів.

107

Основна проблема при організації спостережень полягає у великій площі

досліджень і труднощах прогнозування часу й місця інтенсивної активізації.

Тому, спостереженнями необхідно охопити велику площу при оптимальних

витратах.

З огляду на велику площу досліджень, спостережна система геомеханічної

частини моніторингу повинна складатися з чотирьох рівнів, що будуються за

принципом від загального до приватного:

• регіональна мережа;

• основні профільні лінії;

• локальні профільні лінії;

• спеціальні спостережні станції для вивчення деформацій поверхневих

об'єктів.

Загальна концепція побудови спостережної мережі наведена на рис. 2.9.

Регіональна мережа будується з метою створення єдиної планово-

висотної основи на всій території проведення моніторингу і для виявлення

сучасних геодинамічних явищ. Вона створюється у вигляді просторової

геодезичної мережі за допомогою супутникової радіонавігаційної системи.

Пункти мережі розташовуються на відстані 0,5-8 км одна від одної в таких

місцях:

біля гідроспостережних свердловин;

на різних крилах розривних порушень, які максимально проявилися у

процесі розробки;

у місцях, де інтенсивні пошкодження об'єктів забудови;

на ділянках, де наявні старі гірські роботи на малій глибині (до 100 м);

на кінцях основних профільних ліній.

108

Рис. 2.9 – Принципова схема побудови спостережної мережі геомеханічного

моніторингу:

1 - межі досліджуваної ділянки; 2 - ділянки з гірничими роботами на малій глибині; 3 - виходи

тектонічних порушень; 4 - гідроспостережні свердловини; 5 - вихідні пункти і сторони

регіональної мережі; 6 - пункти регіональної спостережної мережі; 7 - основні профільні лінії;

8 - локальні профільні лінії; 9 - будівлі і спеціальні профільні лінії

Вихідні пункти цієї мережі закладаються по периметру досліджуваної

ділянки поза зоною старих, сучасних і перспективних гірничих робіт. Загальна

кількість пунктів регіональної мережі повинна забезпечити щільність не менше

1 пункту на 3-4 км2.

Основні профільні лінії призначені для отримання загальної картини

деформування досліджуваної площі у генеральних напрямках. Вони складаються

109

з реперів, розташованих на відстані 80-120 м, перетинають основні структури

шахтних полів, селищ і мікрорайонів. Довжина основних ліній від

1 до 10 км, визначається умовами забудови і гірничо-геологічними умовами

ділянки. На цих лініях виконуються тільки висотні вимірювання двічі на рік

(весною та восени). Не менше, ніж 2 репери кожної основної профільної лінії

повинні бути включені в регіональну мережу.

Локальні профільні лінії служать для вивчення залишкових зрушень і

зрушень активізації в зонах, що проявилися зосередженими деформаціями.

Тому, їх доцільно розташовувати у місцях, де в період відпрацювання були

зафіксовані значні величини зрушень і деформацій (виходи порушень під

наноси, мала глибина розробки, виходи вугільних пластів). Репери на локальних

лініях закладаються з інтервалом від 5 до 20 м. На таких лініях виконується

повний комплекс спостережень, тобто висотні та лінійні вимірювання за

загальноприйнятою методикою [68]. Для цих спостережень доцільно

використовувати раніше закладені профільні лінії, якщо такі вдається

розшукати, або закладати нові в районі, де вони вже існували. Це дає можливість

аналізувати деформаційні процеси у момент розробки і при закритті шахт. Один

або два репери локальних ліній повинні бути включені в регіональну наглядову

мережу. Спостереження на локальних лініях у часі поєднують зі

спостереженнями на основних лініях.

Спеціальні спостережні станції закладаються для вивчення

деформаційного стану розроблених будівель і споруд. Для закладки таких

станцій вибираються окремі групи будинків (без заходів та із заходами захисту)

в місцях, які схильні до зміни рівня підземних вод, або ті, що отримали

пошкодження у процесі розробки.

При підборі будівель для закладки спеціальних спостережних станцій

доцільно керуватися наступними умовами:

• найбільш повне охоплення гірничо-геологічних умов, в яких будуть

експлуатуватися будівлі;

110

• наявність проведених при розробці спостережень за деформаціями

будівель;

• різноманітність конструкцій розроблених будівель;

• наявність або відсутність конструктивних захисних заходів, що знижують

шкідливий вплив гірничих робіт;

• наявність пошкоджень, отриманих при розробці будівель;

• наявність зосереджених деформацій поверхні землі;

• можливість виявлення чинників, які впливають на зміну стану основи

будівель, що призводять до необхідності їх обліку в подальшій експлуатації.

Викладені вище принципи і методика проведення моніторингу реалізовані

на територіях закритих шахт Стахановського регіону Луганської області та

Будьонівського і Пролетарського районів м. Донецька.

Об'єкти для проведення досліджень – Стахановський регіон Донбасу.

Стахановський регіон Донбасу був одним з перших, де практично одночасно

було закрито 8 шахт: ім.Ілліча, ім.Чеснокова, «Центральна-Ірміно»,

«Замковська», «Максимовська», «Луганська», «Бежановська» і «Брянковська»,

що включає шахто-ділянки «Криворізького», 11 Pay, а також ім.Дзержинського.

Всі шахти розробляли вугільні пласти в досить складних гірничо-

геологічних умовах: велика кількість пластів, що відпрацьовуються мають

складчасте залягання порід із великою кількістю диз'юнктивних порушень.

Регіон має вельми щільну забудову, яка зазнавала неодноразову розробку,

оскільки шахтами відпрацьовувалося від 4 до 12 пластів.

Регіон також вельми складний і в гідрогеологічному, і гідрографічному

плані. Шахти мали великі водоприпливи і в більшості вони гідравлічно пов’язані

між собою. Поверхня землі сильно розчленована сіткою ярів, балок і річок,

основними з яких є Лугань, Комишева і Лозова. У понижених місцях рельєфу,

що є небезпечними з точки зору можливості їх підтоплення і затоплення,

розташовані житлові будинки, дачні ділянки й інженерні комунікації.

Одночасне закриття великої кількості шахт і перераховані ускладнюючі

фактори створили досить напружену екологічну ситуацію в регіоні. Саме в

111

Стахановському регіоні вперше в Україні, було розпочато роботи з проведення

багатопланового еколого-геомеханічного моніторингу щодо вивчення впливу

затоплення гірничих виробок і товщі гірських порід на довкілля та об'єкти

поверхні.

Стахановський регіон у структурно-тектонічному плані приурочений до

полоси дрібної складчастості північної околиці Донбасу, утворюючи північно-

східний борт Бахмутської котловини і, в цілому, має досить складну геологічну

будову.

У північно-східній частині площу, що розглядається обмежує регіональний

для Донбасу Мар’ївський насув, який має стратиграфічну амплітуду по карбону

до 1600 метрів. Висяче крило цього насуву складається з основних вугленосних

свит середнього карбону (С25 – С2

7), зібраних в складну асиметричну

Голубовсько-Мар’ївську синкліналь, довжина яких до 28 км і ширина до 10 км.

Південна частина північного крила цієї синкліналі аж до Алмазного насуву,

включає виходи порід основних продуктивних свит, простирання яких

приурочено групі Бежановських і Голубовських шахт.

Південне крило Голубовсько-Мар’ївської синкліналі переходить у

північне крило Первомайської антикліналі, що складається зі свит середнього і

верхнього карбону (C25 – С3

3). Вісі двох структур занурюються на захід до осі

Бахмутської котловини.

Через центральну частину Первомайської антикліналі проходить

регіональний Алмазний насув, що падає на південь під кутами 20-60° і має

амплітуду в межах зазначеної антицикліналі до 1400 метрів. На південь від

Алмазного насуву розвинена велика Калиновська кормушка (Алмазний

синклінорій), яка має досить складну геологічну будову (особливо на сході), на

схилах якої розташовані Кадієвська і Брянковська групи шахт. У побудові цієї

синкліналі беруть участь свити C25 – С3

3. Північне крило синкліналі – круте (60°

- 70 °), східне замикання і південне крило ускладнює більш дрібна додаткова

складчатість. Довжина синкліналі до 30 км при ширині до 18 км.

112

Головними додатковими складками Калинівської синкліналі є:

ІІ Ірмінська, Іллічівська і полога Анненська антикліналь сундучного типу. Всі

додаткові складки асиметричні з крутими північними і пологими південними

крилами. Загальне простягання порід вугленосних свит - з північного заходу на

південний схід. До цих структур приурочені шахти: «Центральна Ірміно»,

ім. І.В.Чеснокова, «Максимовська», ім. Ілліча, «Брянковська», «Замковська» та

ін. (рис. 2.10).

Рис. 2.10. Схема шахтних полів і основних геологічних структур

Стахановського регіону:

1 - кордони шахтних полів шахт, що закриваються; 2 - вихід пласта m3; 3 -

вихід пласта 13; 4 виходи розривних тектонічних порушень; 5 - основні річки

113

Рис.. 2.11. Схема шахтних полів і населених пунктів Стахановського регіону:

1 - межі населених пунктів; 2 - кордони шахтних полів шахт, що закриваються,

3 - основні річки

Будову Калинівської синкліналі ускладнює серія досить великих насувів,

основні з яких: II Ірмінський (амплітуда 20-40 м, кут падіння до 70°), Головний

Ірмінський (амплітуда 250-350 м, кут падіння до 70°), Калиновський (амплітуда

85-250 м), II Брянський (амплітуда 20-50 м), IV Брянський (амплітуда 85-250 м),

Північний Краснопільський і Краснопільський насув з амплітудами до 50 м. Ці

насуви приурочені, в основному, до крутих крил складок, більшість з них має

південне падіння під кутами, що перевищують кути падіння порід на 10-15°.

В цілому, інтенсивна складчастість і розривна тектоніка істотно

ускладнюють геологічну будову і, відповідно, гірничо-геологічні умови полів

шахт, що закриваються.

114

Загальна схема розташування шахтних полів основних геологічних

структур показана на рис. 2.10, а існуючої забудови регіону на рис. 2.11. Основна

характеристика шахт наведена в табл. 2.11.

Таблиця 2.11

Загальна характеристика шахт Стахановського регіону

Шахта Рік Відпрацьова

ні пласти

Кільк

ість

пласт

ів

Кути

падінн

я, °

Глиби

на

розроб

ки, м

Розроблені

населені

пункти почато

к

експлу

атації

кінець

експл

уатаці

ї

ім. Ілліча 1896 1996 k2, k3B, k4, k5, k6, k8, l2,

l3, l4 + l4 B, l6,

l8 B + l8

H, m3

h, h+U , h,

12 0-50 770 м. Стаханов

ім. Чеснокова 1913 1998 k2, k4, k5, k6,

k74, k8, l3, l4,

l6, l8 B, l8

H

l8 B + l8

H,m3

11 0-70 740 м. Стаханов

Центральна

Ірміно

1902 1996 k3B, k4, k4

7,

k5, k6, k7, k8,

l3, l4 + l4 B, l6,

l8 B, l8

H

17 8-65 913 м. Теплогорськ

і м. Стаханов

Замковська 1956 1996 k3H, k4, k5, k5

1, k6 5 2-38 380 сел. Замковка

Брянковська

(Криворізька,

ім.Дзержинського

, 11 Pay)

1947 1996 k6, l11, l1

0,

l21, l3, l4 + l4

B,

l5, l6 + l6B, + l6

H,

l7 + l7H, m3, m4

12 0-55 680 м. Брянка

Максимовська 1951 1997 h11, h101, h7, h6 4 0-49 765 сел.

Максимівка

Бежановська 1947 1998 h11, h101, k3

1, k42H,

k6

5 2-10 570 сел. Бежановка

115

Луганська 1904 1997 k6, k71, k8,

l1,1 l3, l4, l5, l6, l8, m3,

10 10-57 570 сел.

Донецький

Забудова зазначених населених пунктів, в основному, одноповерхова

садибного типу. В межах цієї забудови є 2-3 поверхові будинки. Це школи,

лікарні, адміністративні і житлові будівлі. Незначний обсяг багатоповерхової

забудови зосереджений в окремих кварталах і мікрорайонах, які територіально

належать до проммайданчиків шахт і промислових підприємств.

Для дослідження процесів активізації зсуву при затопленні гірничих

виробок були обрані шахти ім. Ілліча, ім. І.В. Чеснокова, «Центральна Ірміно»,

«Брянковська» і «Замковська», які охоплюють практично всі гірничо-геологічні

умови відпрацювання запасів, що склалися в регіоні, і розробляли густонаселені

території з великою кількістю промислових об'єктів, комунікацій та житлової

забудови.

У квітні-травні 2001 р на затоплюваних шахтах були закладені основні та

локальні профільні лінії. Загальна схема розташування профільних ліній

наведена на рис. 2.12, а їх характеристики дані в табл. 2.12 і 2.13.

Сумарна протяжність основних ліній близько 33 км, а загальна кількість

реперів на них - 352. Площа території, що охоплена спостереженнями, становить

близько 150 км2.

Спостереження за деформаціями і пошкодженнями будівель на гірничих

відводах закритих шахт в Україні розпочато саме в Стахановському регіоні в

зв'язку з проявленням негативних наслідків закриття шахт, які виражаються в

підтопленні територій у містах Стаханов, Брянка, Теплогірськ, Краснодон.

Підтоплені території забудовані в основному одноповерховими будинками

садибного типу. В межах цієї забудови є також будівлі 2-3-х поверхів і

промислові споруди. Це школи, лікарні, адміністративні і житлові будівлі.

116

Рис. 2.12. Схема розташування профільних ліній на шахтах Стахановського

регіону

Незначний обсяг багатоповерхової забудови зосереджений в окремих

кварталах і мікрорайонах. У зонах затоплення і підтоплення знаходилися також

підземні сантехнічні комунікації, лінії енергопостачання і зв'язку, підтоплені

автомобільні і залізні дороги, мости.

117

Для спостережень за деформаціями будівель і закладки спеціальних

спостережних станцій були відібрані окремі об'єкти, розташовані в містах

Стаханов, Брянка та селищі міського типу Теплогірськ. До переліку об'єктів, де

проводилися спостереження увійшли як одно-, дво- й триповерхові житлові

будинки, так і будівлі, що мають соціальне значення - школи, лікарні, кінотеатри.

Об'єкти для спостережень вибиралися виходячи з таких умов.

підтоплені об'єкти,

розташовані на територіях з деформаціями основи, що перевищують

3,0 мм/м і мають значні пошкодження,

наявність в основі зосереджених деформацій,

наявність в основі старих гірничих виробок на малій глибині,

наявність в основі тектонічних порушень.

Таблиця 2.11

Характеристика основних профільних ліній, закладених на шахтах

Стахановського регіону

Шахта №

лінії

Кількі

сть

репері

в

Довжи

на, м

Перетинаючі виходи

розривних порушень

Складчаті

структури

Брянковська 1 81 7865 Іллічівський н-г, н-г А-

Е, н-г а-б, н-г

Криворізький

південний, І Брянський

н-г

Іллічівська,

Криворізька і

Гончаровська

антикліналі,

Криворізька і

Брянковська

синкліналі

2 50 4753 П-й Брянський н-г,

III Брянський н-г

Гончаровська

антикліналь,

Брянковська

синклиналь Замковська

1 10 835 Н-г В-Г Ломоватсько-

Анненська

синкліналь 2 29 2684 Н-г В-Г Брянковська

антикліналь

118

ім. Ілліча 1 16 1416 н-г Согласний

Кадієвська

антикліналь,

синкліналь

2 31 2897 н-г Согласний, нижня

вітка Калінінського н-га

Криворізька

синкліналь,

Іллічівська

антикліналь і

синкліналь,

Кадієвська

антиклиналь 3 29 2784 Согласний н-г, н-г А-Б Криворізька і

Іллічівська

синкліналі,

Іллічівська і

Кадієвська

антикліналі

ім.

Чеснокова

1 27 2587 Головний Ірмінський н-

г, II Ірмінський н-г,

Осєвой н-г

Кадієвська

синкліналь і

антикліналь

2 14 1277 Кадієвська

синкліналь

3 28 2729 Головний Ірмінський н-

г, II Ірмінський н-г,

Осєвой н-г, н-г Е-Е

Кадієвська

синкліналь і

антикліналь

Центральна

Ірміно

1 33 3121 Ірмінський н-г, н-г Е-Е,

Головний Ірмінський н-

г

Ірмінська

синкліналь,

Ірмінсько-

Парковська

антикліналь Разом 11 348 32948

Таблиця 2.12

Характеристика локальних профільних ліній

Шахта Об’єкт Довжина

лінії, м

Кількість реперів

ім. Ілліча к-р «Шахтьор» 165 31

вул. Луганська 81 16

вул. Поштова 103 21

Брянковська дит. поліклініка 248 19

вул. Ілліча 57 11

вул. Котовського 74 15

Разом 728 113

119

Товща гірських порід і поверхня землі під відібраними для спостережень

об'єктами неодноразово розроблялась, та відповідає загальному характеру

розробки товщі і поверхні землі у вугільних басейнах України. Під поверхнею

землі проводилися очисні виробки від 2-х до 30-ти разів.

Розрахунок очікуваних деформацій поверхні землі здійснювався з

урахуванням всіх впливаючих очисних виробок, але не для тих, які проводилися

після будівництва будівель та введення їх в експлуатацію. Це пов'язано з тим, що

для виявлення впливу активізації зсуву товщі гірських порід і основ будівель

необхідно знати повну ступінь розробленої товщі, яка піддалася обводненню.

Відповідно до цього горизонтальні деформації поверхні землі, мають незначні

величини, які від впливу окремих очисних виробок не спостерігаються.

Обласне місто Донецьк є соціально значиміше, ніж міста Стахановського

регіону. Будьонівський і Пролетарський райони міста є промислово розвиненими

густонаселеними районами. Тут значні території також забудовані

одноповерховими будинками. Однак масивів 2-3-х поверхових будівель,

побудованих без конструктивних заходів захисту значно більше. Основна маса

багатоповерхівок, що побудовані із заходами захисту, зосереджена в

мікрорайонах Донський, Квітковий, Східний, Роздольний і Об'єднаний.

Територія Будьонівського району піддавалася розробці шахт

«Заперевальна» №1 та №2, «Мушкетівська», №17, №13-18, Пролетарська - №9

«Капітальна», №8 «Чулковка», №6 «Червона Зірка», №12-18 ім. газети «Правди»

та №12 «Наклонна».

Поля зазначених шахт розташовані в центральній частині Донецько-

Макіївського геолого-промислового району і примикаються до східної частини

південного крила Кальміус-Торецької котловини - найбільшого структурного

елементу південно-західної частини Донецького басейну. В геологічному плані

район складається з порід середнього карбону свит С22 і C2

3. Породи карбону

майже повсюдно перекриті малопотужними відкладеннями четвертинного і

місцями палеоген-неогенового відкладення. Четвертинні відкладення

представлені лісовидними суглинками і світло-бурими глинами, потужність

120

яких від 0,5 до 38 м. Палеоген-неогенові відкладення зустрічаються поодиноких

випадках, мають потужність 3-22 м і представлені пісками. Піски обводнені і

мають характер пливунів.

Район має досить складний структурний комплекс з плікативними і

диз'юнктивними порушеннями (рис. 2.13). Найбільше значущими розривними

порушеннями є Мушкетівський, Калінінський, Первомайский, Італійський,

Східний, Марковський і Смоляниновський насуви. Територія району

розташована переважно на вододілі річок Кальміус і Грузська. Його Ландшафт –

це степовий, слабо розчленований простір. Гідрографічна мережа розвинена

слабо і представлена в основному верхівками балок, серед яких можна виділити

Обєточну і Богодухова. Підвищення рельєфу спостерігається з південного заходу

на північний схід. Мінімальна позначка - + 120 м, максимальна - +235 м.

Рис. 2.13 Схема шахтних полів території моніторингу Будьонівського та

Пролетарського районів м. Донецька

121

Спостереження в цих районах міста Донецька розпочато пізніше за

спостереження, що проводилися в Стахановському регіоні. Отриманий досвід

відбору об'єктів для проведення спостережень, дозволив більш обґрунтовано

підходити до вибору об'єктів спостережень.

Спостережна система для вивчення деформаційних процесів на шахтах

Будьонівського і Пролетарського районів м. Донецька включає:

• глобальну мережу, що складається з 30-38 векторів GPS-вимірів;

• 7 основних профільних лінії;

• 3 локальні профільні лінії;

• спеціальні спостережні лінії в 31 будинку;

• спостережну мережу висотних вимірювань вздовж споруджуваних

об'єктів Донецького метрополітену.

Загальна схема розташування спостережної мережі геомеханічної частини

моніторингу (за винятком глобальної мережі) показана на мал. 2.14.

Рис. 2.14. Схема спостережної мережі геомеханічного моніторингу в

Будьонівському та Пролетарському районах:

122

J - стволи шахт; 2 - селища і мікрорайони; 3 - основні профільні лінії і їх номери; 4 – локальні

профільні лінії; 5 - місця розташування спеціальних профільних ліній і адреси будівель, в яких

вони закладені;6 - спостережна станція вздовж тунелю метрополітену, що будується

Основні профільні лінії з'єднують в єдину систему всі промплощадки

ліквідованих шахт, проходять через всі селища і мікрорайони регіону, і

перетинають всі основні тектонічні структури району. Центр цієї системи тяжіє

до стволів шахти №9 «Капітальна», де здійснюється відкачування шахтних вод з

метою підтримки заданого затоплення. Характеристику ліній наведено в

табл. 2.13. Загальна протяжність основних ліній становить близько 28 км, на яких

закладено 283 репери. Середня довжина інтервалу між реперами на різних лініях

коливається від 92 до 105 м. Репери основних профільних ліній є висотною

основою для локальних і спеціальних профільних ліній. На 3-х локальних лініях

детально вивчалася картина деформування на виходах тектонічних порушень.

Оскільки, при закритті шахт затоплення і підтоплення територій було

попереджено, то для проведення інструментальних спостережень за

деформаціями будівель були відібрані будинки в задовільному стані, термін

експлуатації яких 50-60 років, а їхні конструкції не мали неприпустимих

пошкоджень.

З урахуванням рішення задач досліджень для проведення спостережень за

змінами деформацій конструкцій у процесі експлуатації, після ліквідації шахт

при підборі будівель, керувалися такими умовами:

• максимально повне охоплення гірничо-геологічних умов, в яких будуть

експлуатуватися будинки;

• наявність пошкоджень, отриманих при розробці будинків;

• наявність конструктивних захисних заходів (КЗЗ), які знижують

шкідливий вплив гірничих робіт;

• облік різноманіття конструкцій розроблених будинків;

• призначення будинків;

123

Таблиця 2.13

Характеристика основних профільних ліній

№

ліні

ї

Довжина

лінії,

м

Кіль

кість

репе

рів

Середня

довжина

інтервал

у, м

Гірничі роботи

шахт

Перетинаючі

тектонічні

порушення

1 3915,5 38 105,8 «Заперевальна» №1,

«Заперевальна» №2

Первомайський насув

2 2977,1 31 99,2 №12-18 ш/у газ.

«Правда»

Скидо-насув

Провиданс

3 6119,7 61 103,7 «Мушкетівська», №9

«Капітальна»

Мушкетівський насув

(2 рази), Первомайський

насув, скидо-насув

Провиданс, скид №3,

скид А

4 2190,8 24 95,2 «Заперевальна» №1,

«Заперевальна» №2

Калинінський насув

5 2321,8 25 96,7 2-8 «Наклонна», №9

«Капітальна», №6

«Червона Зірка»

Скидо-насув

Провиданс, Західний

насув 6 9024,7 91 100,3 «Заперевальна» №1,

«Заперевальна» №2,

№9 «Капітальна», №6

«Червона Зірка»

Первомайський насув,

скидо-насув

Провиданс, скид №3,

скид А 7 1111,8 13 92,6 «Заперевальна» №1,

«Заперевальна» №2

Первомайський насув

Разом 27661,4 283

• виявлення чинників, що впливають на зміну стану будинків і призводять

до необхідності їх врахування в подальшій експлуатації;

124

• наявність спостережень за деформаціями будинків, проведених при

розробці протягом експлуатації шахт;

• наявність зосереджених деформацій в основі.

Такі будівлі безсумнівно придатні до подальшої експлуатації після

проведення ремонтних робіт.

Технічну характеристику будівель наведено в табл. Б.1 10, а

характеристику їх конструкції в табл. Б.2. Відповідно до великих територій

районів будівель, відібрані для проведення спостережень розосереджені на

різних ділянках району досліджень (рис. 2.14). Гірничо-геологічні умови

розробки товщі гірських порід під розглянутими об'єктами наведено в

табл. Б.3 і Б.4. Як випливає з даних таблиць загальним випадком розробки була

багаторазова, особливо в районі шахт №9 Капітальна і №6 Червона Зірка.

Висновки до другого розділу.

1. Для проведення досліджень використано експериментальний метод,

який полягає в зіставленні величин, обсягів і характеру пошкоджень будівель і

споруд у процесі розробки і її закінчення після закриття шахт, статистичний

аналіз чинників, що змінюють стан пошкоджених об'єктів та їхній вплив на

придатність, і характер подальшої експлуатації.

2. Експериментальний метод доповнювався аналітичними дослідженнями,

що полягають у виявленні факторів, які впливають на характер подальшої

експлуатації пошкоджених об'єктів, фундаментальних закономірностей

зрушення гірських порід і поверхні землі, механіки ґрунтів, що зробить

дослідження комплексними, які дозволяють всебічно виявити властивості й

кількісні зв'язки досліджуваних явищ.

3. Змістом методів з виявлення чинників, що змінюють стан пошкоджених

об'єктів та їхній вплив на екологічну безпеку урбоекосистем є інструментальні

спостереження за пошкодженнями, деформаціями основ і будівель.

4. Змістом методів щодо виявлення зрушень поверхні землі за умови

активізації геомеханічних процесів при затопленні закритих шахт є

125

інструментальні маркшейдерські спостереження на великих площах з

виявленням особливостей зрушення на локальних ділянках, де в процесі ведення

гірських робіт було зафіксовано аномальний прояв процесів зрушення.

5. Для проведення експериментальних робіт створені системи

геомеханічного моніторингу для спостережень за деформаціями поверхні землі і

будівель, що знаходяться у зоні можливої активізації гірничих виробок,

проведених у процесі відпрацювання запасів вугілля в Стахановському регіоні

Донбасу та на території Пролетарського і Будьонівського районів міста

Донецька.

Спостережна система для вивчення деформаційних процесів в

Стахановському регіоні загальною площею понад 150 км2 включає: глобальну

мережу, що складається з 45-50 векторів GPS-вимірів; 11 основних профільних

лінії, загальною довжиною близько 33 км, що складається з понад 350 реперів; 6

локальних профільних ліній із сумарною кількістю реперів – 113, загальна

довжина яких понад 720 м; спеціальні спостережні лінії в 32 будівлях.

Спостережна система для вивчення деформаційних процесів на шахтах

Будьонівського і Пролетарського районів м. Донецька, загальною площею понад

60 км2 включає: глобальну мережу, що складається з 30-38 векторів GPS-вимірів;

7 основних профільних лінії загальною протяжністю близько 28 км, що

включають більше 280 реперів; 3 локальні профільні лінії із сумарною кількістю

реперів – 123, загальна довжина яких близько 2 км; спеціальні спостережні лінії

в 31 будинку; наглядова мережа висотних вимірювань вздовж споруджуваних

об'єктів Донецького метрополітену.

6. На вуглевидобувних територіях для своєчасного виявлення та

попередження негативних наслідків для об’єктів довкілля та здоров’я населення

необхідно проводити комплексні дослідження рівнів екологічної небезпеки,

своєчасно розробляти і впроваджувати технології упередження екологічних

загроз, а також нейтралізувати різні екологічні ризики.

126

РОЗДІЛ 3

ТЕХНОГЕННЕ НАВАНТАЖЕННЯ МІСТ НА ГІРНИЧИХ ВІДВОДАХ

ЛІКВІДОВАНИХ ШАХТ, ЯК СКЛАДОВОЇ УРБОЕКОСИСТЕМ

Техногенне перевантаження міст на гірничих відводах ліквідованих шахт,

як складової урбоекосистеми призвело до того, що вона стала майже

непридатною для більш-менш комфортного проживання людини. Зона впливу

підземної розробки на споруди і довкілля залежить від: потужності, кута падіння

та глибини залягання вугільних пластів, що розробляються; розмірів очисних

виробок, роташування і розмірів ціликів, що залишаються в очисній виробці;

наявності поблизу виробки раніше відпрацьованих площ; фізико-механічних

властивостей порід; структурних особливостей масиву гірських порід; способу

управління гірським тиском, швидкості проходки забою (ці фактори піддаються

регулюванню, завдяки їм можливо впливати на величину деформації і на

порушення земної поверхні при підробці). Глибина, площа просідань і швидкість

зсування гірських порід знаходиться в прямій залежності від потужності

вугільного пласту, що розробляється.

3.1. Особливості техногенного навантаження міст і селищ вуглевидобувних

територій

Урбоекоситеми, що розташовані на вугленосних територіях мають свої

особливості, за рахунок яких вони відрізняються від інших урбоекоситем.

Найсуттєвішою відмінністю є те, що на їхніх територіях під землею

розташовуються запаси вугілля, вилучення яких призводить до пошкодження

будівель і споруд. Гірські підприємства і їх інфраструктура, збагачувальні і

брикетні фабрики, ремонтно-механічні майстерні, електропідстанція тощо є

тими об'єктами, що утворюють ці міста і селища.

127

Проведення аналізу конструктивно-планувальних рішень цивільних

будівель і їх особливостей дозволяє виділити в забудові шахтарських міст і

селищ три досить чіткі етапи, а разом з цим і відповідні зони, конструкції

будівель яких можна охарактеризувати, як стійкі.

Перший етап охоплює період до 1941 року [22, 24, 25, 86], це той період,

коли масово будували одноманітні одноповерхові будинки, іноді траплялися

двоповерхові конструкції. Незначна кількість двоповерхових будівель була

досить різноманітною в конструктивному плані і в об'ємно-планувальних

рішеннях. Тому, їх не можна відносити до загальної системи. Всі будівлі того

періоду зводилися без спеціальних захисних заходів від шкідливого впливу

гірничих робіт. За роки ІІ Світової війни більшість будівель було зруйновано.

Для відновлення будівель використовували місцеві будівельні матеріали, тому

їхня будова складна.

Другий етап забудови розпочався після закінчення війни і тривав до 1958

року. У цей період інтенсивно розвивалася вугільна промисловість, і саме тоді

шахтарські міста і селища почали набувати того вигляду, який ми бачимо

сьогодні. На той момент витрати на житлово-цивільне будівництво досягали 30%

від загальних витрат на капітальне будівництво підприємств вугільної

промисловості. Швидкими темпами поширювалося будівництво

одноповерхових будівель. Вони будувалися за типовими проектами, проте без

конструктивних захисних заходів.

До 1956 року за типовими проектами було зведено 80% житлових

будинків, кількість таких будівель у містах коливається від 10 до 60%, а типових

проектів будівель - 35-40%. Основними з них є серії 1-207, 1-215, 1-216, 1-225, 1-

228, 1-267, 1-448. Відмінності між серіями стосуються, в основному, лише

планування типових секцій. Всі вони безкаркасні, побудовані за жорсткою

конструктивною схемою з місцевих будматеріалів.

Третій період розпочався у 1958 р., коли почали з’являтися перші

нормативні документи, що стосувалися проектування та будівництва будівель і

споруд на вугленосних територіях [3, 4, 28, 84]. В той момент шахтарські міста і

128

селища починають забудовувати будинками, які вже мають конструктивні

заходи безпеки, що в свою чергу забезпечувало нормальну експлуатацію у

процесі підробки. Найчастіше будівництво будівель здійснювалося на основі

типових серій 1-464 і 1-480. Конструкції будинків серії 1-464 складаються з

поперечних несучих стін і залізобетонного перекриття по контуру. Зовнішні

стіни самонесучі і частково несучі. Конструкції будинків серії 1-480 складаються

з поздовжніх несучих стін і шатрового перекриття з бетону, завбільшки як

кімната.

У четвертому періоді (після 1970 р.) вже здійснювалося будівництво

багатоповерхівок (9-12 поверхів) [10, 87]. Такі будівлі розташовували як окремий

масив - кварталами, мікрорайонами, близько до центральної частини міста і

промислового підприємства настільки, наскільки це дозволяли сантехнічні

норми. Це давало можливість максимально знизити витрати на інженерну

підготовку території. Однак, обмежена кількість площ під забудову навколо

промислових підприємств, зумовила необхідність розбудовувати околиці міст і

селищ. Такі масиви будівель отримали назву «спальні» райони.

Центральні частини міст і селищ формувалися навколо гірничих

підприємств. Тут розташовуються театри, кінотеатри, ресторани, великі

універмаги, бібліотеки, палаци культури і спорту, комбінати побутового

обслуговування населення. Ці будівлі оформлювали під один загальний

архітектурно-планувальний задум і вони є об'єктом підвищеної соціальної

значущості, центром ділового і культурного життя населеного пункту. Для

будівництва таких будинків використовувалися різноманітні індивідуальні

проекти. У житлових районах розміщувалися лікарні, школи, гуртожитки, дитячі

садочки, магазини тощо.

Протягом 3 і 4-го періодів відповідно до нормативних документів [3, 4, 87,

88] в Донецькому і Львівсько-Волинському басейнах в легких умовах підробки

побудовано (R ≥ 12 км і ε ≤ 3 х 10-3) 23% конструкцій від загального кількості

будинків із конструктивними заходами захисту; в середніх умовах (12км > R ≥

129

7км; 3 х 10-3 < ε ≤ 5 х 10-3) - 40% будівель; у важких умовах (7км > R ≥ 3км; 5 x

10-3 < ε ≤ 8 х 10-3) - 19% і на без вугільних територіях - 1-8% будівель [90].

У зв’язку з такими особливостями розвитку будівництва в шахтарських

містах і селищах виникли майже однорідні масиви (табл. 3.1).

Таблиця 3.1

Характеристика забудови міст і селищ на вугленосних територіях

Періоди

будівництва

Характеристика масивів забудови міст і селищ

Кількі

сть

поверх

ів

Характер забудови Облік шкідливого

впливу

гірничих робіт під час

будівництва

1. Довоєнний (до

1940-41 рр.)

1-2 В основному,

одноповерхові будинки.

Конструкції двоповерхових

будівель різноманітні.

Будинки відновлені після

війни.

Без обліку шкідливого

впливу гірських робіт

2. Післявоєнний

(до 1958 р.)

1-2 Проста конфігурація плану

будівель. В основному,

одноповерхові будинки,

довжиною від 8-20 до 40-60

м.

Без урахування

шкідливого впливу

гірських робіт

3. 1958-70 рр. 4-5 Будівництво окремих

будівель і масивів за

типовими проектами

Облік шкідливого впливу

гірничих робіт, розробка

без додаткових заходів

захисту

4. 1970-90 рр. до 9-12 Будівництво окремих

будівель і мікрорайонів за

типовими проектами

Облік шкідливого впливу

гірничих робіт, розробок

без додаткових заходів

захисту

Майже всі шахтні поля у різних напрямках перетинають ЛЕП, залізні і

автомобільні дороги, магістральні газопроводи і водогони.

Мережі санітарно-технічних комунікацій шахтарських міст і селищ

сформувалися також у період масового будівництва житла для вугледобувних

130

підприємствах. Це каналізаційні мережі, водопровід і газопроводи, мережі

зв'язку, енергопостачання.

Каналізаційні мережі, як правило, безнапірні секційні з азбестоцементних

труб різного діаметру. Водопроводи, зазвичай, зі сталевих і чавунних труб, а

міжквартальні й внутрішньоквартальні розводки - чавунних труб з розтрубними

з’єднувачами і сталевими звареними трубопроводами. Газопроводи,

водопроводи, теплопроводи використовують зі сталевих труб для зварювання на

стиках. Враховуючи шкідливий вплив гірничих виробок, як правило,

магістральні сталеві зварні трубопроводи беруть великі за діаметром

(газопроводи, водопроводи).

У межах міст розвиваються промислові підприємства, такі як металургійні,

металообробні, хімічні, коксохімічні, цементні й інші. При вирішенні питань

підробки забудованих територій великі промислові підприємства розглядаються

як окремі об'єкти підробки. Місцевої підприємства промисловості є

безпосередніми учасниками життя міста, у них є власні невеликі території

(молокозаводи, хлібозаводи, холодокомбінати, м'ясокомбінати, трамвайні і

тролейбусні депо та ін.), а вирішення питань виїмки вугілля під містом,

розглядається нерозривно з міським господарством.

Об'єкти промислових підприємств зазвичай одно- або дво- поверхові.

Конструкція будівель каркасна, безкаркасна або з неповним каркасом.

Фундаменти будівель бутові та бетонні, стіни - цегляні, бетонні, шлакоблочні, а

колони і перекриття - залізобетонні. Часто будівлі оснащені мостовими кранами

або кран балками. З споруд на території підприємств можна виділити димові

труби, резервуари. Резервуари різної ємності, в основному, з монолітного

залізобетону, на нафтобазах -металеві, відстійники - бетонні та залізобетонні.

Розвиток промислових підприємств супроводжувався розширенням

міського господарства, що сприяло перетворенню шахтарських міст і селищ у

взаємопов’язані господарські комплекси.

Виїмка запасів вугілля на забудованих територіях впливала на характер

експлуатації не лише міського, а й гірського господарства. Виникала

131

необхідність пом'якшення шкідливого впливу гірничих робіт на забудовану

територію шляхом використання заходів захисту, що, в свою чергу, призводило

до зміни усталеного проведення гірничих виробок. Щоб ліквідувати

пошкодження необхідно було створити спеціальні служби з ремонту та

спостереження за процесами зсування земної поверхні.

Розподіл забудови на зони дозволив дослідникам класифікувати наслідки

підробки міст і селищ та прогнозувати заплановані до підробки площі [27].

Завдяки цьому, підробка міст і селищ здійснювалася за спеціальними проектами,

що запобігали надмірному накопиченню шкідливого впливу гірничих робіт [48,

50, 58, 59, 62].

Отже, шахтарські міста і селища – це не лише кількість будівель і споруд,

вони складають єдиний господарський комплекс, який забезпечує населення

певними технічними, економічними і соціальними умовами. В забудованих

містах і селищах є будівлі і споруди, як із заходами, так і без заходів захисту.

Вони сформовані по зонах і мають приблизно однорідну забудову:

• масиви одноповерхових будинків, побудовані без конструктивних

заходів захисту;

• квартали дво- і триповерхових будівель, побудовані також без

конструктивних заходів захисту;

• квартали будинків чотирьох і п'яти поверхів або окремі будівлі в

одноповерхових і двоповерхових забудовах, побудованих з конструктивними

заходами захисту;

• мікрорайони багатоповерхівок, що побудовані з конструктивними

заходами захисту;

• промислові зони або майданчики промислових підприємств.

Виїмка вугілля на забудованих територіях, особливо там, де будівлі без

заходів захисту, призводить до пошкодження будівель і споруд, що в свою чергу,

обумовлює зміну характеру експлуатації міського і гірського господарства.

Стан забудованих територій Донецько-Макіївського району в період

ведення гірських робіт. Донецько-Макіївський район розташований в південно-

132

західній частині Донецького басейну і примикає до західного крила Кальміус-

Торецької котловини. Весь район досить складний в тектонічному плані, а його

східна частина – ще складніша. Поєднання тектонічних порушень, різних

складчастих і розривних форм створює складні геологічні структури та вузли,

що ускладнюють відпрацювання запасів вугілля. Найбільш сприятливі

тектонічні умови в західній частині району.

В цілому шахтами району розробляються 34 вугільні пласти, потужність

яких у межах від 0,6 до 2,0 м. Найінтенсивніше відпрацьовувались пласти,

потужність яких понад 1 м, а питома вага видобутку становить 60% від загальної

кількості у районі. Марочний склад має широку гамму від Д до Т. Вугілля марок

Д і Г залягають, в основному, в західній частині району. Глибина ведення

гірничих робіт змінюється: 65% гірських робіт проведено на глибині до 600 м,

близько 25% - від 600 до 800 м і 10-15% - більше ніж 800 метрів.

Відмінною особливістю Донецько-Макіївського району є велика кількість

поверхневих споруд на гірничих відводах шахт. Лише площа міст Донецька і

Макіївки - це половина шахтних полів. Донецьк складається з 9 адміністративних

районів, і близько 60 селищ, які сформовані навколо центральної частини міста.

Будинки міст і селищ району мають не однакову кількість поверхів, термін

служби, планування та матеріали стін також різні і т.д. Якщо в центральних

частинах Донецька і Макіївки, переважно багатоповерхові будівлі, в тому числі

багато монументальних, то для периферійних районів, які складаються із селищ,

характерні будівлі, що мають не кілька поверхів, таких близько 80% (сел. шахти

ім. Абакумова в Донецьку) і навіть 100% (сел. шахти ім. A.M. Бажанова в

Макіївці).

Шахтами Донецько-Макіївського району одночасно розробляється від

одного до шести вугільних пластів. У 1971 р. з 67 шахт, що відпрацьовувались

пласти пологого падіння, лише у 13 (19%) на балансі був запас(підраховано по

одному пласту). Це свідчить про те, що значна частина забудованих площ

підробляється декількома шахтопластами, хоча в різні періоди. Тому, будівлі і

споруди щорічно підпадали під вплив гірничих робіт.

133

У табл. 3.2 наведені відомості про кількість підроблених об'єктів у кінці

60-х років. Лише за три роки було підроблено 13864 об'єкти.

Таблиця 3.2

Кількість підроблених об'єктів в Донецько-Київському районі наприкінці

60-х рр. XX ст.

Комбінати

Кількість підроблених об’єктів за роками

1968 1969 1970

«Донецьквугілля» 2206 2053 1235

«Макіїввугілля» 2445 2146 1870

«Червоноармійсьвугілля» 600 811 498

Разом 5251 5010 3603

У подальші роки кількість підроблених будівель збільшилась. Лише

комбінатом «Донецьквугілля» в 1972 р було підроблено 130 будівель

соцкультпобуту, 1400 державних і 5440 приватних житлових будинків. Така

тенденція щодо кількості підроблених об'єктів спостерігалася і в наступні роки,

особливо у період інтенсивного видобутку вугілля. Так, в 1987 р. 28 шахт ВО

«Донецьквугілля» було підроблено 5830 житлових будинків, 295 промислових

підприємств, 30 км залізничної колії, 85 км магістральних трубопроводів, 18

водних об'єктів [90]. Наведені цифри свідчать про те, що практично всі

шахтарські міста і селища багато разів підроблялися, але у різні періоди.

З метою виявлення закономірностей накопичення пошкоджень в

конструкціях будівель та споруд з численної кількості підроблених об'єктів для

обстеження їхнього стану було обрано 347, а результати узагальнено. Ці

обстеження проводились у різні роки в містах та селищах Донецько-

Макіївського району. Всі будівлі розподілені за величинами розкриття тріщин,

групи будівель і кількість відпрацьованих пластів (табл. 3.3). Групи будівель

класифіковані за їх призначенням відповідно до табл. 1.2 першого розділу.

134

Таблиця 3.3

Розподіл підроблених будівель у містах і селищах Донецько-Макіївського

району за групами і розкриттям тріщин

Група будівель Кількість будівель з

розкриттям тріщин, мм

Підсумок

до 15 15-60 Більше 60

Підробка одним пластом

А 8 8

Б 79 1 2 82

В 67 1 68

Г 5 5

Всього, будівель / % 159 / 97,6 2 /1,2 2 /1,2 163

Підробка двома пластами

А 9 1 10

Б 27 27

В 87 1 1 89

Г 3 1 4

Всього, будівель / % 126 / 97,4 1/0,8 3/2,2 130

Підробка трьома пластами

А

Б 20 1 21

В 29 1 29

Г 3 3

Всього, будівель / % 52 / 96,3 2/3 ,7 54

Підсумок 337 / 97,2 5 / 1,4 5 /1,4 347

Найбільш складними за конфігурацією є будівлі групи А і Б. Вони мають

Г-і П-подібну форму. У 96,6% таких будівель розкриття тріщин не перевищує 15

мм. Простіша конфігурація будівель, що входять до групи В. Вони, зазвичай,

мають чотирикутну форму. У цих будівлях частота утворення тріщин розміром

до 15 мм складає 98,4% випадків. Різниця у наведених величинах не значна, що,

135

в свою чергу, вказує на відсутність впливу конфігурації будівель на частоту

утворення зазначених тріщин.

Як видно з табл. 3.3 різна кількість відпрацьованих пластів впливає на

частоту виникнення тріщин розкриттям до 15 мм і коливається в межах 96-98%.

Частота появи значних пошкоджень (тріщини розкриттям більше 15 мм)

становить 2,8-3,0%.

Особливе місце за важливістю і складністю рішень в Донецько-

Макіївському районі займала підробка центральної частини Донецька, який є

найбільшим культурним, промисловим та адміністративним центром України з

населенням більше міліона. У центральній частині міста розташовані будівлі, що

є соціально значущими, в основному, багатоповерхівки, досить різноманітні за

конфігурацією.

Центральна частина міста забудовувалася, в основному, в післявоєнний

період. Більшість будівель цього періоду не мають заходів захисту від впливу

гірничих виробок. З 1967 р. у зв'язку з реконструкцією та заміною застарілого

житлового фонду розпочалося будівництво 9-, 12-, і 16-поверхових будинків, які

вже мали конструктивні заходами захисту. Тому, будівлі розташовані в цій

частині міста мають різне функціональне призначення і термін експлуатації, а

отже, конструктивно-планувальні схеми, матеріал, стан будівельних елементів,

клас капітальності, нарешті, наявність і обсяги конструктивних заходів захисту

від впливу гірничих виробок.

Підробка центральної частини м. Донецька у період з 1969 по 2001 рік

здійснювалась шахтами ім. М. Горького і ім. М. І. Калініна, трьома пластами h7,

h8, h10, потужністю від 0,5 до 1,3 м на глибинах від 500 до 900 м. Основним

фактором, який ускладнює підробку, є наявність виходів під наноси тектонічних

порушень і їх апофіз. Відпрацювання запасів вугілля під центральною частиною

міста відбувалося з урахуванням загальних заходів захисту, до яких відносяться:

• проведення окремих лав з розривом у часі;

• пневматична закладка виробленого простору;

• залишання запобіжних ціликів під відповідальними будівлями й ін.

136

При підробці центральної частини міста 206 житлових і громадських

будівель піддавались багаторазовому впливу гірничих робіт, що проводились без

закладки виробленого простору [81]. У табл. 3.4 ці будівлі згруповані за

величинами розкриття тріщин, які було виявлено при обстежені.

Таблиця 3.4

Результати обстеження будівель в центральній частині Донецька

Будівлі

Кількість будівель з

розкритими тріщинами, мм

Разом

до 15 15-60 більше 60

Без конструктивних заходів

захисту, будівель / %

65 / 98,5 1 /1,5 66

З конструктивними заходами

захисту, будівель / %

133 / 95,1 4 / 2,8 3 / 2,1 140

Разом, будівель / % 198 / 96,2 5 / 2 ,4 3 / 1,4 206

З даної таблиці3.4 випливає, що в будівлях центральної частини м.

Донецьк, які побудовані із заходами і без заходів захисту, частота виникнення

тріщин розкриттям до 15 мм є незначною, складаючи 95,1 і 98,5% при

середньому значенні 96,2%. Це показує, що конструктивні заходи захисту

недостатньо ефективні. Вони суттєво не впливають на частоту виникнення

тріщин розкриттям до 15 мм.

Характеристика забудови Центрального району Донбасу. Центральний

район Донбасу (ЦРД) розташований в західній частині головної антикліналі і

простягається на 60 км, шириною 9,5 км. Вздовж південного крила антикліналі

розташовані такі міста як: Юнокомунарівськ, Єнакієво, Горлівка, Артемове,

Дзержинськ, а в північній Микитівка, Горлівка, та селища ш/у

«Олександрівське», Вуглегірськ. Цю майже суцільну забудову, населення якої

приблизно 1 млн, можна розглядати як агломерацію міст.

137

Рис. 3.1. Схема Горлівсько-Єнакіївської агломерації міст

Центральний район – це найстаріший промисловий район Донбасу.

Вуглевидобувна промисловість в районі почала розвиватися у 80-х роках ХІХ

століття [94]. На базі коксового вугілля цього району утворилися металургійні,

хімічні і машинобудівні підприємства. Центральний район вважається одним з

найбільш густо заселених в Україні та має велику мережу автомобільних доріг і

залізничної колії.

Площа зони впливу гірських робіт шахт ЦРД складає 410 км2. Наприкінці

80-х років ХХ століття, у період, коли шахти Донбасу інтенсивно працювали, у

межах діючих шахт, під забудованими територіями, в середньому знаходилося

65,6% балансових запасів, а на деяких шахтах («Кочегарка», ім. В.І. Леніна і

«Червоний Жовтень») ця величина складала 100% [90].

Головна особливість полягає в тому, що шахтами одночасно розробляється

до 30 крутоспадних пластів. Деформація земної поверхні при розробці свит

крутоспадних пластів відбувається з утворенням зосереджених деформацій у

вигляді уступів і тріщин. Механізм і динаміка розвитку уступів залежать від їх

положення в мульді зсування. У межах всіх шахт ЦРД напівмульда за падінням

має площу 310 км2, а за підійманням близько 100 км. У межах міст загальна

площа підроблюваних територій складає близько 294 км, при цьому в

138

напівмульду за падінням потрапляє 227 км2, а інша частина - 67 км2 розташована

в напівмульді за підійманням.

Характеристика територій забудови Горлівсько-Єнакіївської агломерації в

зонах впливу гірничих робіт наведена в табл. 3.5.

Таблиця 3.5

Характеристика територій забудови Горлівсько-Єнакіївської агломерації

в зоні впливу гірничих робіт

Територія

Площа забудови, км2 міст

Площадь застройки, км по городам Горлівка Енакієво Дзержинськ +

Артемове

1 2 3 4

Загальна площа 500 75,2 45,7

Зона впливу гірничих робіт 183* 43,3 31,7

Напівмульда за падінням:

загальна площа 131 37,3 23,4

під промисловими підприємствами 5,4 7,0 0,5

під 1-поверховими будинками 47,4 16,4 7,3

під будинками, висота яких 2 і

більше поверхи

14,8 3,1 2,0

незабудована територія 36,5 10,8 13,6

Напівмульда за підійманням:

загальна площа 54 6,0 8,3

під промисловими підприємствами 9,0 0,8 0,2

під 1-поверховий будівлями 12 2,5 4,1

під будівлями, висота яких 2 і

більше поверхи

16,4 0,2 0,7

незабудована територія 15 2,5 3,3

Примітка*. Крім того, у м. Горлівка 27 км знаходиться в зоні впливу гірничих-робіт ртутного

рудника.

139

Найбільше пошкоджень від підробки отримують будівлі, в основі яких

утворюються уступи. Між уступами деформації земної поверхні на 1-2 порядки

менше, тому будівлі і споруди, що розташовані між ними, деформуються

порівняно менше.

Відстань між трасами уступів коливається в широких межах - від 10 до

120 м. Висоти уступів також мають великий діапазон змін - від 2 до 60 см,

причому, на місцевості уступи великої і малої висоти чергуються. Тому, на

підроблюваній території можна побачити розташовані поруч будівлі з

незначними і значними пошкодженнями, а також не пошкоджені. Останні, як

правило, розташовуються між уступами.

Одноповерхова забудова, прилегла до проммайданчиків шахт, прилегла до

виходів робочих пластів під наноси, де утворення зосереджених деформацій

земної поверхні відбувається з меншою інтенсивністю.

Міста Центрального району забудовані 1-6-поверховими будинками і

1-поверховими індивідуальними, кількість яких явно переважає, хоча її загальна

житлова площа становить менше половини житлового фонду в цілому (табл. 3.6).

Адміністративні центри міст і селищ забудовані без урахування майбутнього

шкідливого впливу гірничих робіт. Будинки відрізняються складною

конфігурацією, а їх розміри змінюються в широкому діапазоні, іноді їхня

довжина сягає 100 м. Багато будинків мають вбудовані магазини, їдальні,

кав’ярні, дитячі садочки тощо. У зв'язку з тим, на нижніх поверхах будівель

можна побачити несучі цегляні і залізобетонні стовпи. Після 1960 р. в районі

широко розвивалось індустріальне будівництво відповідно до нормативного

документа [3, 4]. Нові райони міст забудовувалися будинками за типовими

проектами таких серій: 1-437,1-438, 2-438, 1-215А, 284-4-455, 87В/1, 179В.

Оскільки, вони вважалися найбільш придатними для складних умов підробки

свитою крутоспадних пластів. Водночас, у цей період не було способів

розрахунку конструкцій на нагрузки, що виникають при розвитку в основі

уступів і тріщин. Тому, будинки розраховувалися на легкі і середні умови

140

підробки з плавним розвитком деформацій: горизонтальні деформації ε≤5мм / м

і радіус кривизни основи R≥7 км.

Таблиця 3.6

Характеристика житлового фонду міст ЦРД

Характеристика житлового фонду Місто

Горлівка Єнакієво Дзержинськ і

Артемове

Кількість будівель

державний 7500 3144 3702

індивідуальний 41650 17525 13376

Загальний 49150 20669 17078

Житлова площа, тис. м2

державний 1300 599 165

індивідуальний 1100 536 107

Загальний 2400 1135 272

Характеристика державної забудови

Кількість поверхів будинків:

одноповерхові 6068 2517 3372

двоповерхові і більше 1432 627 330

Матеріал стін, % до загальної

житлової площі:

кам’яні 32,0 24,7 51,0

дерев’яні 4,0 3,7 2,3

інші 18,0 26,4 7,7

Характеристика індивідуальної забудови

Матеріал стін, % до загальної

житлової площі:

кам’яні 26 17,4 6

дерев’яні 15 26 7

інші 5 38 26

У подальшому, після проведення спеціальних досліджень на

експериментальних майданчиках шахт ім. А.В. Гайового, ім. Ю. Гагаріна і

«Кочегарки», де проводилися випробування в штучних і природних умовах

підробки конструкцій великопанельних, блочних, а також цегляних будівель

серій 1-480-ГВ, 1-480-32В і 1у-438АВ-ЗЗБ(К), було розпочато будівництво

141

крупноблочних і великоблочних будівель з урахуванням можливого утворення в

основі уступів і тріщин. Стіни таких конструкцій будували з цегли, великих

залізобетонних блоків і панелей, а стрічкові фундаменти - зі збірних бетонних

блоків, перекриття - з великих збірних залізобетонних панелей, сходи - із збірних

залізобетонних маршів і майданчиків. Проектування будівництва в умовах

східчасто-осідаючих ґрунтів проводилось відповідно до нормативних

документів, які постійно доповнювалися й оновлювалися [3, 4, 10, 87].

Вищенаведений огляд показує, що 98% житлових будинків Горлівсько-

Єнакіївської агломерації побудовані без конструктивних заходів захисту.

На території району розташовані підприємства вугледобувної,

металургійної, машинобудівної, хімічної, коксохімічної, цементної,

харчосмакової, деревообробної промисловості. Територія промислових

підприємств забудована одноповерховими і багатоповерховими будинками, а

також різними спорудами. Серед виробничих споруд є доменні печі,

сталеплавильне устаткування, коксові батареї, вугільні башти, силосні корпуси,

димові галереї, багатоповерхові етажерки під технологічне обладнання. Значна

частка будівель – це виробничі цехи різні за призначенням, зокрема котельні,

гаражі, склади та ін. У зв’язку з новим будівництвом та реконструкцією цих

будівель виникала необхідність покращувати ступені захисту від шкідливого

впливу гірничих робіт, так само як і для цивільних.

Аналіз стану забудови м Горлівка у період ведення гірських робіт.

Горлівка - одне з найбільших міст Донецької області, населення якого близько

360 тис. мешканців. На його території, крім шахт виробничого об'єднання

«Артемвугілля», розташовані підприємства машинобудівної, хімічної,

коксохімічної, харчової галузі, деревообробної промисловості, а також

залізничний вузол на магістралі Москва-Кавказ.

Місто простягається на 20 км з північного-заходу на південний схід,

уздовж простягання гірських порід і гірничих відводів шахт ім. Ю. Гагаріна,

«Комсомолець», ім. Леніна, «Кочегарки», ім. Гайового. Крім того, на території

міста є поля шахт ім Л.А. Ізотова, ім. М.І. Калініна й ім. К.А. Рум’янцева, що

142

розташовуються на північному крилі антикліналі. У межах міста знаходяться

наступні житлові масиви: центральна частина, селища коксохімзаводу, шахти

«Комсомолець», ім. Ю. Гагаріна, ртутного комбінату, ім. М.І. Калініна,

«Кіндратівка».

Центральна частина міста, в основному, забудована будинками, що мають

більше три поверхи. Це один з найбільш густо забудованих районів, який

розташовується в напівмульді за падінням порід, де в основі будівель досить

інтенсивно проявляються зосереджені деформації у вигляді уступів. Так, на

ділянці, площею 70 га налічується 178 багатоповерхових будинків. І лише в

основі 9 будівель уступи не утворилися [9].

Загалом, у Горлівці було обстежено 31560 будинків, з яких 2111 -

багатоповерхівки. За результатами проведених робіт було встановлено, що

фактично всі будинки, які розташовані в зоні впливу гірничих робіт свит

крутоспадних пластів, отримують пошкодження від підробки. Аналіз та

узагальнення цих досліджень (табл. 3.7) показали, що стан будівель істотно

залежить від кількості поверхів.

Таблиця 3.7

Результати обстежень будівель м. Горлівка

Розкриття

тріщин, мм

Будівлі % Кількість

будівель у групі,

% відповідно до

загальної

кількості будівель

Одноповерхові Багатоповерхові Разом

До 15 25902

88,0

1957

92,7

27859 88,2

15-60 1935

6,6

73

3,5

2008 6,4

Більше 60 1612

5,5

81

3,8

1693 5,4

Разом 29449

93,3

2111

6,7

31560

143

Одноповерхові будівлі, що мають тріщини розміром до 15 мм

зустрічаються у 88,0% випадків, а багатоповерхові – 92,7%, незважаючи на те,

що ймовірність виникнення уступів в основі протяжних багатоповерхових

будівель більша. Таке співвідношення пояснюється тим, що конструкції

багатоповерхових будівель міцніші і можуть витримувати вплив більш значних

уступів.

Аналіз стану забудови м Єнакієво в період ведення гірських робіт.

Центральна частина міста Єнакієво розташована в зоні впливу гірничих робіт

шахт «Червоний Профінтерн» і «Червоний Жовтень». Велика частина житлових

і громадських будівель знаходиться в зоні впливу гірничих робіт шахти

«Червоний Профінтерн», а основну частину зони впливу гірничих робіт шахти

«Червоний Жовтень» займають території металургійного, коксохімічного,

цементного і механічного заводів.

Селітебні території міста почали забудовуватися після 1900 року, хоча

основна частина будівництва відбувалася у післявоєнний період. Будівлі міста

різні за призначенням, класом капітальності, конструктивно-планувальними

схемами, матеріалами основних конструкцій, розміром і конфігурацією в плані.

Індивідуальна забудова - це одноповерхові будинки, які, в основному,

побудовані в післявоєнний період, хоча є будинки, зведені в 1908-1939 роках.

Основна частина державних одноповерхових житлових будинків побудована у

післявоєнний період (1950-1958 рр.). Під час будівництва використовувались

різні будівельні матеріали. Всі будинки не мають заходів захисту від шкідливого

впливу гірничих робіт.

Двоповерхові будівлі також збудовані без конструктивних заходів захисту

і належать, в основному, до післявоєнного періоду. З 1969 року місто почали

забудовуватися п'ятиповерховими будинками серій 1-480, 1-438, 87В

(мікрорайони №15 і №16, Парковий, Горизонт).

144

Таблиця 3.8

Характеристика будівель м. Єнакієво, що розташовані в зоні впливу

гірських робіт

Кількість поверхів, сектор Кількість будівель за

довжиною, м

Разом

<20 20-40 >40

Житлові будинки (шахта «Червоний Профінтерн»)

1, приватний 5789 8 5797

1, державний 718 95 3 816

2, те ж саме 7 55 4 66

3, - «» - 28 32 60

4, - «» - 6 24 30

5, - «» - 34 126 160

9, - «» - 6 28 34

Всього 6514 232 217 6963

Житлові будинки (шахта «Червоний Жовтень»)

І, приватний 1150 1150

1, державний 242 242

2-3, те ж саме 72 72

Всього 1464 1464

Громадські будівлі (шахта «Червоний Профінтерн»)

1 16 23 13 52

2 3 32 21 56

3 5 19 24

4 1 8 9

5 3 7 10

6 2 2

Всього 19 64 70 153

Громадські будівлі (шахта «Червоний Жовтень»)

1 5 5

2 9 1 10

Всього 14 1 15

Всього громадських будівель у місті 168

Загальна кількість обстежених будівель у місті 8595

Ці будинки споруджені з урахуванням шкідливого впливу гірничих робіт.

Однак конструкції будівель теж не розраховані на вплив зосереджених

деформацій земної поверхні.

145

Конструктивні захисні заходи, які відповідали б умовам підробки, почали

використовуватися лише після 1973 року. До цих заходів належать: розрізка

будівель деформаційними швами на відсіки, пристрій залізобетонних поясів на

рівні цоколя і підошви фундаментів, шви ковзання уздовж поясів, поверхові

пояси. В табл. 3.13 наведено вибірку з 8427 житлових будинків, яка

характеризується кількісним складом підроблюваних об'єктів міста.

Таблиця 3.9

Результати обстеження будівель м. Єнакієве

Шахта

Кількість будівель, од / %,

з розкриттям тріщин, мм

Всього

до 15 15-60

«Червоний Профінтерн» 3196 / 99,8 5 / 0,2 3201

«Червоний Жовтень» 1365 / 99,9 1 / 0,5 1366

Всього 4561 / 99,9 6 / 0,1 4567

Всього в Єнакієвому обстежено 4567 будинків. Аналіз отриманих даних

(табл. 3.9) дозволяє констатувати, що 99,9% підроблених будівель міста

пошкоджені. Вони мають тріщини, розкриття яких не перевищує 15 мм.

Відносна частота будівель, що мають тріщини більші ніж 15 мм, складає лише

0,1%. Аналогічний показник Горлівки складає 11,8%. Це пояснюється тим, що

територія Єнакієвого менше підроблена, а також має менші висоти уступів.

Якщо в Горлівці зафіксовані уступи висотою до 500 мм, то в Єнакієвому вони не

перевищують 90 мм.

Підробка міста Білозерськ. Населення міста Білозерськ складає близько

37 тис. чоловік. Місто розташоване в Добропільському районі Донецької області

у межах гірничого відводу шахти «Білозерська», створене на базі шахтного

селища. Його забудова розпочалася у 1932-1952 рр. одно- і двоповерховими

будинками без застосування конструктивних заходів захисту. Вже з 1958 р

146

почали зводити дво- і п'ятиповерхові будинки, використовуючи конструктивні

заходи захисту від впливу гірничих робіт. Всього у місті нараховується 751

будівля, з них 219 більше двох поверхів. Під містом у межах шахти

«Білозерської» залягає 20 млн. т вугілля у 9 пластах, що розташовані на глибинах

250-800 м, потужність пластів 0,6-1,5 м, кут падіння 10°.

Підробка міста розпочалася з північно-східної частини пласті m42, m4

0. У

1969-1970 рр. (під містом) на глибині 150-200 м були відпрацьовані 1-а і 2-а

південні лави цих пластів (рис. 3.2). Потужність виймання становила 1,1-1,3 м.

Охорона підготовчих виробок здійснювалася за допомогою ціликів вугілля

розміром до 50 м. Горизонтальні деформацій земної поверхні від кожної окремої

очисної виробки не перевищували 3,5 мм / м.

Рис. 3.2. Накопичення горизонтальних деформацій від окремих очисних

виробок при відпрацюванні запасів під м. Білозерськ:

1 і-2 - виміряні і обчислені осідання і горизонтальні деформації від пл. m42; 3-

обчислены осідання і горизонтальні деформації від пл. m40; 4 - виміряні сумарні осідання і

147

горизонтальні деформації від пл. m42; 5 - розрахункові сумарні осідання і горизонтальні

деформації від пл. m42 і m4

0; 6 - територія міста

Однак, неправильне поєднання очисних виробок, що розташовані

практично на одній вертикалі, наявність охоронних ціликів і мала глибина

розробки, призвели до однозначного підсумовування деформацій земної

поверхні. В результаті спільного впливу зазначених лав горизонтальні

деформації земної поверхні досягли 8 мм / м на північно-східній околиці міста

Білозерськ, а за його межами 11 мм / м (див. рис. 3.2). Такі деформації

спричинили тріщини розміром до 50 мм в основі стін декількох будівель, а також

зворотній ухил каналізації, пориви водопроводів.

З огляду на втратний кінцевий результат відпрацювання 1-ої і 2-ої

південної лави, було вирішено розробку запасів вугілля під містом проводити

окремо в кожному пласті свити, без залишку міжлавних ціликів. За такою

схемою був повністю відпрацьований пласт m42, що знаходився під містом.

Вимірювання деформацій земної поверхні (див. рис. 3.2) показало, що

поступово відбувалося формування плоского дна навхрест простягання гірських

порід при горизонтальних деформаціях, що не перевищують 3,2 мм / м від кожної

очисної виробки. Сумарні горизонтальні деформації земної поверхні на

плоскому дні не перевищували 0,8 мм / м. Виняток становлять деформації,

величина яких 1,5 мм / м над охоронним цілком між 5-ою і 6-ою південними

лавами, які було залишено у зв’язку з технологічними причинами. Проте, будівлі

в цій частині міста, де знаходиться зона впливу лав, були збудовані із заходами

захисту, тому шкідливий вплив охоронного цілика не відчувався.

Після відпрацювання пласта m42 на плоскому дні мульди зсування було

обстежено 219 будівель (табл. 3.10). Як з’ясувалося 97,7% будівель дістали

пошкодження у вигляді розкриття тріщин, розміром не більше 15 мм. Аварійні

ушкодження відсутні. Водночас, 5 одноповерхових будівель (2,3%), які

перебували в несприятливих умовах підробки 1-ої і 2-ої південної лави пласта

m42 істотно зіпсувалися (передаварійні).

148

Відносно невеликий впливав гірських робіт в плоскому дні мульди

зсування можна пояснити унікальною особливістю взаємного розташування

будівель і очисних виробок. Простягання очисних виробок фактично збігається

з напрямком вулиць міста. Як правило, вздовж осей вулиць розташовуються

протяжні стіни будівель. Найбільше на них впливає деформація основи,

спричиняючи розвиток максимальних тріщин. У зв'язку з цим, зона розтягу за

простяганням, яка проходить вздовж довгої осі будівлі, викликає розкриття

тріщин у стінах, і навпаки, зона стиску, зменшує їх розкриття.

Таблиця 3.10

Результати обстеження будівель м. Білозерське

Розкриття

тріщин, мм

Кількість будівель /%

одноповерхові багатоповерхові всього

Після підробки пластом m42

До 15 214 / 97,7

£* І-Т / S I , /

214 /9 7,7-

15-60 5/2,3 5 / 2,3

Всього 5 214 219

Після підробки пластами m42 і ɭ3

До 15 51/91,0 210/97,2 261 / 96,0

15-60 5 / 9,0 6 /2 ,8 11 / 4,0

Всього 56 216 272

При розташуванні будівель під кутом до простягання очисних виробок,

скручування просторової коробки і скривлення фундаментів зсовують суміжні

поверхні однієї і тієї ж тріщини. За подальшого проходження зони стиску

нерівності суміжних поверхностей тріщини переходять у силове зіткнення, що

перешкоджає зменшенню її розкриття.

Позитивний досвід відпрацювання пласта m42 було використано, коли

розробляли пласт ɭ3 (див. рис. 3.2), що позитивно вплинуло на подальший стан

будівель і санітарно-технічні комунікації міста.

У 1985 р після відпрацювання 2-ої і 3-ої південної лави пласта ɭ3, повторно

обстежили будівлі, які розташовані в зоні впливу пластів m42 і ɭ3. Загалом,

149

обстежили 272 будівлі: 56 одноповерхових і 216 від 2-х до 5-и поверхів (табл.

3.14). З даної таблиці випливає, що 4,0% будівель потребують відновлення умов

нормальної експлуатації, за необхідності їх підсилити, а пошкодження в інших

96,0% будівель можна усунути при післяосадочному ремонті.

Підробка центральної частини міста Торез. Торез (до 1964 р

м. Чистякове), як місто почало існувати з 1932 року. У 1987 р. у ньому проживало

88 тис. мешканців, до 1991 року населення зросло до 111,8 тисяч. Потім

чисельність населення почала поступово зменшуватися, і вже в 2001 році ця

цифра знизилася до 100,1 тис. чоловік. Загальна площа житлового фонду міста

становить 2077,8 тис. м2.

Ще на самому початку Центральну частину міста забудовували 1-4-

поверховими житловими і громадськими будівлями без урахування шкідливого

впливу гірничих робіт, що може виникнути в майбутньому. Після 1960 р. почали

зводити будівлі з конструктивними заходами захисту, що полягали в пристрої

фундаментних, цокольних і кілька поверхових залізобетонних поясів, поділі

будинків на самостійні відсіки деформаційними швами. Ширина деформаційних

швів не перевищувала 60 мм. З 1973 р місто продовжувало забудовуватися з

урахуванням шкідливого впливу гірничих робіт 9-поверховими цегляними,

великоблочними і панельними будинками точкового типу і з посекційною

розрізкою.

Виїмка вугілля під центральною частиною міста проводиться шахтою ім.

К.І. Кисельова ВО «Торезантрацит». У 1976-77 рр. ця частина міста була

підроблена 6-ою західною лавою пласта h4в Середня глибина розробки пласта під

забудованою частиною склала 460 м, виймальна потужність 0,9 м, кут падіння

14°. Виїмка відбувалася системно з повним обваленням покрівлі без залишення

ціликів у підготовчих виробках. Горизонтальні деформації земної поверхні

склали 1,5 мм / м, радіус кривизни 15-20 км і більше.

Після підробки було обстежено 79 будівель, з яких: 9 - дев'ятиповерхові, 5

- п'ятиповерхові, 31 - чотириповерхові, 15 - триповерхові, 19 - двоповерхові. У

трьох будівлях зафіксовані тріщини розміром до 10 мм, а в одному - до 20 мм.

150

Решта 75 будівель знаходилися в задовільному стані, в їхніх стінах максимальне

розкриття тріщин не перевищувало 6 мм.

Відповідно до прийнятої класифікації, у 78 будівлях (98,8%) були тріщини

розкриттям до 15 мм і лише одна (1,2%) перебувала в передаварійному стані.

Підробка міста Червоноград. Територіально місто Червоноград

розташоване на площі Сокальського району Львівської області, в південно-

східній частині Забузького родовища Львівсько-Волинського кам'яновугільного

басейну і підробляється шахтою ім. А.В. Лопатіна, яка була здана в експлуатацію

у 1961 році.

У даному районі камяновугільні відкладення перекриті крейдовими

відкладеннями потужністю 250-300 м. Падіння порід пологе, північно-західне,

моноклінальне, кути падіння становлять 3-5°. Тектоніка ділянки спокійна.

Під містом розробляються три зближені пласти – n7в, n8, n8

в, потужністю

0,7-0,85 м, на глибинах від 410 до 440 м. Міжпластова потужність під

центральною частиною міста дорівнює: між n7в і n8 - 13,5 м, між n8 і n8

в -14,4 м.

Місто Червоноград складається з двох частин - нової і старої. Стара

частина міста забудована, в основному, одноповерховими будинками, серед яких

знаходяться дві старовинні монастирські будівлі. У період з 1950 по 1957 рр.

були побудовані двоповерхові будинки за проектами серій 1-207, 1-255 та 1-253

і кілька трьохповерхових будівель серії 1-255. Всі ці будинки зведені за

однаковою конструктивною схемою, що мають три поздовжні несучі стіни. У

старій частині міста жодна будівля не має конструктивних захисних заходів. У

1957 р. в цій частині міста будівництво призупинили і перенесли в нову, де

зведення житлових будинків серій 1-412, 1-424 та 1-438 до 1963 р. велося без

конструктивних заходів захисту. Висота будівель складала не більше 2-4 поверхи

з повздовжніми несучими стінами.

Після 1963 р. розпочалося будівництво чотири- і п'ятиповерхових

житлових будинків серій 1-438-Ву, 1-438 та 87, які вже мали конструктивні

захисні заходи. Комплекс конструктивних заходів розраховувався на

горизонтальні деформації основи 2,6 мм / м і радіус кривизни 16 км.

151

У новій частині міста зведені найбільш значні адміністративні, культурно-

побутові та торгові заклади міста. Багато громадських будівель відрізняються від

житлових за планом тощо. Частина з них має конструктивні заходи захисту.

Загалом, в місті налічується 624 будівлі, загальна характеристика яких

наведена в табл. 3.11.

Таблиця 3.11

Характеристика будівель м. Червоноград

Кількість

поверхів

Типовой проект Кількість

Будинки, що мають конструктивні заходи захисту (нова частина міста)

4 1-438 30

5 1-438, 87 83

9 87,29-41/37 18

Всього 131

Будинки, що не мають конструктивних заходів захисту (нова частина

міста) 1 22

2 1-255, 1-228, 1-207, 1-263 35

3 1-255, 1-253-1-225, 1-228 30

4 1-438, 1-412, 1-424 40

5 1-438 8

Всього 135

Будинки, що не мають конструктивних заходів захисту (стара частина міста)

1-2 житлові 353

1-2 громадські 5

Всього 358

Частково, стару частину міста було підроблено в 1962-64 рр. пластами n8 і

n8в, а в 1964-65 рр. пластом n7

в. Максимальні горизонтальні деформації основи

склали 1,5-1,8 мм / м. Нова частина міста підроблена на південному заході в 1967-

68 рр. пластом n7в, а в 1978-80 рр. - пластом n8

в. Горизонтальні деформації не

перевищували 2,0 мм / м.

Пошкодження були зафіксовані в 102 будівлях. У більшості випадків

(92,2%) вони були незначні, хоча в окремих будівлях спостерігалося розкриття

тріщин 20-30 мм, а в одному двоповерховому будинку утворилися тріщини до 60

152

мм. Крім того, пошкодження спостерігалися, навіть, у будинках, які мали

конструктивні заходи захисту. У чотирьох таких будинках (3,9%) спостерігалося

розкриття тріщин до 50 мм, а також здимання плит перекриття.

3.2. Результати інструментальних обстежень та класифікація стану

житлових будівель на полях ліквідованих шахт за рівнем екологічної

безпеки

Стан забудови на територіях ліквідованих шахт у Пролетарському і

Будьоннівському районах міста Донецька. Будьоннівський і Пролетарський

райони міста Донецька є густозаселені та промислово розвинені. Вони мають

цінні містобудівні території з чітко визначеними межами, смуга яких

простягається вздовж залізничних та автомобільних магістралей на південний

схід від річки Кальміус, довжиною 13 км і шириною в середньому 6 км.

До районів належить ряд селищ, що сформувалися навколо шахт і про-

промислових підприємств. Вони не мають чітких меж, а їхні назви відповідають

місцевим містоутворюючим підприємствам. Селища побудовані або у формі

радіуса або прямокутника. Як правило, у центрі селищ зведені 2-3-х поверхові

будинки без конструктивних захисних заходів захисту, навколо яких

розташовані одноповерхові. Основна маса будівель, що мають кілька поверхів

побудована із заходами захисту, зосереджена вздовж східного кордону міста і

районів.

На території зазначених районів закриті всі вуглевидобувні підприємства,

а саме: шахти «Мушкетівська»; «Заперевальна» № 1 і .№ 2 ш / у «Донбас»; №9

«Капітальна», №6 «Червона Зірка» та №12 «Наклонна» ш / у «Червона Зірка», №

2 та № 12-18 ш/у ім. Газети «Правда».

Первинний досвід обстеження будівель після закриття шахт було отримано

в Стахановському регіоні. Тому, вже до моменту закриття шахт на території

вищезазначених районів був певний досвід обстеження. Відповідно до цього,

мета обстежень полягала в тому, щоб отримати інформацію про стан будівель та

153

розробити пропозиції щодо прогнозу стану цих об'єктів, які в майбутньому

будуть експлуатуватися в умовах затоплення товщі гірських порід.

Таблиця 3.12

Результати обстеження будівель в складних гірничо-геологічних умовах

Пролетарського і Будьонівського районів

Об’єкти Кількість об'єктів, од.

Всього Технічний стан

задовільний передаварійний

Одноповерхові житлові будинки 520 506 14

2-3-х поверхові житлові

будинки

67 67

П’ятиповерхові житлові

будинки

29 29

Багато житлові будинки 34 34

Громадські будівлі 44 39

Виробничі будівлі 26 24

Всього 720 706 14

У відсотках 98,1 1,9

Таблиця 3.13

Характеристика обстежених будівель в Пролетарському і Будьоннівському

районах (на полях шахт №9 «Капітальна» і №6 «Червона Зірка»)

Площа, га Цивільні будівлі, од. Громадсь

кі будівлі,

од.

Виробн

ичі

будівлі

1

поверх

2-3

поверх

4-5

поверх

9-10

поверх

Всього 1255 2223 520 320 171 148 405

В

складних

умовах

174 (13,8) 520

(22,9)

67

(12,9)

29

(9,0)

34

(19,9)

44

(29,7)

26

(6,4)

Примітка*. В дужках вказано процентне співвідношення.

154

Результати обстеження будівель в зонах зі складними умовами наведені в

табл. 3.12. Узагальнені дані, які охарактеризовують стан забудови районів, котрі

розглядаються, свідчать, що про те, що понад 98% будівель знаходяться у

задовільному стані, тобто розкриття тріщин не перевищує 15 мм. Кількість

будівель в передаварійному стані становить близько 2%.

Загальна якісна і кількісна характеристика обстежених будівель в зонах

підробки Пролетарського і Будьоннівського районів міста Донецька, наведена в

табл. 3.13.

Стан забудови на полях ліквідованих шахт Стахановського регіону.

Найбільш промислово-розвиненою частиною Луганської області є південний

захід. Тут практично злилися в єдиний комплекс території міст Алчевськ,

Брянка, Стаханов, Первомайськ та селища міського типу Теплогірськ, Кіровськ.

Їхні адміністративні кордони – це лише умовні лінії.

Обстеження здійснювалося на територіях міст Стаханов, Брянка та селища

міського типу Теплогірськ, які підроблялися закритими шахтами ім. Ілліча, ім.

В.І. Чеснокова, «Центральна-Ірміно», «Брянковська», «Замковська»,

«Криворізька», «Максимовська» та «Павлівка».

Вказані населені пункти забудовані, в основному, одноповерховими

будинками садибного типу, хоча є будівлі 2-3-х поверхів - це школи, лікарні,

адміністративні і житлові будівлі. Незначна кількість багатоповерхівок

зосереджена в окремих кварталах і мікрорайонах, які територіально належать до

проммайданчиків шахт і промислових підприємств.

Передумовами та інформаційною складовою щодо виявлення пошкоджень

будівель стала розробка проектів з ліквідації негативних наслідків затоплення

товщі гірських порід і окремих ділянок земної поверхні в Стахановському

регіоні. Під час обстеження окремо виділяли затоплені і підтоплені ділянки.

Обстеження проводилося в містах Краснодон, Стаханов, Брянка,

Теплогірськ.

155

За технічним станом обстеження будівель розподіляли на задовільний,

незадовільний, передаварійний і аварійний. Загалом, в Стахановському регіоні

було обстежено 3308 об'єктів (табл. 3.14).

Таблиця 3.14

Результати обстеження будівель і споруд у зонах з можливим

підтопленням

Шахти Кількість об'єктів та їхній стан, шт.

задовільний передаварійни

й

аварійний

Брянковська 1733 (108) 7 3

Замковська 67 - 2

Ім. Ілліча 388 6 1

Максимовська

Центральна-Ірміно

91 (8)

684 (25)

-

5 (1)

-

Примітка*. У дужках наведено кількість підтоплених об'єктів.

Із таблиці 3.14 випливає, що 98,7% будівель знаходились в задовільному

стані, 1,1% в передаварійному і 0,1% в аварійному.

Стан забудови на полях ліквідованої Єнакіївської групи шахт. У ЦРД

перед закриттям проводилося обстеження на полях шахт «Червоний

Профінтерн», «Червоний Жовтень», «Юнком», №3 і №4 ш/у «Олександрівське».

У геолого-структурному відношенні поля шахт «Червоний Профінтерн»,

«Червоний Жовтень», «Юнком» приурочені до південного крила, а поля шахт

№3 і №4 шахтоуправління «Олександрівське» - до північного крила головної

антикліналі Донбасу в східній частині ЦРД. Основні параметри гірничо-

геологічних умов цих шахт наведені в табл.3.15.

156

Таблиця 3.15

Параметри гірничо-геологічних умов Єнакіївської групи шахт

Шахта

Характеристика

пластів

Роки роботи шахти

кіль

кіст

ь

глибин

а

відпрац

ювання

, м

сумар

на

потуж

ність,

м

кути

падіння,

°

здано в

експлуат

ацію

закрита

«Червоний Профінтерн» 20 20-975 12,0 56-74 1898 1999-

«Червоний Жовтень» 27 20-910 14,3 52-71 1925 1996

«Юнком» 29 20-936 16,3 60-76 1912 2001

№ 3 ш/у

«Олександрівське»

18 20-740 10,5 58-72 1944 2001

№4 ш/у

«Олександрівське»

5 20-720 3,3 61-72 1945 2000

Характеристика об'єктів, які знаходяться в зонах впливу гірничих робіт

зазначених шахт, наведена в табл. 3.16.

Таблиця 3.16

Характеристика забудови на полях Єнакіївської групи шахт

Населений

пункт

Площа

зон

зосередж

ених

точкових

деформа

цій, га

Житлові і громадські

будівлі, од.

Пр

ом

спор

удж

енн

я, од.

Довжина

трубопроводів, км

Всьог

о

Кількість

поверхів этажей

Водові

д

Підзе

мні

газоп

ровод

и

Назе

мні,

газо

пров

оди

1

2-4

5-10

Шахта «Червоний Профінтерн»

м. Єнакієве 710 3550 299

2

515 43 160 17,2 55,0 91,8

Шахта «Червоний Жовтень»

сел. Червоний

Жовтень» м.

Енакієве

460

1235

114

8

85

2

419

6,7

27,6

49,6

157

Продовження табл. 3.16

Шахта «Юнком»

Юнокомунарівс

ьк

570

2431 2301 87 43 31

10,2

38,7

53,8

сел. Дружнє 232 232

Шахта №3 ш/у «Олександрівське»

сел.

Олексанрівське

(північна

частина)

80

232

199

33

2,8

Червоний

Пахарь

33 33

Шахта №4 ш/у «Олександрівське»

сел.

Олександрівське

(південна

частина)

50

93

60

33

5

Сел.

Булавинське

(західна

частина)

106

70

29

7

На більшій частині території гірничих відводів шахт за допомогою

інструментальних спостережень і візуальних обстежень зафіксовано зони

зосереджених деформацій у вигляді уступів.

Результати обстеження технічного стану будівель і споруджень на полях

Єнакіївської групи шахт наведені в табл. 3.17.

Максимальна величина уступів на полі шахти «Червоний Профінтерн»

склала 10-15 см. На полі шахти «Червоний Жовтень» уступи були зафіксовані на

територіях Єнакіївських цементного і коксохімічного заводів, а також в селищі

«Червоний Жовтень». У м. Юнокомунарівськ під окремими будівлями

відзначено уступи, величина яких до 10 см. На полях шахт № 3 № 4 ш / у

«Олександрівське» в основі окремих будівель селищ «Олександрівське» і

«Червоний Орач» також відзначено наявність уступів, висота яких не більше 10

158

см. Площі забудованих територій, де можливе утворення зон зосереджених

деформацій, наведені також у табл. 3.17.

Таблиця 3.17

Технічний стан будівель у зонах зосереджених деформацій на території

Єнакіївської групи шахт

Шахта Об’єкти Кількість об'єктів, їхній

технічний стан, од.

задовільний передаварійний

«Червоний

Профінтерн»

Цивільні будівлі:

одноповерхові 2540 двох-чотирьохповерхові 478 5 п'яти-десятиповерхові 38 Промислові будівлі 140 Всього по шахті 3196 / 99,8% 5 / 0,2

«Червоний

Жовтень»

Цивільні будівлі: одноповерхові 900 двох-чотирьохповерхові 85

63

промислові будівлі 380 1 Всього по шахті 1365 / 99,9% 1 / 0,1%

«Юнком» Цивільні будівлі: одноповерхові 2140 2

двох-чотирьохповерхові 138 пя’ти-десятиповерхові 35 промислові будівлі 23 Всього по шахті 2336 / 99,9% 2 / 0,1%

№ 3 ш/у

«Олександрівське»

Цивільні будівлі: одноповерхові 176 8 двох-трьохповерхові 14 Всього по шахті 190 / 96,0% 8 / 4,0%

№ 4 ш/у

«Олександрівське»

Цивільні будівлі: одноповерхові 112 двох-трьохповерхові 48 Всього по шахті 160 / 100% 0 / 0%

Від впливу зосереджених деформацій конструкції деяких будівель і споруд

отримали значні пошкодження, відзначено розкриття тріщин у стінах,

відхилення стін і колон від вертикалі, зміщення з опор балок, плит і ферм.

Відновлювальні роботи та посилення конструкцій будівель і споруджень в

159

основному були проведені на цементному і частково коксохімічному заводах.

Посилення конструкцій житлових і громадських будівель на гірських відводах

шахт, що розглядаються виконано лише на окремих об'єктах.

В цілому, характеризуючи стан будівель перед закриттям шахт на

територіях Єнакіївської групи, можна стверджувати, що він аналогічний до того,

який був у період активного ведення гірських робіт.

Класифікація житлових будівель і споруд на иполях ліквідованих шахт.

за їх станом. Класифікація будівель і споруд що виникає під впливом

шкідливого впливу гірничих виробок, є важливою складовою процесу

прогнозування наслідків підробки.

Стан розроблюваних об'єктів оцінюється рівнем пошкоджень [22, 28], де

враховується не тільки величина пошкоджень, а й можливість і умови

проведення ремонтно-відновлювальних робіт. Це знайшло відображення і в

«Правилах охорони ...» [84], де стан будівель оцінюється станом безпеки

підроблюваних об'єктів, а за показник, що оцінює цей стан, взято кратність

пласта.

Також, стан підроблюваних об'єктів оцінюється наявністю допустимих

деформацій земної поверхні (основи споруди) [76], при яких умови експлуатації

не будуть порушені або для їх забезпечення досить проведення ремонтних робіт.

Принцип, що закладений в це формулювання упирається у ремонтні роботи, що

забезпечують подальшу нормальну експлуатацію будівель.

Більше диференційовано оцінюється стан підроблюваних об'єктів за

допустимими і граничними умовами підробки [26]. Принципом цієї класифікації

послужили не тільки ступінь пошкоджень і умови проведення ремонтно-

відновлювальних робіт, але й можливість диференційованого призначення

заходів захисту. За показник, який оцінює стан підроблюваних об'єктів, взято

деформацію земної поверхні (основа споруди).

Допустимі умови підробки дозволяють підроблювати будівлі і споруди,

використовуючи експлуатаційні заходи захисту. При очікуваних умовах

підробки більше допустимих, але менше граничних, в основному, необхідно

160

використовувати, заходи захисту будівельного характеру. А граничні деформації

основи зобов'язують застосовувати радикальні заходи захисту, в основному,

гірського характеру.

Класифікація, що використовувалась на полях закритих шахт [85, 89],

використовуватиметься під час масового обстеження, в терміни відповідні до

розробки проектів на закриття шахт [67]. Тому, при поділі підроблених будівель

на групи використані наступні принципи: величина пошкоджень, безпека

подальшої нормальної експлуатації будівель, оперативність визначення стану

будівель. Дана класифікація наведена в табл. 3.18.

Таблиця 3.18

Класифікація стану будівель, що здійснювалась при закритті шахт

Стан будівель Пошкодження будівель

Аварійний - пошкодження і

відхилення, при яких необхідно

негайно припинити експлуатацію

Тріщини більші, ніж 60 мм, відхилення стін

і пілястра від вертикалі понад 200 мм,

зміщення з опор балок і перемичок до понад

60 мм

Передаварійний - пошкодження і

відхилення, що зумовлюють

необхідність припинення

експлуатації

Тріщини 15-60 мм, відхилення стін і

пілястра від вертикалі до 150-200 мм,

зміщення з опор балок і перемичок до 30-

60 мм

Незадовільний – пошкодження, що

ускладнюють нормальну

експлуатацію

Тріщини 7-15 мм, відхилення стін і пілястра

від вертикалі до 75-150 мм, зміщення з опор

балок і перемичок до 10-30 мм

Задовільний – пошкодження, що не

впливають на нормальну

експлуатацію

Тріщини до 7 мм, відхилення стін і пілястра

від вертикалі до 75 мм, зміщення з опор

балок і перемичок до 10 мм

Разом з тим, дана класифікація не враховує деякі відомі принципи, які

викладені в [27, 28, 44, 48, 50, 58, 59] і використовуються при проектуванні

заходів захисту міст і селищ. Класифікація зон підробки цілих міст і селищ (табл.

161

3.19) заснована на тих само принципах, що і класифікація станів окремих

будівель і споруд.

Таблиця 3.19

Класифікація зон підробки населених пунктів

№

зони

Характеристика зон підробки Можливі заходи

захисту Очікувані результати

підробки

Деформації

земної

поверхні

Розкритт

я

тріщин,

мм

1 Пошкодження будівель, що

перевищують граничні і

призводять до повної

непридатності до

експлуатації. Пошкодження

сантехкомунікацій є

масовим з порушенням

цілісності і режиму роботи

ε>5 мм/м

і<7 мм/м

R<7KM

h>8 см

60 Закладка

виробленого

простору, часткова

виїмка вугілля в

комплексі з

будівельними та

експлуатаційними

заходами,

післяосадочний

ремонт

2 Пошкодження будівель

більші за допустимі, але

менші за граничні, що

призводять до часткового

порушення умов

експлуатації. Пошкодження

сантехкомунікацій

призводить до тимчасового

припинення експлуатації

ε=3-5 мм/м

і =5-7 мм/м

R=7-12 км

h=5-8 см

15-60 Попереднє введення

будівельних і

експлуатаційних

заходів захисту і

комунікацій або в

комплексі з

посляосадочним

ремонтом

3 Пошкодження будівель і

сантехкомунікацій

призводить до обмеженого

порушення експлуатації

1,5-3

3-5

12-20

2-5

3-15 Післяосадочних

ремонт будівель і

комунікацій.

Будівельні та

експлуатаційні

заходи захисту

окремих об'єктів 4 Незначні пошкодження

будівель і комунікацій

<1,5

<3

>20

<2

<3 Поточний ремонт

будівель та

комунікацій.

Профілактичні

заходи на

комунікацій

162

Відмінною особливістю цієї класифікації є те, що вона дає можливість

визначати варіанти спільних заходів захисту, для однорідно забудованих

територій і побудована на наступних принципах:

• величині пошкоджень;

• безпеки подальшої нормальної експлуатації будівель;

• необхідності проведення післяосадочних ремонтно-відновних робіт, що

забезпечують нормальну подальшу експлуатацію будівель;

• оцінюванні стану забудови однорідних забудованих територій;

• визначенні варіантів спільних заходів захисту, що проектуються до

підробки територій.

Вибір оптимального варіанту загальних заходів захисту запланованої до

підробки території за цією методикою [27], здійснюється на основі техніко-

економічного аналізу цих варіантів (див. розд. 1.2.). Відповідно до вказаних

розрахунків шкідливий вплив гірничих виробок на місто або селище може бути

настільки великий, що витрати на заходи захисту можна порівняти з витратами

на перенесення або будівництво нового міста, що рівнозначно закриттю

гірничого підприємства. Ця обставина обумовлює перенесення прийняття

рішення про виїмку запасів під містом зі сфери технічних у сферу соціально-

економічних питань.

На даний момент, в Україні ринкові відносини та становлення різних форм

власності, економічна сторона питання не може бути не врахована. Ремонт

будинків і споруд, особливо відновлюваних після періоду перебудови і закриття

шахт, не може здійснюватися без належного економічного обґрунтування.

Природньо, що економічну оцінку неможливо надати без визначення технічного

стану підроблюваних об'єктів. Класифікація, що розробляється повинна містити

важливі складові існуючих класифікацій і відображати сучасні ринкові умови

господарювання. Тому, основними принципами класифікації стану

підроблюваних об'єктів, що розташовані на однорідно забудованих територіях

гірничих відводів закритих шахт, слід відзначити:

• величину пошкоджень підроблених об'єктів;

163

• безпеку подальшої нормальної експлуатації відновлених об'єктів;

• оцінку можливостей відновлення пошкоджених об'єктів для подальшої

експлуатації;

• необхідність проведення оцінки економічних показників щодо

приведення пошкоджених об'єктів у нормальний для подальшої експлуатації

стан;

• оперативність масового обстеження пошкоджених об'єктів на території,

що розглядається.

На основі цих принципів запропоновано нову класифікацію, яка наведена

в табл. 3.20.

Таблиця 3.20

Запропонована класифікація стану будівель на полях шахт, що закриваються

Стан

будівель

Розкрит

тя

тріщин,

мм

Відхиле

ння

стін від

вертик

алі, мм

Зміщення з

опор балок

і

перемичок

, мм

Технічна характеристика стану

об'єктів, що знаходяться на

однорідно забудованих

територіях і рівні деформації

земної поверхні

Задовільний <15 <150 <30 Технічний стан, що дозволяє в

подальшом експлуатувати об'єкти.

За необхідності потрібно надати

економічний розрахунок для

підтвердження проведення

ремонтно-відновлювальних робіт.

Передаварій

ний

15-60 150-200 30-60 Технічний стан, який дозволяє в

подальшому експлуатувати

об'єкти.

За необхідності надати

економічний розрахунок, як

підтвердження ремонтно-

відновлюваних робіт

Аварійний >60 >200 >60 Технічний стан будівель, що не

дозволяє подальшу експлуатацію

164

Підвищення оперативності щодо надання оцінки стану підроблених

об'єктів може бути здійснено за рахунок оцінювання стану всіх однорідно

забудованих масивів. Ці масиви були побудовані у післявоєнний період. Однак,

на даний час, залежності пошкоджень будівель від деформацій земної поверхні,

наведені у «Правилах охорони ....», які видані до 1981 року [26, 28] є дещо

застарілі. Про недоліки цих правил також вказується у праці [89]. У цих правилах

враховано знос будинків тільки на 25%. До теперішнього часу, через ~ 50 років

після відновлення зруйнованих війною будівель, необхідність зносу поступово

зростала. Саме тому, потрібно було провести облік будівель, які потребують

зносу.

Результати досліджень впливу зносу конструкцій на пошкодження

будівель, що виникають у процесі підробки, викладені у праці [22, 24].

Відповідно до цих досліджень в табл. 3.21, визначено деформації земної

поверхні, які відповідають, запропонованому стану будівель (табл. 3.20).

Таблиця 3.21

Деформації земної поверхні

Деформації земної

поверхні, що

визначають стан

будівель на

забудованій площі

Показник сумарних

деформацій (мм), який

залежить від кількості

поверхів будівель

Деформація земної

поверхні (мм/м), яка

залежить від кількості

поверхів будівель

1 2-3 4-5 1 2-3 4-5

Задовільний <30 <80 <120 <3,0 <4,0 <5,0

Передаварійний 30-80 80-120 120-300 3,0-8,0 4,0-10,0 5,0-12,0

Аварійний >80 >120 >300 >8,0 >10,0 >12,0

В умовах розробки свит крутоспадних пластів у ЦРД основним

параметром, що визначає пошкодження будівель і споруд є висота уступа - hy. За

165

даними О.В. Бліннікової, узагальненими і наведеними у праці [251], мають місце

такі емпіричні залежності величин розкриття тріщин - δmax від висоти уступу:

- для двох і триповерхових будинків;

δmax = hy (0,002552 + 0,003hy) (3.1)

- для чотири і п'ятиповерхових будинків;

δmax = hy (0,0009214 +0,001833hy) ( 3.2)

Використання цих залежностей дозволяє визначити висоту уступів при

яких виникають тріщини розкриттям 15 мм і 60 мм (табл. 3.22). Для подальших

узагальнень і аналізу доцільно прийняти середнє значення висот уступів.

Таблиця 3.22

Висоти уступів в ЦРД, що визначають стан будівель

Стан будівель на

забудованій площі

Розкриття тріщин, мм Висота уступів (мм) за

умови, що будинки забудови

мають кілька поверхів

2-3 4-5 середнє

Задовільний До 15 <70 <90 <80

Передаварійний 15-60 70-140 90-180 80-160

Аварійний Більше 60 >140 >180 >160

Запропонована класифікація пошкоджених будівель на забудованих

гірських відводах закритих шахт, дозволяє швидко і однозначно визначати стан

підроблених об'єктів, необхідність виконання економічних розрахунків на

ремонтно-відновлювальні роботи однорідно забудованих територій, що істотно

спрощує і зменшує трудові затрати на проектні роботи при закритті шахт.

З урахуванням запропонованої класифікації проаналізовано і узагальнено

стан шахтарських міст і селищ в основних гірничопромислових районах країни

166

як у період безпосереднього ведення гірських робіт, так і в момент закриття

шахт.

Таким чином, можна зробити висновок, що результати обстежень

шахтарських міст і селищ (урбоекосистем) у процесі підробки і безпосередньо

перед закриттям шахт вказують на те, що внаслідок загальної успішної підробки

деяка частина будівель отримує пошкодження. Зазвичай пошкодження

виникають, тому що конструкції будівель непідготовлені до підробки, тобто

відсутності конструктивні захисні заходи захисту. Однак ушкодження, аж до

аварійних, зафіксовані і в будівлях, які побудовані з заходами захисту.

Загальний стан будівель в істотній мірі залежить від гірничо-геологічних

умов підробки. Застосовуючи укрупнену класифікацію, класифікуємо ці умови

на дві основні групи: підробка пологими пластами і підробка свитою

крутоспадних пластів.

У цих умовах при підробці основні відмінності забудови полягають в

наступному. При розробці пологих пластів вугілля деформації земної поверхні

розподіляються за мульдою зсування безперервно. Практично всі будівлі, що

розташовані в мульді зсування, отримують певні пошкодження. При розробці

крутоспадних світ пластів деформації земної поверхні проявляються дискретно,

зосереджуючись в окремих точках мульди зсування. Пошкодження отримують

тільки ті будівлі, в основі яких утворилися зосереджені деформації. При такому

характері деформування земної поверхні в основі окремих будівель уступи

можуть не утворюватися. Пошкодження у таких будівлях зустрічаються рідше,

ніж у тих, де в основі проявилися уступи.

При підробці окремої очисної виробки пологого пласта вугілля на земній

поверхні виникають зони розтягу і стиску в мульді зсування. При багаторазовій

підробці ці зони накладаються одна на одну і сумарні деформації в таких місцях

зменшуються. У зв’язку з такою деформацією основи розкриття тріщин у

будинках змінюється, усереднюючи сумарні пошкодження багаторазово

підроблених будівель. Розробка світ крутоспадних пластів призводить до

безперервного збільшення уступів в напівмульді, зумовлюючи безперервне

167

зростання ушкоджень. Тільки в граничній зоні, між напівмульдами, зростання

уступів сповільнюється або практично припиняється. Перехід напівмульди за

падінням у напівмульду за підійманням, сприяє зростанню уступа в зворотньому

боці, що ще більше завдає пошкоджень. Оскільки, монолітність конструкцій, як

правило, не відновлюється, а напрямок переміщення окремих блоків раніше

пошкодженої стіни змінюється.

За результатами обстежень безпосередньо при підробці в табл. 3.23

наведено узагальнені дані про стан населених пунктів, які підроблені пологими

пластами. З цієї таблиці випливає, що задовільний стан будівель часто

змінюється від 92,2 до 98,7%. Для встановлення значимих відмінностей в

окремих населених пунктах обчислені середні квадратичні відхилення,%:

σ = √𝑝 (1−𝑝)

n100 (3...3)

де р - середня частота (ймовірність) всієї аналізованої вибірки;

n - кількість обстежених будівель в даному населеному пункті.

За вирахуваними значеннями побудовані інтервали шириною 3σ.

Аналіз ймовірностей задовільного стану будівель показує, що відмінності

в окремих містах і селищах незначні. Середнє значення становить 96,5%. Разом

з тим, слід зазначити, що найменша вірогідність зафіксована для умов з

потужними наносами і високим рівнем ґрунтових вод (м Червоноград та м.

Білозерськ).

Середня ймовірність виникнення передаварійного стану складає 2,5% за

коливань від 1,3% до 4%. При цьому, максимальні значення відносяться до

вищевказаних умов. Аварійний стан у середньому виникає в 1% будівель.

168

Таблиця 3.23

Стан міст і селищ, що розташовані на полях шахт, де розроблялись

пологі пласти, безпосередньо за підробки

Населений пункт

Кількі

сть

обсте

жених

будіве

ль

Кількість

будівель, що

знаходяться у

визначеному

стані

Розмі

ри

тріщи

н,

σ , %

(його

визнач

ення)

Межа значимих

інтервалів, %

од. % нижня верхня

1 2 3 4 5 6 7

Задовільний стан (тріщини до 15 мм)

м. Червоноград 102 94 92,2 1,9 86,5 97,8

м. Білозерське (2-е

обстеження)

219 214 96,0 1,1 92,5 99,4

Центральна частина м.

Донецк

206 198 96,2 1,3 92,2 100,0

Селища Донецько-

Макіївського району

347 337 97,1 1,0 94,1 100,0

м. Белозерское (1-е

обстеження)

219 214 97,7 1,3 93,9 100,0

Центральна частина Тореза 79 78 98,7 2,1 92,4 100,0

Разом 1225 1182 96,5 0,5 94,9 98,1

Передаварійний стан (тріщини від 15 до 60 мм)

м. Червоноград 102 4 3,9 1,9 0,0 8,6

м. Білозерське (2-е

обстеження)

219 11 4,0 1,1 1,2 6,9

Центральна частина м.

Донецк

206 5 2,4 1,3 0,0 5,7

Селища Донецько-

Макіївського району

347 5 1,4 1,0 0,0 4,0

м. Білозерське (1-е

обстеження)

219 5 2,3 1,3 0,0 5,5

Центральна частина м. Тореза 79 1 1,3 2,1 0,0 6,6

Разом 1225 31 2,5 0,4 1,2 3,9

169

Аварійний стан (тріщини більші 60 мм)

м. Червоноград 102 4 3,9 1,0 1,0 6,8

м. Білозерське (2-е

обстеження)

219 0 0,0

Центральна частина м.

Донецк

206 3 1,5 0,7 0,0 3,5

Селища Донецько-

Макіївського району

347 5 1,4 1,0 0,0 4,0

м. Білозерське (1-е

обстеження)

219 0 0,0

Центральна частина м. Тореза 79 0 0,0

Разом 1225 12 1,0 0,3 0,1 1,8

Таблиця 3.24

Стан міст і селищ, що розташовані на полях шахт, де розроблялись пологі

пласти, при закритті шахт

Шахта або місто

Кількі

сть

обсте

жених

будіве

ль

Кількість

будівель, що

знаходяться у

визначеному

стані

Серед

нє

квадр

атичн

е

відхи

лення

, %

Межа значимих

інтервалів, %

од. % нижня верхня

Задовільний стан (тріщини до 15 мм) № 9 Капітальна 304 298 98,0 0,6 96,1 100,0

№ 6 Червона Зірка 416 408 98,1 0,6 96,4 99,7

м. Краснодон 2561 2510 98,0 0,2 97,3 98,7

м. Стаханов 2986 2963 99,2 0,2 98,6 99,9

м. Брянка 322 320 99,4 0,6 97,5 100,0

Разом 5869 5793 98,7 0,1 98,3 99,1

Передаварійний стан (тріщини від 15 до 60 мм)

№ 9 Капітальна 304 6 2,0 0,6 0,2 3,8

№ 6 Червона Зірка 416 8 1,9 0,5 0,4 3,5

м. Краснодон 2561 47 1,8 0,2 1,2 2,5

170

Продовження табл. 3.24

м. Стаханов 2986 18 0,6 0,2 0,0 1,2

м. Брянка 322 1 0,3 0,6 0,0 2,1

Разом 5869 66 1,1 0,1 0,7 1,5

Аварійний стан (тріщини більші за 60 мм)

№ 9 Капітальна 304 0 0,0 0,2 0,0 0,7

№ 6 Червона Зірка 416 0 0,0 0,2 0,0 0,6

м. Краснодон 2561 4 0,2 0,1 0,0 0,4

м. Стаханов 2986 5 0,2 0,1 0,0 0,4

м. Брянка 322 1 0,3 0,2 0,0 1,0

Разом 5869 10 0,2 0,1 0,0 0,3

Для аналізу стану міст та селищ, розташованих на територіях шахт, що

закривалися, де відпрацьовувалися пологі пласти використовувались дані, які

були наведені в даному розділі і результати обстежень міста Краснодон [85]. У

вказаному місті було обстежено 2561 об’єкт, в основному, це господарські

споруди – літні кухні, гаражі, підвали, погреби тощо.

Якщо зіставити ймовірності задовільного стану будівель (наявність тріщин

розкриттям, що не перевищує 15 мм), які підроблені пологими пластами вугілля,

то можна констатувати наступне. У процесі підробки ця величина склала 96,5%,

а на момент закриття шахт - 98,7%. На підставі ширини значимих інтервалів

можна стверджувати, що різниця між ними вагома. Значима різниця і

вірогідність виникнення тріщин розкриттям від 15 до 60 мм для закритих шахт

становить лише 1,1 %, а в процесі підробки - 2,5%. Ця різниця вказує на те, що

будівлі, які дуже пошкоджені можна поступово відновити, навіть, вивести з

аварійного стану, оскільки, при підробці зафіксовано аварійний стан лише в 1,0%

будівель, а після закриття шахт такий стан зафіксовано в 0,2% будівель.

У Центральному районі Донбасу в період підробки загалом було

обстежено 47 234 будинки. Зібрані дані було розділено на дві групи, які суттєво

відрізняються за вірогідністю різного стану: м. Горлівка і Єнакієвська група

населених пунктів (табл. 3.25).

171

Таблиця 3.25

Стан міст і селищ на полях шахт, що розробляють свити крутоспадних

пластів, безпосередньо при підробці

Населений пункт

Обстежен

ня

будівель

Кількість

будівель у

визначеному

стані

Середнє

квадрат

ичне

відхиле

ння, %

Межа значимих

інтервалів, %

од. % нижня верхня

Задовільний стан (тріщини до 15 мм)

м. Горлівка 31560 27859 88,3 0,15 87,8 88,7

м. Єнакієве 4567 4561 99,9 0,12 99,5 100,0 м. Юнокомунарівськ 2912 2874 98,7 0,15 98,2 99,1 сел. Олександрівське 358 350 97,8 0,43 96,5 99,1 Середнє значення

(Єнакіївська група)

7837 7785 99,3 0,09 99,1 99,6

Передаварійний стан (тріщини від 15 до 60 мм)

м. Горлівка 31560 2008 7,2 0,15 6,8 7,6 м. Єнакієве 4567 6 0,1 0,12 0,0 0,5 м. Юнокомунарівськ 2912 38 1,3 0,15 0,9 1,8 сел. Олександрівське 358 8 2,3 0,43 1,0 3,6 Середнє значення

(Єнакіївська група)

7837 52 0,7 0,09 0,4 0,9

Аварійний стан (тріщини більші, ніж 60 мм) м. Горлівка 31560 1693 5,4 0,13 5,0 5,7 Середнє значення

(Єнакіївська група)

7837 0 0

Загальний стан забудови, що віднесений до цих груп істотно відрізняється.

Так, в м. Горлівка в задовільному стані знаходилося 88,3% будівель, в

передаварійному - 7,2%, в аварійному - 5,4%. У Єнакіївській групі аварійний стан

взагалі не зафіксували, в передаварійному - 0,7%, а решта 99,3% будівель були в

задовільному стані. Така картина обумовлена, перш за все тим, що різні висоти

уступів, які були на відповідних територіях. Уступи, які зафіксовано на території

Єнакіївської групи, не перевищують висоти 10-15 см, у м. Горлівка лише 78%

172

уступів були висотою до 10 см, а ймовірність утворення уступів більше, ніж 15

см становить 11% [91].

За результатами цих обстежень встановлено, що в задовільному стані

знаходиться 99,8% будівель, в передаварійному - всього 0,2 %. Ці дані

підтверджують висновок, який було надано для територій, підроблених

пологими пластами, а саме: на момент закриття шахт поліпшується загальний

стан міст і селищ.

Таблиця 3.26

Стан забудови на полях шахт, що розробляють свити крутоспадних

пластів, при закритті шахт

Населений пункт

Обстеже

ння

будівель

Кількість

будівель у

визначеному

стані

Середн

є

квадра

тичне

відхиле

ння, %

Межа значимих

інтервалів, %

од. % нижня верхня

Задовільний стан (тріщини до 15 мм) Червоний Профінтерн 3239 3234 99,8 0,08 99,6 100,0 Червоний Жовтень 1366 1365 99,9 0,13 99,5 100,0 Юнком 2338 2336 99,9 0,10 99,6 100,2 №3 ш/у Олександрівське 198 190 96,0 0,33 95,0 97,0 №4 ш/у Олександрівське 160 160 100, 0 0,37 98,9 100,0

Середнє 7301 7285 99,8 0,05 99,6 99,9

Передаварійний стан (тріщини від 15 до 60 мм)

Червоний Профінтерн 3239 5 0,2 0,08 0,0 0,4 Червоний Жовтень 1366 1 0,1 0,13 0,0 0,5 Юнком 2338 2 0,1 0,10 0,0 0,4 №3 ш/у Олександрівське 198 8 4,2 0,33 0,0 5,2

№4 ш/у Олександрівське 160 0 0,0

Середнє 7301 16 0,2 0,05 0,1 0,4

Ці дані вказують на те, що при виникненні на земній поверхні

зосереджених деформацій невеликих величин (уступи до 10-15 см)

пошкодження проявляються менше, ніж при підробці будівель пологими

пластами.

173

Порівняємо ймовірності різного стану будівель при розробці пологих

пластів вугілля і при підробці територій свитами крутоспадних пластів у

Центральному районі Донбасу. Найбільші ушкодження були зафіксовані в м.

Горлівка через великі висоти уступів. Стан забудови на території Єнакіївської

групи шахт і на шахтах пологого залягання можна порівняти, але ймовірність

передаварійного й аварійного стану територій, які підроблюються свитами

пологоспадних пластів, вища. Це пояснюється тим, що існують відмінності в

особливостях деформування земної поверхні, які проявляються при підробці

свитами пластів вугілля пологого і крутого залягання.

Висновки до третього розділу.

Результати узагальнення досвіду підробки шахтарських міст і селищ, а

також аналіз стану забудованих територій перед закриттям шахт дозволяють

зробити наступні основні висновки.

1. Шахтарські міста і селища (урбоекосистеми) – це єдиний, господарський

комплекс, який має певний рівень технічних, економічних і соціальних умов

життя населення. Великі міста сформувалися на основі об'єднаних шахтарських

селищ, а малі - навколо селищ шахт. Тому, міста і селища мають зони, в яких

різна щільність житлової та промислової забудови. Наявність розрізнених зон

обумовлює протяжну мережу сантехнічних комунікацій. Міста і селища

забудовані будинками, що мають різноманітну конфігурацію, конструктивно-

планувальні схеми, наявність і обсяги конструктивних заходів захисту від впливу

гірничих виробок, зведені з різних матеріалів, а також мають неоднаковий стан

будівельних елементів, клас капітальності, термін служби і функціонального

призначення. Основною особливістю міст і селищ, що розташовані на

вугленосних територіях є наявність запасів вугілля, яке залягає свитами на різних

глибинах. Розробка світ пластів вугілля обумовлює багаторазову підробку

будівель і споруд, що в свою чергу викликає різноманітні пошкодження

конструкцій з різним ступенем важкості, а це ускладнює експлуатацію всього

міського господарства.

174

2. Практично всі будівлі шахтарських міст і селищ, незалежно від

наявності та обсягу конструктивних захисних заходів, геометричної конфігурації

і кількості підробок, отримують певні ушкодження. Кількість експлуатаційно

придатних будівель з розкриттям тріщин до 15 мм виявляють переважну

більшість і їхня цифра змінюється від 88 до 99%. Дана величина залежить від

особливостей процесів зсування і гірничо-геологічних умов підробки. В умовах

розробки свити пологих пластів ймовірність отримання будівлею

передаварійних пошкоджень становить 2,5%, а аварійних - 1%. В умовах

розробки свити крутоспадних пластів загальний стан забудови залежить від

величин уступів. У тих випадках, коли висоти уступів не перевищують 15 см,

забудова знаходиться у трохи кращому стані, ніж при розробці світи пологих

пластів: ймовірність задовільного стану дорівнює 99,3%, передаварійного - 0,7%

і аварійного - 0%. Якщо висоти уступів перевищують 20-25 см, то ймовірність

збереження задовільного стану будівель зменшується до 88%, а передаварійного

і аварійного відповідно зростає до 7% і 5,5%.

3. Безпосередньо перед закриттям шахт загальний стан забудови

поліпшується на 1-2,5% незалежно від гірничо-геологічних умов. Це

пояснюється тим, що будівлі, які мають високий ступінь ушкоджень поступово

відновлюються, в тому числі, виводяться з аварійного стану.

4. Досвід підробки м. Білозерське і Червоноград та результати виконання

№ 0117U004061 від 14.12.2016 «Попередня оцінка геофільтраційних параметрів

території с. Добрячин з метою розробки ефективних схем інженерного захисту

від підтоплення», показує, що вже в процесі ведення гірських робіт, тобто до

закриття шахт, виникає підтоплення територій через високий рівень ґрунтових

вод і зниження рельєфу, спричинене осіданням земної поверхні. При потужних

наносах і високого рівня ґрунтових вод ймовірність отримання будівлями

значних пошкоджень збільшується на 4-6%.

5. Результати, виконаних досліджень дозволяють обґрунтовано планувати

витрати на ліквідацію наслідків гірських розробок при складанні проектів

ліквідацій шахт без детального обстеження стану будівель і споруд.

175

РОЗДІЛ 4. ТЕОРЕТИЧНІ ПІДХОДИ ОЦІНЮВАННЯ ЧИННИКІВ

ТЕХНОГЕННОГО ВПЛИВУ НА ФОРМУВАННЯ УРБОЕКОСИСТЕМ

ПРИ ЛІКВІДАЦІЇ ШАХТ

4.1. Теоретичні підходи до оцінки геомеханічного стану гірничого відводу

шахт та розрахунки зсувань і деформацій на великих площах з

урахуванням їх максимальних показників

Враховуючи особливості техногенного навантаження міст і селищ на

гірничих відводах ліквідованих шахт, а також класифікацію стану об’єктів за

рівнем екологічної безпеки в роботі застосовано методику розрахунку зсувань і

деформацій на великих площах, метод аналогії іерархії Сааті та оцінена

ефективність реалізації природоохоронних заходів при ліквідації вугільних

шахт.

Методика розрахунку зсувань і деформацій на великих площах.

Вирішуючи дане питання бажано максимально використати наявні методики

розрахунку зсувань і деформацій від окремих виробок, тому що вони збігаються

з даними спостережень, які підтверджуються багаторічними дослідженнями.

Принциповим для запропонованої методики є те, що від кожної очисної

виробки за існуючими методиками розраховуються тільки три компоненти

вектора зсування, а саме: осідання (вертикальна складова вектора зсування);

горизонтальне зсування за напрямками осей виробки (горизонтальні складові

вектора зсування). Підсумовування зсувань і обрахунків вертикальних і

горизонтальних деформацій відбувається за методикою розробленою автором.

Дана методика базується на сітковій моделі розрахункових точок поверхні.

Для цього створюється глобальна система координат хОу для всієї території

шахтного поля і групи шахтних полів (рис. 4.1). Напрямок осі абсцис

враховуватиметься приблизно як переважний (генеральний) напрямок

простягання пластів. Вісь координат доповнює систему до лівої точки, в якій

176

виконується розрахунок зсувань, розташовуються у вузлах сітки квадратів,

сторони яких орієнтуються паралельно до осей глобальної системи, координат.

Для кожної очисної виробки вводиться локальна система, координат х'Оу'.

Початок цій системи розташовується в геометричному центрі прямокутника, що

обкреслює виробку, вісь ординат спрямовується в бік підіймання, а абсцис - за

простяганням. Локальна система розгорнута відносно до глобальної на кут ω.

Рис. 4.1. Положення осей координат і розрахункової сітки

У цій системі координат будується зона впливу виробки, визначаються

розміри напівмульди і кожної розрахункової точки сітки обчислюються

зсування:

• осідання ղ,

• горизонтальне зсування за простяганням ξ'х;

• горизонтальне зсування навхрест простягання ξ'у.

Після цього горизонтальні проекції вектора зсування переобчислюються в

глобальну систему:

177

ξ = |𝜉𝑥

𝜉у| = 𝑅(𝜔) |

𝜉′𝑥𝜉′у

| (4.1)

де R(ω) – матриця повороту:

R(ω) = | cosω

−sinω −sinωcosω

| (4.2)

Величини, що отримали від кожної очисної виробки алгебрично

підсумовуються. Так, сумарні зсування в деякій точці j, після розрахунку від k-

тої виробки виражаються за наступними формулами:

u𝑘𝑗

= ∑𝜉

𝑘

𝑖=1

𝑥𝑖

ν𝑘𝑗

= ∑𝜉

𝑘

𝑖=1

у𝑖

w𝑘𝑗

= ∑𝜂𝑖

𝑘

𝑖=1

За отриманими величинами в межах кожної комірки розрахункової сітки

обчислюються нахили і горизонтальні деформації у напрямку осей глобальної

системи і визначаються максимальні величини.

Для отримання формул обчислення зазначених величин розглянемо

елементарну комірку сітки (рис. 4.2).

178

Рис. 4.2. Елементарна комірка розрахункової сітки

На початку розглянемо обчислення нахилів.

Вертикальні зсування вузлів сітки можуть бути описані поліномом другого

ступеня [116]

𝑤 = ɑ₀ + ɑ₁𝑥 + ɑ₂у + ɑ₃𝑥у (4.4)

Де ɑ0, ɑ₁, ɑ₂, ɑ₃ - коефіцієнти, що апроксимують вертикальні зсування в

межах комірок сітки.

Якщо початок координат помістити в центр комірки, то рівняння (4.4)

матиме наступний вигляд

𝑤 = 𝑁₁𝑤₁ + 𝑁₂𝑤₂ + 𝑁₃𝑤₃ + 𝑁₄𝑤₄ (4.5)

де 𝑤₁ - осідання у вузлах комірок;

N𝑖 - функції форми, які за нумерацією вершин у відповідності з рис. 4.3

визначаються за такими формулами:

𝑁₁ =1

4𝑎²[(𝑎 − 𝑥)(ɑ − у)]

179

𝑁2 =1

4𝑎2[(𝑎 + 𝑥)(ɑ − у)]

(4.6)

𝑁₃ =1

4𝑎²[(𝑎 + 𝑥)(ɑ + у)]

𝑁₄ =1

4𝑎²[(𝑎 − 𝑥)(ɑ + у)]

ɑ - половина сторони квадрата.

Нахил поверхні, яка виражена рівнянням (4.4) або (4.5) визначається кут

нахилу дотичної площини у відповідній точці комірки. Цей кут нахилу

визначається формулою:

𝑡𝑔𝑖 = √(𝜕𝑤

𝜕𝑥)2+ (

𝜕𝑤

𝜕𝑦)2 (4.7)

Враховуючи, що величини нахилів невеликі за величиною, то вираз (4.7)

можна представити наступною формулою:

𝑖 = √(𝜕𝑤

𝜕𝑥)2+ (

𝜕𝑤

𝜕𝑦)2 (4.8)

Частинні похідні, які входять до формул (4.7) і (4.8), визначаються за

такими формулами:

𝜕𝑤

𝜕𝑥=

1

4ɑ²⦋−(ɑ − 𝑦)𝑤₁ + (ɑ − 𝑦)𝑤₂+(ɑ+y)w₃−(ɑ+y)w₄] (4.9)

𝜕𝑤

𝜕𝑥=

1

4ɑ²⦋−(ɑ − 𝑥)𝑤₁ − (ɑ + 𝑥)𝑤₂+(ɑ+𝑥)w₃+(ɑ−𝑥)w₄]

180

Таким чином, нахил залежить від координат, і змінюється в межах комірки.

На рис. 4.3 як приклад наведено ізолінії осідань і нахилів у межах однієї комірки.

а б

Рис. 4.3. Ізолінії осідань (а) и нахилів (б) в межах однієї комірки сітки

Для вирішення поставлених завдань нас найбільше цікавить максимальне

значення нахилу без урахування знака в межах комірки. Цей параметр можна

отримати двома шляхами. Знайти екстремум функції (4.8) і вибрати з них

найбільший за абсолютною величиною. При чисельному рішенні можна

вичислити значення нахилу в характерних точках і вибрати максимальне

значення, а саме:

𝑖𝑚𝑎𝑥 = 𝑚ɑ𝑥(|𝑖₁|‚|𝑖₂|‚|𝑖₃|‚|𝑖₄|‚|𝑖0| (4.10)

Де ii - нахил у вузлах сітки;

i0 - нахил у центрі комірки.

Головні горизонтальні деформації в межах комірки обчислюються за

формулами:

ɛ₁‚₂ =ɛ𝑥+ɛ𝑦

2±

1

2√(ɛ𝑥 − ɛ𝑦)

2+ 4𝛾𝑥𝑦

2 (4.11)

181

де ɛₓ і ɛ𝑦 - горизонтальні деформації в напрямку координатних осей;

ɛ₁ - максимальна деформація;

ɛ₂ - мінімальна деформація;

γₓу - деформація зсування (скошування) земної поверхні.

Вираз для обчислення деформацій в межах комірки в матричній формі

матиме наступний вигляд:

{ɛ} = [𝐵]{𝛿} (4.12)

де {s}={ɛx, ɛу, γ уx}T- вектор деформацій

[B] =

[

𝜕𝑁1

𝜕𝑥 0

𝜕𝑁2

𝜕𝑥 0

𝜕𝑁3

𝜕𝑥 0

𝜕𝑁4

𝜕𝑥 0

0 𝜕𝑁1

𝜕𝑦 0

𝜕𝑁2

𝜕𝑦 0

𝜕𝑁3

𝜕𝑦 0

𝜕𝑁4

𝜕𝑦

𝜕𝑁₁

𝜕𝑦

𝜕𝑁₁

𝜕𝑥

𝜕𝑁₂

𝜕𝑦

𝜕𝑁₂

𝜕𝑥

𝜕𝑁₃

𝜕𝑦

𝜕𝑁₃

𝜕𝑥

𝜕𝑁4

𝜕𝑦

𝜕𝑁₄

𝜕𝑥 ]

{δ}={u₁, u₂, u₃, u₄, ѵ₁, ѵ₂, ѵ₃, ѵ₄}T – вектор горизонтальних зсувань вузлів

комірки.

Після підстановки частинних похідних в матрицю [В ] отримаємо:

𝐵

=1

4𝑎² [

−(𝑎 − 𝑦) 0 (𝑎 − 𝑦) 0 (𝑎 + 𝑦) 0 (𝑎 + 𝑦) 0 − (𝑎 + 𝑦) 0

0 − (𝑎 − 𝑥) 0 − (𝑎 + 𝑥) 0 (𝑎 + 𝑥) 0 (𝑎 − 𝑥)

−(𝑎 − 𝑥) − (𝑎 − 𝑦) − (𝑎 + 𝑥) (𝑎 − 𝑦) (𝑎 + 𝑥) (𝑎 + 𝑦)(𝑎 − 𝑥)(𝑎 + 𝑦)]

Враховуючи координати вузлів матимемо:

182

𝐵 =1

4𝑎²[ −2𝑎 0 2𝑎 0 2𝑎 0 − 2𝑎 0 0 − 2𝑎 0 − 2𝑎 0 2𝑎 0 2𝑎 −2𝑎 − 2𝑎 − 2𝑎 2𝑎 2𝑎 2𝑎 2𝑎 − 2𝑎

]

або:

𝐵 =1

2𝑎[ −1 0 1 0 1 0 − 1 0 0 − 1 0 − 1 0 1 0 1 −1 − 1 − 1 1 1 1 1 − 1

]

Максимальна горизонтальна деформація в межах елемента без урахування

знака вибирається з двох величин:

ɛ𝑚𝑎𝑥=(|ɛ₁|, |ɛ₂|) (4.13)

Зазначений підхід було перевірено на поодиноких виробках і вперше

отримано розподіл максимальних нахилів і горизонтальних деформацій в межах

мульди зсування.

Аналіз розподілу максимальних зсувань і деформацій земної поверхні. З

огляду на те, що поняття максимальних нахилів і горизонтальних деформацій в

точці вперше вводиться в теорію і практику зсування, доцільно спочатку

розглянути особливості їх розподілу на окремі, прості мульди зсування.

Щоб отримати повну картину і максимально розподілити деформації було

виконано 12 розрахунків для поодиноких виробок, різного розміру і кутів

падіння пласта (табл. 4.1). При цьому, у всіх розрахунках взято за основу

потужність пласта 1 м, а середня глибина виробки - 200 метрів. Невелику

глибину брали для того, щоб за реальних розмірів виробки отримати суттєву

зміну мульди зсування і її плоского дна. Якщо глибина не змінюватиметься, то

саме розміри виробки призведуть до змін ступеня підробки, що виражатимуться

коефіцієнтами N1 і N2, обчисленими згідно з правилами охорони…..

183

Таблиця 4.1

Параметри моделей для аналізу максимальних деформацій

№

п/п

Кут падіння Розміри виробки Коефіцієнти

підробки

ηmax, мм Назва

моделі

D1, м D2, м N1 N2

1 0 200 200 0,83 0,83 547 m_1

2 0 200 400 0,83 1,00 662 m_4

3 0 200 800 0,83 1,00 662 m_2

4 0 400 800 1,00 1,00 800 m_3

5 20 200 200 0,83 0,83 514 m_1_1

6 20 200 400 0,83 1,00 622 m_4_1

7 20 200 800 0,83 1,00 622 m _2_1

8 20 400 800 1,00 1,00 752 m_3_1

9 60 200 200 0,83 0,83 274 m_1_1

10 60 200 400 0,83 1,00 331 m_4_1

11 60 200 800 0,83 1,00 331 m_2_1

12 60 400 800 1,00 1,00 400 m_3_1

Кожна з трьох груп, де зроблено розрахунки відрізняється кутами падіння.

У кожній групі 1-й розрахунок виконано за неповної підробки у напрямку як за

простяганням, так і навхрест простягання, 2 і 3-й - за повної підробки у напрямку

простягання, але при умові, що розміри плоского дна в напрямку простягання

різні, 4-й - за повної підробки в обох напрямках.

У кожному розрахунку визначалися деформації навхрест простягання і за

простяганням відповідно до стандартної методики і максимальної величини за

запропонованою методикою. У табл. 4.2 і 4.3 наведено порівняння зазначених

величин. Аналіз даних дозволяє стверджувати, що, в цілому, параметри

збігаються (в межах 10%), а наявні розбіжності зумовлені насамперед тим, що в

стандартній методиці функції розподілу нахилів і горизонтальних деформацій,

які отримали не прямим диференціюванням функцій розподілу осідань і

горизонтальних зсувань, виведені окремо.

184

Таблиця 4.2

Нахили земної поверхні

№

п/п

Нахили за

простяганням

Нахили навхрест

простягання

Максимальн

ий нахил

Назва

моделі

min max min max

1 -5,6 5,6 -5,6 5,6 6,2 m_1

2 -6,4 6,4 -6,4 6,4 7,0 m_4

3 -6,4 6,4 -6,4 6,4 7,0 m_2

4 -7,7 7,7 -7,7 7,7 7,5 m_3

5 5,2 5,2 -4,3 4,6 5,7 m_1_1

6 -5,9 5,9 -5,2 5,6 6,1 m_4_1

7 -5,9 5,9 -5,2 5,6 6,1 m_2_1

8 -7,2 7,2 -6,8 8,5 8,6 m_3_1

9 -2,8 2,8 -1,6 1,4 2,9 m_l_1

10 -3,2 3,2 -1,9 1,6 3,0 m_4_1

11 -3,2 3,2 -1,9 1,6 3,0 m_2_1

12 -3,8 3,8 -6,1 1,5 5,5 m_3_1

Таблиця 4.3

Горизонтальні деформації земної поверхні

№

п/п

Горизонтальні

деформації за

простиранням

Горизонтальні

деформації

навхрест

простирання

Максимальні

горизонтальні

деформації

Назва моделі

min max min max

1 -3,3 2,0 -3,3 2,0 3,1 m_1

2 -3,1 2,9 -3,9 2,5 3,8 m_4

3 -3,1 2,9 -3,9 2,5 3,8 m_2

4 -3,7 3,5 -3,7 3,5 4,0 m_3

5 -3,0 1,9 -2,6 2,3 2,9 m_1_1

6 -2,9 2,7 -3,1 2,8 3,2 m_4_1

7 -2,9 2,7 -3,1 2,8 3,2 m_2_1

8 -3,5 3,3 -3,9 4,7 5,0 m_3_1

9 -1,6 1,0 -2,7 2,2 2,7 m_1_1

10 -1,5 1,5 -3,3 2,7 3,4 m_4_1

11 -1,5 1,5 -3,3 2,7 3,3 m_2_1

12 -1,9 1,8 -10,0 2,6 9,9 m_3_1

185

Таким чином, на основі розподілу нахилів і деформацій можна зробити

наступні висновки:

1. Нахили за напрямками головних перетинів при горизонтальному

заляганні пласта мають 4 локальні зони максимальних значень, які

розташовуються над виробленим простором. При обчисленні максимальних

нахилів отримуємо замкнуте коло по всьому периметру виробки. Ця зона

приурочена до перегину поверхні, що описує мульду осідання.

При крутому заляганні зазначена замкнута зона найбільших значень

максимальних нахилів зберігається.

2. Горизонтальні деформації у напрямках головних перетинів при

горизонтальному заляганні мають по 3 або 4 локальні зони в кожному напрямку:

2 зони розтягу і 1 зону стиску за відсутності плоского дна або 2 зони стиску при

наявності плоского дна. Максимальні горизонтальні деформації дають 5 зон

максимальних величин, одна з яких розташовується над центральною частиною

виробки, а 4 інші над границями. При крутому заляганні подібно до нахилів

утворюється замкнута область з підвищеними значеннями навколо зони

максимальних осідань. Ця зона трохи ширша за зону найбільш максимальних

нахилів.

3. В цілому, площі зон, які мають наймаксимальніші нахили і

горизонтальні деформації більші за ті параметри, що в напрямку головних

перетинів. Тому, саме ці величини необхідно враховувати під час розрахунку

оцінки стану забудови як на полях шахт, що закриваються, так і при проектуванні

нової забудови.

Очевидний інтерес викликає аналіз розподілу площ, що мають певний

рівень зсувань і деформацій. Для цих цілей обчислювався показник Pⅰ:

P𝑖 =𝑠𝑖

S100% (4.14)

186

де Sⅰ - площа в межах зони впливу виробки, де величини перевищують

заданий рівень ⅰ розглянутого параметра;

S - загальна площа зони впливу вироблення, яка обмежена осіданням на

1 мм.

На рис. 4.4 показано розподіл показника Рη для осідань при

горизонтальному заляганні пластів для різних моделей, тобто за умови різного

ступеня підробки і різних розмірів плоского дна. У напрямку горизонтальної

осі відкладалися нормовані значення осідань, які обчислювались за

формулою:

𝜂ᵢ =𝜂ᵢ

𝜂𝑚 (4.15)

де 𝜂𝑚 - максимальне осідання у мульді зсування

Рис. 4.4. Зміна показника Р для осідань при горизонтальному заляганні

пласта за різного ступеня підробки

Варто відзначити, що характер зміни показника Рη не залежить від кута

падіння. Підтвердженням цього є графіки, наведені на рис. 4.5.

187

Рис. 4.5. Зміна показника Р для осідань за різного ступеня підробки:

а – модель m_1; б - модель m_3

Аналіз графіків, які представлено на рис. 4.5 показує, що їх можна

описати наступним рівнянням:

𝑃𝜂 = ехр(𝜂ᵢᵅ) − 𝜂ехр(−1) + 𝑏𝜂 (4.16)

де а, b - деякі коефіцієнти.

У табл. 4.4 наведено значення даних коефіцієнтів, які отримали за

результатами моделей, що показані на рис. 4.5. Середні квадратичні

відхилення σ функції (4.16) при отриманих параметрах не перевищують 5-6%.

Таблиця 4.4

Горизонтальні деформації земної поверхні

Модель a b σ , %

m_1 0,050 0 3,6 0,95 0,95 0,90

m_4 0,226 0,010 1,4 1,34 0,95 1,27

m_2 0,326 0,055 1,3 1,90 0,95 1,80

m_3 0,531 0,225 5,4 1,90 1,34 2,54

188

Аналіз отриманих параметрів показує, що коефіцієнт a залежить від

ступеня підробки, а коефіцієнт b від площі плоского дна мульди зсування.

Для отримання відповідних залежностей були вирахувані коефіцієнти

підробки n1 і n2, узагальнений коефіцієнт n:

𝑛1 = √0,9𝐷1

𝐻, 𝑛2 = √0,9

𝐷2

𝐻 п= п1 п2. (4.17)

Графіки залежностей коефіцієнтів а і b від коефіцієнта підробки земної

поверхні n наведені на рис. 4.6.

Аналітично ці залежності можна виразити за наступними формулами:

а = 0,26n - 0,14 (4.18)

b = 0,0978n2 - 0,2018n + 0,104 (4.19)

для яких кореляційні відношення перевищують 0,99.

Коефіцієнт підробленості n Коефіцієнт підробленості n

Рис. 4.6. Залежності коефіцієнтів a і b від коефіцієнта підроблюваності

земної поверхні n

189

Аналогічним чином було проаналізовано показники, що стосуються

нахилів Pi і горизонтальних деформацій Рɛ. Нормовані максимальні нахили і

горизонтальні деформації обчислювалися за формулами:

𝑖𝑖−𝑚𝑎𝑥 =

𝑖𝑖𝑚𝑎𝑥

𝑖𝑚𝑚𝑎𝑥 (4.20)

휀𝑖−𝑚𝑎𝑥 =

𝜀𝑖𝑚𝑎𝑥

𝜀𝑚𝑚𝑎𝑥 (4.21)

Де ⅰ𝑚𝑚𝑎𝑥

і 휀𝑚𝑚𝑎𝑥 – відповідно найбільші значення максимальних нахилів і

горизонтальних деформацій e мульді зсування.

Графіки зміни показників Рі і Pɛ наведені на рис. 4.7 і 4.8.

Залежність цих показників від нормованих максимальних нахилів або

горизонтальних деформацій описується експоненціальною функцією виду:

𝑃𝑖 = 100𝑒𝑥𝑝 (−𝑖𝑖−𝑚𝑎𝑥

𝑐𝑖) (4.22)

𝑃휀 = 100𝑒𝑥𝑝 (𝜀𝑖−𝑚𝑎𝑥

𝑐𝜀) (4.22)

де сі і сɛ - емпіричні коефіцієнти даного розподілу.

190

Рис. 4.7. Зміна показника Р для максимальних нахилів за різного ступеня

підробки для різних кутів падіння пласта: а - при ɑ=0°; б - при ɑ=20°; в - при

ɑ=60°

191

Нормовані максимальні горизонтальні деформації

Рис. 4.8. Зміна показника Р для максимальних горизонтальних

деформацій за різного ступеня підробки для різних кутів падіння пласта:

а - при ɑ = 0°; б - при ɑ = 20°; в - при ɑ = 60°

192

Дані коефіцієнти залежать від ступеня підробки і кута падіння пласта

(рис. 4.9).

а б

Рис. 4.9. Коефіцієнти експоненціальної функції розподілу площ

максимальних нахилів (а) і горизонтальних деформацій (б) за різного

ступеня підробки і кутів падіння пласта

Якщо значення коефіцієнтів сі і сɛ, менше, то і лінія показників P на

графіку падає донизу, наближаючись до мінімальної позначки, а також

зменшується і площа мульди зсування, яка має нахили і горизонтальні

деформації середніх і максимальних значень. З графіків представлених на

рис. 4.9 випливає, що зі збільшенням ступеня підробки значення коефіцієнтів

сі і сɛ зростають до певного рівня (приблизно при n = 1,8-1,9), а потім

зменшуються. Даний процес пояснюється тим, що плоске дно чітко

виділяється, в якому, як відомо деформації і нахили дорівнюють 0. Такі

тенденції яскраво виражаються при крутому падінні пластів, коли мульда

зсування значно більша за розміром.

Таким чином, розподіл площ у мульді зсування з визначеним рівнем

значень зсувань і деформацій підпорядковується експоненціальному

розподілу, параметри якого залежать від ступеня підробки земної поверхні,

розмірів плоского дна мульди зсування і в деякій мірі від кута падіння пласта.

193

Розглянуті вище закономірності можуть послужити для ідеальних умов

однієї очисної виробки. В реальних умовах відбувається нашарування зон

впливу виробок як в одному шарі, так і в різних пластах свити. Щоб

встановити закономірності розподілу зсувань і деформацій при розробці світи

пластів на великих площах доцільно розглянути закриті, або ті, що

закриваються шахти, де більшість запасів відпрацьовані в різні періоди та

мають різні параметрами виробок.

З огляду на велику кількість виробок і пластів в реальних умовах

вирішувати, поставлену задачу можна лише за умови використання сучасних

геоінформаційних технологій. В наступному підрозділі розглядається

розроблена інформаційна технологія розрахунку зсувань і деформацій на

великих площах.

Розрахунок зсувань і деформацій земної поверхні на великих територіях,

всебічний аналіз їх розподілу на площі можна здійснити тільки на основі

використання сучасних ГІС технологій.

Вихідними даними для виконання роботи є обмінні плани гірничих

виробок масштабом 1: 2000 і 1: 5000. Вони, як правило, містять всю необхідну

для розрахунку інформацію, а саме: просторове положення всіх проведених

очисних виробок; час проведення очисних виробок (роки відпрацювання);

абсолютні позначки гірничих виробок, які дозволять визначити глибину

гірничі роботи у кожній конкретній лаві; виймальна потужність і кут падіння

пласта; положення ліній схрещення розривних геологічних порушень і

пластів, при цьому як дрібноампдітудних, так і великих порушень; положення

основних розкритих виробок,.

В цілому технологія розрахунків складається з наступних складових:

1) збір вихідних даних за групами сусідніх шахт, що включає підбір

планів гірничих виробок, збір архівних даних про функціонування шахт,

геологічних і технологічних особливостей відпрацювання окремих пластів;

194

2) підготовка растрової основи планів гірничих виробок, яка включає

сканування окремих фрагментів планів, їх зшивання в єдине зображення,

орієнтування зображення і його подальше калібрування;

3) вибір напрямку вісей глобальної системи координат і завдання

розрахункової сітки;

4) векторизація і заповнення таблиці атрибутивних даних для кожної

очисної виробки;

5) апроксимація контурів очисних виробок;

6) об'єднання і сортування даних;

7) виконання розрахунку від окремих виробок, підсумовування окремих

впливів;

8) представлення результатів розрахунку в табличному вигляді і у

вигляді графіків ізоліній;

9) аналіз результатів розрахунку і виявлення закономірностей розподілу

зсувань і деформацій земної поверхні по всій території шахтного поля, групи

сусідніх шахт або забудованих територій шахтарських міст і селищ.

Для вирішення перерахованих завдань використана ГІС Arc View,

програма розрахунку очікуваних зсувань земної поверхні при відпрацюванні

вугільних пластів WinMulda, розроблена на кафедрі геоінформатики та

геодезії Донецького національного технічного університету, а також ряд

програмних засобів для апроксимації контурів виробок, сортування і

підготовки даних для розрахунку зсувань і деформацій, обчислення

максимальних нахилів і горизонтальних деформацій, аналізу результатів

виконаних розрахунків.

Розглянемо докладніше особливості виконання окремих видів робіт.

Підготовка растрової основи планів гірничих виробок.

Обмінні плани гірничих виробок досить великі за розміром. Це

пояснюється різними розмірами шахтних полів, кількістю розроблюваних

пластів, масштабом і якістю обмінних планів. Саме тому, їх сканували

окремими фрагментами, краї яких складались нахлистом та зшивались. Як

195

правило, розмір відсканованих частин 21 * 29 см. Отримане загальне растрове

зображення калібрувалось по хрестиках координатної сітки.

З використанням зображення координатної сітки проводилася

орієнтація і координатна прив'язка кожного плану в єдину систему координат.

Плани гірничих виробок неоднакової щільності та кольору, оскільки, їх

сканували у різних геолого-промислових районах.

Векторизація очисних виробок

Для отримання контурів гірничих виробок, необхідних для розрахунку

зсувань і деформацій, виконувалася векторизація растрових зображень планів.

У цих цілях в ГІС створюються полігональні теми для кожного пласта кожної

шахти.

Детальна векторизація контурів очисних виробок

Векторизація довільними прямокутниками

196

Рис. 4.10. Приклад векторизації очисних виробок пласта h8 шахти №9

Капітальна

При векторизації планів гірничих виробок можна виділити 2 основні

проблеми: складні форми окремих очисних виробок і загальні контури для

старих гірничих виробок.

Контури лав зображалися у вигляді довільних чотирикутників. У

випадку, якщо виробка була складної форми, її ділили на декілька окремих

виробок.

Для прикладу, на рис. 4.10 показано детальну векторизацію контурів

виробок, де чітко бачимо, що вони позначені як багатокутниками, так і

довільними чотирикутниками. Як видно з даного малюнка, в цілому,

тенденція просторового стану очисних виробок зберігається.

При векторизації для кожної очисної виробки задавалася наступна

атрибутивна інформація: назва пласта; назва лави; початок відпрацювання

(рік); завершення відпрацювання (рік); кут падіння пласта в межах виробки;

вийнята потужність пласта в межах виробки; середня глибина відпрацювання;

відстань до пласта, який вже раніше відпрацювали (на момент проведення

виробки); розміри ціликів з усіх боків очисної виробки (на момент проведення

виробки).

197

Апроксимація контурів очисних виробок для розрахунку осідань

Методи, які сьогодні існують, розрахунку зсувань від окремої виробки

припускають, що очисна виробка має форму прямокутника. Тому, контури

очисних виробок апроксимуються прямокутниками. Ця задача вирішується в

інтерактивному режимі за допомогою спеціально розробленої програми.

Довільний прямокутник, який отримували після векторизації

замінювався прямокутником зі збереженням площі очисної виробки. При

цьому, спочатку визначалася середня довжина сторони виробки і її кута

розвороту стосовно осі х локальної системи координат, а потім довжина

короткої сторони контуру за умови збереження площі довільного

чотирикутника і прямокутника. У результаті цієї операції визначалися

додаткові величини необхідні для розрахунку осідань земної поверхні, а саме:

координати геометричного центру виробки в локальній системі координат;

розміри виробки за простяганням і навхрест простягання; кут розвороту лави

стосовно глобальної системи координат. Крім того, автоматично

визначаються кутові параметри процесу зсування.

Об'єднання і сортування даних

Кожний раз таблиці баз даних ГІС представляються окремо як для

пласта, так і шахти. Тому, виникає необхідність об'єднання, вибору або

сортування даних. Спеціально розроблений програмний модуль дозволяє

вирішувати наступні завдання:

• вибирати виробки за відповідним пластом обраної шахти;

• вибирати виробки, що впливають на певні ділянки земної поверхні;

• сортувати виробки за часом їх проведення;

• експорт даних для програми розрахунку очікуваних зсувань і

деформацій.

Зазначені функції дозволяють формувати вихідні дані як за площею, так

і за часом, що дозволяє вирішувати завдання з аналізу просторово-часового

розподілу зсувань і деформацій при розробці світи вугільних пластів.

Розрахунок зсувань і деформацій земної поверхні.

198

Вихідні дані після об'єднання, вибору і сортування використовувались

для розрахунку компонента зсувань від окремої виробки за допомогою

програми WinMulda, подальший розрахунок виконувався за допомогою

спеціальних програмних засобів, що реалізують методику.

Аналіз результатів розрахунку і виявлення закономірностей розподілу

зсувань і деформацій земної поверхні.

Для аналізу розподілу деформацій земної поверхні виділено 2 періоди:

1) від самого початку відпрацювання пластів до 1958 року;

2) після 1958 року до теперішнього часу або до моменту припинення

роботи (закриття шахти).

Таблиця 4.5

Характеристика умов, для яких виконуються розрахунки і аналіз

розподілу зсування деформацій земної поверхні на великих площах

Гірничо

промис

ловий

район

Шахти,

шахтоупра

вління

Забудо

вані

терито

рії

Особливос

ті горно-

геологічни

х умов

відпрацюв

ання

запасів

Кільк

ість

пласт

ів

Загальн

а

кількіст

ь

контурі

в

виробок

Параметри розрахункової

сітки Розміри

сітки, м

Роз

мір

ком

ірки

Загал

ьна

кількі

сть

Зага

льна

пло

ща,

км2

Донецьк

о-

Макіївсь

кий

Мушкетівс

ька

Буденн

івський

і

Пролет

арськи

й

райони

м.

Донець

ка

Свита

пологих

пластів з

моноклінал

ьним

заляганням

, що має

велику

кількість

крупно і

середньо

амплітудни

х порушень

7 323

Запереваль

на №1

3 114

Запереваль

на №2

2 58

№9

«Капітальн

а»

6 356

№6

«Червона

Зірка»

4 158

№12

«Наклонна

»

3 86

№6

«Капітальн

а»

5 186

№2 6 145

№12- 6 176

"Глибока" 4 128

ім. 60-років.

Рад.

України

3 125

Всього 1855 14950 11700 50 70500 168

Централ

ьний

Червоний

Профінтерн

м.

Єнакієв

о

Потужна

свита

крутоспадн

их пластів

24 615

Червоний

Жовтень

28 690

Всього 1305 8700 5000 25 70149 43,5

199

Вибір такого розподілу зумовлений насамперед тим, що починаючи з

1958 року після виходу ВТУ-01-58 [3] починається введення конструктивних

заходів захисту при забудові вугленосних територій. Крім того, в цей період

закінчується післявоєнне відновлення шахт Донбасу і вони починають

працювати на повну потужність.

Виділений перший період відповідає І і ІІ-му періодах забудови

шахтарських міст і селищ. З гірничотехнічної точки зору цей період

характеризується малими глибинами відпрацювання, невеликими розмірами

виробок, слабкою механізацією видобувних робіт, низькою швидкістю

посування забою.

З початком другого періоду для ведення очисних робіт почали повсюдно

застосовуватися врубові машини і комбайни, що визначило досить стійкі

параметри виробок. Практично припиняють роботи дрібні шахти. У 1976 році

було досягнуто найвищого рівня видобутку вугілля в Україні, який становив

218,6 млн. т на рік [9]. У цей період значно зростає швидкість посування

забоїв, розмірів виробок, принципово змінилися підходи до охорони

підготовчих виробок, проводилося вимушене першочергове відпрацювання

захисних пластів.

З використанням вищевказаних підходів і технологій виконаний

розрахунок і аналіз зсувань і деформацій земної поверхні на території шахт,

розташованих в принципово різних гірничо-геологічних умов, які показані в

табл. 4.5.

4.2. Застосування методу аналогії іерархії (Сааті) до експертного

оцінювання рівня екологічної небезпеки урбоекосистем навколо

вугільних шахт в умовах ведення бойових дій

Для оцінювання рівня екологічної небезпеки урбоекосистем навколо

вугільних шахт існує ряд підходів. В країнах Євросоюзу активно

200

впроваджується системний підхід, що спирається на оцінювання природно-

техногенних загроз і ризиків з використанням декількох критеріїв.

За числового визначення ризику, пов'язаного з людськими жертвами і

збитками, завданими навколишньому середовищу, прогнозні експертні оцінки

відбивають індивідуальне судження фахівців про перспективи розвитку

небезпечних подій. Методи експертних оцінок засновані на мобілізації

професійного досвіду та інтуїції фахівців-експертів. Такі методи оцінювання

ризику використовують формальну теорію ухвалення рішень в умовах

невизначеності.

У разі природних, техногенних і соціальних надзвичайних ситуацій

центральною фігурою і суб'єктом ухвалення рішення виступає особа, яка

приймає рішення (ОПР). Це може бути одна особа – індивідуальна ОПР або

кілька осіб, які виробляють колективне рішення – групова ОПР. Слід

зауважити, що індивідуальна ОПР – це не завжди одна фізична особа, оскільки

часто роль індивідуальної ОПР може відігравати й колектив, який обстоює

певні спільні інтереси, або юридична особа. Груповою ОПР, у свою чергу,

може бути кілька груп осіб, якщо кожна з груп має ті чи інші власні інтереси

та переваги.

Вважають, що ОПР – це керівник або керівний орган, який формулює

проблему, відіграє вирішальну роль у виборі розв'язку і несе відповідальність

за обране рішення. Для допомоги у пошуку рішення ОПР залучає експертів і

консультантів, які є фахівцями певних предметних галузей, у тому числі з

питань технології й організації процесів прийняття і впровадження рішень.

Використовуючи європейські підходи до оцінювання загроз і ризиків

запропоновано використати адитивну згортку зважених критеріїв, що

спирається на методи підтримки прийняття рішень - метод аналізу ієрархій .

Метод аналізу ієрархій є методом розв'язання багатокритеріальних завдань з

ієрархічними структурами, які включають як помітні, так і непомітні чинники.

Він розроблений американським математиком Томасом Сааті на початку

1990- х років [262]. Метод ґрунтується на попарних порівняннях. До того ж

201

його застосування дає змогу включати в ієрархію усі наявні в дослідника

проблеми, знання та факти. Експерт у процесі попарних порівнянь не тільки

вибирає у кожній парі більш небезпечний об'єкт чи територію, а й вказує у

скільки разів один елемент переважає другий за ознакою, що розглядається.

Алгоритм цього методу стосовно оцінювання екологічних загроз і

ризиків в зоні збройного конфлікту на Донбасі складається з таких етапів.

1. Визначення цілі (фокусу) проблеми оцінювання екологічних загроз і

ризиків в зоні збройного конфлікту на Донбасі.

2. Системний аналіз та структуризація проблеми оцінювання

екологічних загроз і ризиків в зоні збройного конфлікту на Донбасі у вигляді

ієрархічної моделі, що включає критерії, фактори оцінки та об’єкти оцінки

загроз.

3. Формування бази даних характеристик критеріїв, чинників та об’єктів

оцінки екологічних загроз і ризиків в зоні збройного конфлікту на Донбасі.

5. Заповнення матриць попарних порівнянь елементів кожного рівня

групою експертів, до складу якої входить системний аналітик, проводиться

відповідно до таблиці 4.6.

Таблиця 4.6

Узагальнена матриця попарних порівнянь елементів кожного рівня

Фактори y1 y2 … jy … yn

y1 1 а1 : а2 … а1: ja … а1 :аn

у2 а2 : а1 1 … а2: ja … а2 :аn

… … … 1 … … …

iy ia : а1 ia : а2 … ia : ja …

ia : аn

… … … … … 1 …

уn аn: а1 аn: а2 … аn: ja … 1

202

Експерт заповнює клітини табл. 4.6. Порівняння фактору самого з

собою дає одиницю. У першій клітині першого рядка експерт пише одиницю,

в другій результат порівняння першого фактору з другим (оцінку а12), в

третій – результат порівняння першого фактору з третім (оцінку а13) тощо.

переходячи до другого рядка, експерт записує в першій клітині результат

порівняння другого фактору з першим (оцінку а21), в другій одиницю, в

третій результат порівняння другого фактору з третім (оцінку а23) тощо.

6. Визначення власних векторів матриць попарних порівнянь та їх

нормування. Дані таких таблиць, отриманих від m експертів, зводяться в одну

загальну таблицю або матрицю порівнянь, у кожній клітинці якої ij стоїть

число аij, яке дорівнює кількості оцінок переваги і-го фактору над j-м,

отриманих від усіх m експертів.

Сума чисел аij по рядках з наступним діленням на m дає середню

ранжировку фактору yi, яка являє собою показник узагальненої думки щодо

важливості чинників (чим більша сума і-го рядка, тим більш важливе значення

має і-й фактор). Щодо суми по стовпцях має місце обернена картина.

Послідовність рангів чинників будується у порядку зменшення середніх сум

по рядках

n

j

iji am

a1

1 або у порядку середніх сум по стовпцях загальної

матриці порівнянь

n

i

ijj am

a1

1. Ранг фактора, як і в методі шкальних оцінок,

визначається його порядковим номером. Для цього порівнюються суми балів

кожного рядка; найбільшій сумі балів виставляється 1-й ранг (фактор

найбільше впливає на розглядуваний процес). Далі виставляються ранги 2, 3,

…, n у міру зменшення суми балів.

Середня оцінка балів, дисперсія цієї оцінки та інші показники

визначаються за формулами, які використовуються для методу шкальних

оцінок.

7. Оцінка узгодженості суджень експертів на основі відношення

узгодженості. Після проведення всіх попарних порівнянь визначається індекс

203

узгодженості (ІУ) і відношення узгодженості (ВУ). Індекс узгодженості (ІУ),

який дає інформацію про порушення числової та транзитивної матриці

порівнянь, є важливим елементом даної моделі визначення вагових

коефіцієнтів. Тому цей індекс можна розглядати як показник “близькості до

узгодженості”.

Тобто похибки співвідношень jkijik aaa , n,1k , n,1i , n,1j .

Для ІУ має місце наступна формула:

1n

nІУ max

, (4.23)

де n – число порівнюваних елементів. Для обернено симетричної матриці

завжди

nmax. (4.24)

Далі порівнюють отриману величину ІУ із тією, що утворилася б при

випадковому виборі кількісних порівнянь із шкали 1/9, 1/8, …, 1, 2, …, 9 з

утворенням обернено симетричної матриці.

Якщо розділити ІУ на число, що відповідає середній випадковій

узгодженості (СУ) матриці того ж порядку, одержимо відношення

узгодженості (ВУ):

СУ

ІУВУ

. (4.25)

У табл. 4.7 приведені середні узгодженості для випадкових (ймовірних)

матриць різного порядку.

204

Таблиця 4.7

Значення середньої випадкової узгодженості для випадкових обернено

симетричних матриць різного порядку

Розмір

матриці 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Середня

випадкова

узгодженість

0,58 0,90 1,12 1,24 1,32 1,41 1,45 1,49 1,51 1,48 1,56 1,57 1,59

Розмір ВУ повинний бути порядку 10% або менше, щоб бути

прийнятним. У деяких випадках можна припустити 20%, але не більше. Якщо

ВУ виходить із цих меж, то експертам потрібно переглянути задачу спочатку і

перевірити свої міркування щодо вагових коефіцієнтів.

8. Якщо матриці узгоджені, то виконують п. 9, якщо ні – то переходять до п. 5.

9. Визначення локальних і глобальних пріоритетів (вагових

коефіцієнтів) кожного з елементів ієрархії. Пріоритети синтезуються,

починаючи з другого рівня до низу. Локальні пріоритети перемножують на

пріоритет відповідного елементу на вищестоящому рівні і підсумовують за

кожним елементом відповідно до значень коефіцієнтів важливості чи

пріоритетності кожного з елементів, на які він впливає у кожному рівні

ієрархії.

Вектор пріоритетів загроз і ризиків vpnvpvp PPP ,,1 , який складається із

компонентів vpijP )3,1,,1( jni , є інтегральною оцінкою відповідного i -ої

загрози за відповідним j -м критерієм. Наприклад для 1-ої загрози:

.akakakP

...

,akakakP

,akakakP

nnnnvp

vp

vp

3322111

23322221112

13312211111

(5.26)

205

На основі обчисленого вектору пріоритетів vpijP можна провести ранжування

загроз за вибраним критерієм оцінки і скласти матрицю пріоритетів

nLvpnvpnvpnvpn

iLvpivpivpivpi

Lvpvpvpvp

PPPPx

..................

PPPPx

..................

PPPPx

L

P

321

321

113121 11

321

. (5.27)

10. Визначення пріоритетних екологічних загроз і ризиків в зоні збройного

конфлікту на Донбасі та їх ранжування. Проводиться з використанням

Microsoft Excel 2010.

11. Створення бази даних промислових об’єктів та об’єктів критичної

інфраструктури в зоні збройного конфлікту на Донбасі за відповідними

кластерами проводиться в Microsoft Excel 2010.

12. Створення відповідної форми в Microsoft Excel 2010 для проведення

експертного оцінювання за відповідними кластерами.

13. Узагальнення та аналіз експертних оцінок екологічних загроз і ризиків в

зоні збройного конфлікту на Донбасі у вигляді діаграм.

В якості критеріїв використано наступні:

1. Критерій оцінки джерела загрози;

2. Критерій оцінки рівня впливу загрози;

3. Критерій оцінки середовища поширення загрози;

Для проведення оцінювання загроз методом парних порівнянь

використовувалась інтервальна шкала Сааті [262] (табл. 4.8).

206

Таблиця 4.8

Шкала відносної важливості елементів

Ступінь

важливості

Визначення Пояснення і рекомендації щодо

використання

1 Загрози рівноцінні Обидві загрози рівноцінні між

собою

3 Одна загроза дещо переважає

іншу

Є певні підстави вважати

першу загрозу дещо

небезпечнішою за іншу

5 Одна загроза значно

небезпечніша за іншу

Є підстави вважати одну

загрозу значно небезпечнішою

за іншу

7 Одна загроза набагато

небезпечніша за іншу

Є вагомі підстави вважати

першу загрозу набагато

небезпечнішою за іншу

9 Дуже велика перевага одної

загрози над іншою

Перевага одної загрози

порівняно з іншою дуже велика

2, 4, 6, 8 Значення, що відбивають

проміжні судження

Використовують у випадках,

коли вибір між двома сусідніми

непарними числами

спричинює ускладнення

Для проведення оцінювання екологічних загроз і ризиків було

розроблено модель оцінки техногенно-екологічних загроз і ризиків, що

наведене на рис. 4.11.

207

Рис. 4.11. Схематичне відображення методу іерархії аналізу загроз і

ризиків

Результати отриманих експертних оцінок наведено у вигляді

стовпчастих діаграм на рисунку 4.12.

Рис. 4.12. Інтегральний критерій оцінки екологічних загроз і ризиків в

зоні збройного конфлікту на сході України

208

Для оцінки ступеня екологічної загрози умовно шкалу оцінки від 0 до 3

було поділено на 4 інтервали:

коли рівень інтегрального критерію оцінки екологічних загроз

змінюється від 0 до 1 – вважаємо, що рівень загрози малий;

коли рівень інтегрального критерію оцінки екологічних загроз

змінюється від 1 до 1,5 – вважаємо, що рівень загрози середній;

коли рівень інтегрального критерію оцінки екологічних загроз

змінюється від 1,5 до 2 – вважаємо, що рівень загрози високий;

коли рівень інтегрального критерію оцінки екологічних загроз

змінюється від 2 до 2,5 – вважаємо, що рівень загрози катастрофічний.

За результатами оцінки загроз основна частина виробництва на сході

України припадає на вуглевидобувну, коксохімічну та хімічну промисловість,

металургію та інші екологічно небезпечні галузі промисловості. Екологічну

небезпеку становлять також розташовані на територіях підприємств

хвостосховища, золо- та шламонакопичувачі, відстійники рідких промислових

відходів, місця зберігання промислових відходів такі як шлакові відвали,

терикони, склади сировини тощо.

Ризики пошкодження дамб хвостосховищ значні вздовж всієї лінії

розмежування. Наприклад, хвостосховище ТОВ «НВО «Інкор і К» Фенольний

завод, обсяг відходів якого становить 400 тисяч кубічних метрів знаходиться

в смт. Новгородське Донецької області біля лінії розмежування за 400 метрів

від позиції сторін. У разі прориву дамби хвостосховища, яка була частково

пошкоджена в результаті обстрілів, може статись хімічне забруднення річок

Кривий Торець та Сіверський Донець, води якої використовуються для

питного водопостачання Донецької та Луганської областей. Подібні ризики

існують і для річок Бахмутка та Сіверський Донець в разі пошкодження дамби

хвостосховища ВАТ «Бахмутський аграрний союз» в с. Кодема Бахмутського

району Донецької області. Екологічно небезпечні також хвостосховища

«Горлівського хімічного заводу», «Стиролу», «Азоту», «Лисичанської соди»

209

та інших підприємств гірничовидобувної, гірничо-збагачувальної,

металургійної, коксохімічної та хімічної галузей промисловості.

Значну небезпеку хімічного забруднення становлять цехи та інші

підрозділи металургійного комбінату «Азовсталь», які розміщені на узбережжі

Азовського моря в Маріуполi поблизу лінії розмежування. Частина

Азовського моря відокремлена від шламонакопичувача, а безпосередньо на

березі Азовського моря розташовані золонакопичувач ТЕЦ та відвал шлаків

мартенівського і конверторного виробництв. Пошкодження цих об'єктів може

призвести до значного хімічного забруднення акваторії Азовського моря.

Небезпека забруднення Азовського моря також існує в разі забруднення річок

Сіверський Донець, Кальміус, Міус та Мокрий Єланчик, які протікають біля

лінії розмежування та на територіях, що тимчасово непідконтрольні Уряду

України.

Серед багатьох промислових підприємств, які зазнали пошкоджень в

результаті бойових дій, виявилися і найбільш екологічно небезпечні, а саме:

Ясинівський, Авдіївський і Єнакіївський коксохімічні заводи, Єнакіївський,

Макіївський та Донецький металургійні заводи, Алчевський металургійний

комбінат, Лисичанський нафтопереробний завод, Донецький казенний завод

хімічних виробів, Слов'янська, Луганська, Вуглегірська та Миронівська

теплові електростанції, підприємства хімічної галузі – Сєвєродонецький завод

«Азот» та Горлівський «Стирол». Більшість промислових підприємств

постраждали в період активних бойових дій в 2014-2015 рр.

У 2016-2017 роках пошкоджень зазнали Авдіївський коксохімічний

завод, Дзержинський фенольний завод, Донецький казенний завод хімічних

виробів, Стаханівський завод феросплавів та інші підприємства, розташовані

поблизу лінії розмежування. Внаслідок відсутності електропостачання та

пошкодження обладнання продовжились процеси підтоплення шахт в гірничо-

міських агломерацій (ГМА), а саме: Єнакієво- Горлівка-Торецьк та Стаханово-

Первомайськ-Золоте.

210

До зон найбільш високого ризику на довкілля у Донецькій області

віднесено агломерації: Єнакіївська-Горлівська-Торецьк, Донецько-

Макіївська, Маріупольська агломерації, а також Авдіївка – Курахове; у

Луганській області до зон високого ризику – агломерації Дебальцеве-Попасна,

Луганськ – Щастя та Алчевськ.

Ступінь екологічної небезпеки визначається інтегральним показником

оцінки загрози об’єктів критичної інфраструктури, що розташовані на

території Донецької та Луганської областей на відстані двадцять кілометрів

від лінії зіткнення наведено в додатках Г, Д.

Для визначення цього показника застосували системний підхід, що

спирається на оцінювання природно-техногенних загроз і ризиків з

використанням декількох критерії: критерій оцінки джерела загрози, критерій

оцінки рівня впливу загрози, критерій оцінки середовища поширення загрози.

На першій стадії визначаються джерела можливої небезпеки: бойові дії,

терористичні акти, відходи виробництва, тощо, тип небезпеки і середовище,

на яке вона діє. Визначаються об’єкти середовища, які необхідно захищати.

Всі ОКІ об’єднані у групи по видам виробництва, а саме: енергетика,

металургія, хімія, нафтопереробка, тощо. Далі будується концептуальна

модель взаємозв’язків між небезпекою і об’єктами середовища.

На другій стадії проводиться аналіз даних взаємодії небезпеки і об’єктів

середовища: розглядаються кількісні характеристики небезпеки, її розподіл в

часі та просторі, результати вимірів та спостережень, що відображають її дію

на об’єкти (Додаток Г).

Аналізуючи отримані показники інтегральних критеріїв, можна зробити

висновки, що рівень загрози «катастрофічний» у таких ОКІ, що належать до

хімічного виробництва, енергетики (шахти), металургії, що становлять

близько 80% від всіх ОКІ (38% - шахти), що розглядалися.

Тому, на третій, заключній стадії, присвяченій оцінці і управлінню

ризиком, необхідно звернути особливу увагу на об’єкти з рівнем інтегрального

критерію оцінки від 1,5 до 2,5. Під час прийняття управлінського рішення

211

щодо захисту таких об’єктів навколишнього середовища, безумовно,

необхідно розробити спеціальні заходи для забезпечення екологічної безпеки.

Оцінка ступеню екологічної загрози об’єктів підвищеної небезпеки

видами виробництва наведена у Додатку Е. Перелік ПНО із зазначенням

характеристик та виду екологічної загрози наведено у додатку Ж.

Відповідні управлінські рішення приймаються після оцінки ступеня

екологічної загрози і для ОКІ всіх інших інтервалів оцінок.

4.3. Експертне оцінювання рівня загрози екологічної безпеці

урбоекосистем навколо вугледобувних підприємств при їх ліквідації

Питання експертного оцінювання рівня загрози екологічної безпеці

урбоекосистем навколо вугільних шахт при їх ліквідації (планової та раптової )

не можуть бути вирішені без інформації про екологічну ситуацію на кожному

гірничому підприємстві (шахті) і, як наслідок, у галузі в цілому.

Для оцінки рівня загрози екологічної безпеці урбоекосистем, що виникає

на етапах закриття нерентабельних та збиткових шахт, рекомендується

аналізувати інтенсивність та періодичність впливу техногенних наслідків

ліквідації вугільних шахт на рівень екологічної безпеки урбоекосистем.

Враховуючи характер техногенного впливу шахт на довкілля в період їх

ліквідації, пропонується виокремити найбільш представницькі його елементи,

які вимагають систематичного відстеження, вивчення та, по можливості,

регулювання: надра, гідросфера, газовиділення, атмосфера, техногенні об’єкти

поверхні, ґрунти тощо.

Для удосконалення методології експертної оцінки рівня екологічної

небезпеки для урбоекосистем навколо вугільних шахт при їх ліквідації

необхідно виходити з наступних передумов [276]:

- відсутність повної і достовірної інформації на більшості підприємств

про екологічний вплив шахти на компоненти навколишнього середовища,

особливо в період ведення бойових дій;

- різке змінювання напряму і характеур техногенних впливів на

212

навколишнє природне середовище при ліквідації шахт;

- до початку планового закриття шахт повинна бути виконана

попередня оцінка зміни впливів на навколишнє середовище, а також створена

основа системи спостереження на досліджуваній території;

- некероване закриття (ліквідація шахт під час ведення бойових дій),

коли не можливо виконати умови попереднього пункту.

Екологічні наслідки ліквідації вугільних підприємств пропонується

систематизувати з урахуванням негативних змін, що відбуваються в

урбоекосистемі навколо вугільних шахт: гідрогеологічному чи геологічному

середовищах, в атмосферному повітрі, водних об’єктах, а також в плані

утворення відходів та відчуження земельних ресурсів. Можливо виділити 13

видів (факторів або чинників) негативного впливу на навколишнє середовище,

що є наслідками ліквідації вугільних шахт. табл. 4.9 - 4.10.

Негативний екологічний вплив зазначених факторів на рівень загрози

екологічної безпеці урбоекосистем навколо вугільних шахт при їх ліквідації

доцільно оцінювати за 3-бальною шкалою шляхом безпосереднього обстеження

чи спостереження за їх станом на територіях ліквідованих шахт.

Приклад результатів оцінки рівнів загрози екологічної безпеці

урбоекосистем навколо вугільних шахт при їх ліквідації вище зазначених 13-ти

чинників, приведені в табл. 4.9 - 4.10.

Аналіз прикладу табл. 4.9 - 4.10.показує, що техногенні наслідки ліквідації

вугільної шахти негативно впливають практично на всі компоненти

навколишнього середовища. Слід також зазначити, що визначені середні бали

(табл 4.9 - 4.10.), виглядають більш достовірними оцінками загальної загрози

екологічної безпеці урбоекосистем навколо вугільних шахт при їх ліквідації у

порівнянні з експертними оцінками, наведеними в останніх рядках таблиць з

№ ІІІ. Це цілком очевидно, оскільки середні оцінки отримуються на основі

значно більшої кількості інформації (задіяні 13 факторів впливу, замість

одного).

213

Таблиця 4.9

Експертна оцінка рівня загрози екологічної безпеці урбоекосистем навколо

вугільних шахт при їх планової ліквідації

№

Техногенні наслідки

ліквідації шахти, як

чинниками негативного

впливу на довкілля

Експертна оцінка рівня загрози

екологічної безпеці урбоекосистем

навколо вугільних шахт при їх

планової ліквідації, в балах

Сума

рні

оцінки

за

окреми

ми

чинни

ками

впливу

Атмо-

сфера

Гідро-

сфера

Літо-

сфера

Ґрунти

Біота

1 2 3 4 5 6 7 8

1 Водоносичення масиву

гірських

порід

0 2 1 1 1 5

2 Деформаціямасиву

гірських

порід

0 2 2 2 1 7

3 Просідання земної

поверхні 0 1 1 2 1 4

4 Порушення гідрологічного

режиму 0 3 3 2 1 9

5 Відновлення статичних

рівнів водоносних

горизонтів

0 3 2 2 1 8

6 Забруднення поверхневих

водних об’єктів 0 3 2 2 3 10

7 Міграція забруднюючих

речовин (викиди, скиди,

відходи тощо)

2 2 2 2 2 10

8

Потрапляння шахтних вод

у джерела з підземними

питними водами

0 2 2 2 3 9

9 Підтоплення територій 1 1 1 1 2 6

10 Деградація земель під

породними відвалами,

шламонакопичувачами

0 2 3 3 3 11

11

Забруднення

атмосферного повітря

продуктами горіння

териконів

3 1 0 1 2 7

214

Продовження табл. 4.9

1 2 3 4 5 6 7 8

12

Пошкодження будівль та

споруд на полі шахти 1 1 1 1 3 7

13 Виділення шахтних газів

на земну поверхню 3 1 1 1 3 9

І Сума балів за всіма

видами

впливу

10 24 21 22 26 103

ІІ Середні бали 0,77 1,85 1,62 1,69 2 7,92

ІІІ

Рівень загальної загрози

екологічної безпеці

урбоекосистем навколо

вугільних шахт при їх

планової ліквідації

(експертні оцінки)

1 2 2 1 2 8

Таблиця 4.10

Експертна оцінка рівня загрози екологічної безпеці урбоекосистем навколо

вугільних шахт при їх некерованої (раптової) ліквідації в умовах бойових дій

№

Техногенні наслідки

ліквідації шахти, як

чинниками

негативного впливу

на довкілля

Експертна оцінка рівня загрози

екологічної безпеці урбоекосистем

навколо вугільних шахт при їх

некерованій ліквідації, в балах

Сумарні

оцінки за

окремими

чинниками

впливу Атмо-

сфера

Гідро-

сфера

Літо-

сфера

Ґрунти Біота

1 2 3 4 5 6 7 8

1 Водоносичення

масиву гірських порід 0 2 1 1 1 5

2 Деформаціямасиву

гірських порід 0 2 2 2 1 7

3 Просідання земної

поверхні 0 2 2 2 2 8

4 Порушення

гідрологічного режиму 0 3 3 2 1 9

5 Відновлення

статичних рівнів

водоносних горизонтів

0 3 2 2 1 8

215

Продовження табл. 4.10

1 2 3 4 5 6 7 8

6 Забруднення

поверхневих водних

об’єктів

0 3 3 3 3 12

7 Міграція

забруднюючих

речовин (викиди,

скиди, відходи тощо)

3 3 3 3 3 15

8

Потрапляння шахтних

вод у джерела з

підземними питними

водами

0 3 3 3 3 12

9 Підтоплення територій 1 1 1 1 2 6

10 Деградація земель під

породними відвалами,

шламонакопичувачами

0 2 3 3 3 11

11

Забруднення

атмосферного повітря

продуктами горіння

териконів

3 2 0 2 3 10

12

Пошкодження будівль

та споруд на полі

шахти

2 2 2 3 11

13 Виділення шахтних

газів на земну

поверхню

3 2 2 1 3 11

І Сума балів за всіма

видами

впливу

12 30 27 27 29 125

ІІ Середні бали 0,92 2,31 2,08 2,08 2,23 9,62

ІІІ Рівень загальної

загрози екологічної

безпеці

урбоекосистем

навколо вугільних

шахт при їх

некрованої ліквідації

(експертні оцінки)

2 2 2 2 2 10

216

В результаті аналізу отриманих даних можно зробити висновок, що

загальне погіршення стану кожного з об’єктів (компонентів) довкілля, тобто

підвищення рівня їх екологічної небезпеки на територіях вугледобувних

регіонів, варто кількісно оцінювати за середніми балами, визначеними за 13-ма

факторами впливу, які, як відмічено, є наслідками ліквідації вугільних шахт.

Загальну оцінку рівня екологічної небезпеки вугледобувних регіонів

можна визначати як суму експертних оцінок впливу 13-ти факторів на 5

основних компонентів довкілля, тобто таблиці у виді матриці |13х5| з 13-ти

рядків та 5-ти стовпчиків, або як суму оцінок середніх балів, наведену на

перехрестях передостанніх рядків і останніх стовпчиків табл. 4.9 - 4.10., тобто

суму оцінок ділимо на 13 по числу факторів впливу.

Насамкінець обираємо шкалу оцінок рівня екологічної небезпеки. При

цьому початкове значення шкали очевидно є «0». Верхнє значення шкали

залежатиме від обраного узагальнюючого показника експертних оцінок. Якщо

обрати суму матриці експертних оцінок |13х5|, то верхнє значення шкали складе

5х13х3=195.

Тоді в разі планованої ліквідації щахти отримаємо значення екологічної

небезпеки вугледобувного регіону 103, а в разі некерованої ліквідації 125.

Якщо ж обрати середню сумарну оцінку для прийнятих компонентів довкілля,

то верхня шкала складе 12 балів. В цьому випадку значення екологічної

небезпеки регіону, як показано вище, складуть 7,92 та 9,62 відповідно. Шкала

від 0 до 12 виглядає більш прийнятною для практичного використання (табл.

4.11), зокрема і при графічному відображенні.

Таблиця 4.11

Шкала комплексної оцінки рівня екологічної небезпеки ліквідації

вугледобувних підприємств

Діапазон комплексних оцінок Рівень небезпеки

0-4 низький

4-8 помірний

8-12 високий

217

Для графічного відображення результатів експертного оцінювання рівня

загрози екологічної безпеці урбоекосистем навколо вугільних шахт при їх

ліквідації побудуємо діаграму Парето [htpp://six sigma online] (рис. 4.13).

Плановане закриття

Некероване закриття

Рис. 4.13. Рівні екологічної небезпеки ліквідації вугільних шахт для

компонентів довкілля (стовбчасті гістограми за 3-бальною шкалою) та в

цілому для довкілля у вугледобувних регіонах (графіки з маркерами за 12-

бальною шкалою, що отримані як результат сумації відповідних стовбчастих

гістограм в разі ліквідації шахт).

Як бачимо, діаграма Парето достатньо повно ілюструє результати

експертного оцінювання рівеня загрози екологічної безпеці урбоекосистем

навколо вугільних шахт при їх ліквідації та виконаного аналізу табл. 4.9 - 4.10.

При цьому на рис. 4.13 наглядно показано, що планова ліквідація шахт (графік

з маркером «жовтий» та сумарним середнім балом екологічної небезпеки 7,92)

218

виглядає менш екологічно небезпечною для довкілля, ніж некерована (графік з

маркером «синій» та балом 9,62).

Використовуючи табл 4.9 - 4.10, встановили, що ліквідація вугільної шахти

призводить до формування «високого» рівня екологічної небезпеки для

навколишнього середовища. Слід відмітити, що планова ліквідація вугільної

шахти дозволяє зменшити рівень екологічної небезпеки з «високого» до

«помірного».

Узагальнюючи запропоний підхід до експертного оцінювання рівня

загрози екологічної безпеці урбоекосистем навколо вугледобувних підприємств

при їх ліквідації можливо зазначити наступне:

- експертне оцінювання екологічних наслідків ліквідації вугільних шахт на

об’єкти довкілля (атмосферу, гідросферу, літосферу, ґрунти, біоту) доцільно

оцінювати за 13-ма техногенними чинниками вугледобування шляхом

безпосереднього обстеження указаних об’єктів з використанням 3-бальної

шкали;

- загальну оцінку рівня екологічної небезпеки вугледобувних регіонів

пропонується визначати як суму оцінок середніх балів матриці експертних

оцінок впливу 13-ти факторів на 5 основних компонентів довкілля, тобто

таблиці у вигляді матриці |13х5| з 13-ти рядків та 5-ти стовпчиків. При цьому

кількісна оцінка рівня загальної екологічної небезпеки для довкілля плановано

та некеровано ліквідованих шахт та оцінена за 15-бальною шкалою як 7,92 та

9,62 балів відповідно, і показує, що планована ліквідація шахт виглядає менш

екологічно небезпечною для довкілля, ніж некерована.;

- рівні екологічної небезпеки експлуатації та ліквідації вугільних шахт

для компонентів довкілля, отримані експертами за 3-бальною шкалою та

визначені в цілому для довкілля у вугледобувних регіонах за 12-бальною

шкалою, запропоновано наглядно представляти на діаграмі Парето;

Застосування експертного оцінювання і прогнозування рівня загрози в

умовах відсутності доступу до гірничого підприємства. Застосування

експертного оцінювання і прогнозування загрози екологічної безпеці

219

урбоекосистем навколо вугледобувних підприємств при їх некерованої

ліквідації може бути актуальним в наукових дослідженнях приділених оцінці

загроз та ризиків від масового затоплення шахт на тимчасово окупованій

території окремих районів Донбасу в умовах бойових дій.

Результатом комплексного впливу техногенних чинників (посилення

інфільтрації мінералізованих шахтних вод, геохімічне забруднення

ландшафтів, порушення регіональних водотривів та ін.) стало практично

повне заміщення прісних (до 1,0–1,5 г/дм3) і слабкомінералізованих (1,5–3,0

г/дм3) вод на води з мінералізацією 3,0–5,0 г/дм3 на 70 % досліджених площ.

Таким чином затоплення шахт із наступним підійманням рівня підземних вод

і зменшенням розмірів депресії висхідне (глибинне) живлення ґрунтових вод

посилиться, розвиватимуться процеси підтоплення й затоплення, а також

водонасичення і зниження міцності нижніх горизонтів порід із проявом

високоградієнтних осадів та порушень суцільності порід. Практично всі шахти

на території Горлівсько-Єнакіївської ГМА, що розміщені на Південному крилі

Головної антикліналі, гідравлічно пов’язані між собою в інтервалі глибин 230–

1080 м (рис. 4.14).

Рис. 4.14. Схематичний розріз південного крила центрального району Донбасу

(головної антиклиналі), станом на 01.06.2018

220

Експертний аналіз структурно-геологічної будови та гідрогеологічних

умов шахт ЦРД засвідчив, що вони у взаємодії з ТГС «шахти–геологічне

середовище» формують єдину гідравліко-геофільтраційну систему з високим

рівнем техногенної уразливості підземних вод [275].

Часткове або повне затоплення шахт на території Горлівсько-

Єнакіївської ГМА без попереднього вжиття інженерно-захисних і

природоохоронних заходів може призвести до створення надзвичайної

екологічної ситуації (НЕС) в цьому регіоні. На території Донецької області під

загрозою забруднення знаходиться Волинцівське та Ольховатське

водосховища; а затоплення шахт Торезо-Сніжнянської групи може призвести

до забруднення Грабівського водосховища. Усі згадані водосховища є

резервними джерелами для господарського використання.

Експертами досліджено, що сучасна тенденція процесу групового

затоплення гідравлічно взаємопов’язаних між собою шахт на

непідконтрольній території Центрального району Донбасу, включаючи шахту

«Юнком», формує ризик територіальних небезпечних змін у геологічному

середовищі й еколого-геологічних параметрів екологічної безпеки

урбоекосистем навколо вугільних шахт (рис. 4.15).

Рис. 4.15. Гірничо-геологічний профільний розріз

221

222

Для експертних оцінок у першу чергу використано дані спостережень

за динамикой підйому рівнів шахтних вод в умовах затоплення частини шахт

ЦРД під час бойових дій на сході України (табл. 4.12), матеріали

гідрогеологічних спостережень виконаних ДРГП «Донецькгеологія» та ін. та

побудовано графіки часового простеження підйому рівня підземних вод

(рис 4.16).

Рис 4.16. Графіки часового простеження підйому рівня підземних вод

при затопленні шахт Юнком, Гаєвого, К.Маркса, Профінтерна, Калініна ЦРД

223

На рис. 4.16 показані графіки часового простеження підйому рівня

підземних вод при затопленні шахт ЦРД, що дозволяє експертам вже на

початкових стадіях виявити зміни гідрогеофільтраційного режиму та часу

затоплення шахт і обґрунтувати, за необхідності, випереджаючі захисні

заходи.

В цілому, обґрунтована графоаналітична залежність надає можливість

вірогідного прогнозу часу затоплення шахти.

t

o

SS

tf lg)( , м3/добу; (4.28)

де

t – час відновлення рівня (скачку) підземних вод до попередніх значень, діб

St - величина залишкового зниження рівня, μ

S0- початкове зниження рівня

Таким чином, значне осереднення гідрогеологічних параметрів в процесі

гірничовидобувних робіт дозволяє використовувати вищезазначені залежності

при прогнозі часу затоплення шахт методами гідрогеологічної аналогії.

З огляду на вищевикладене, а також на тривале існування об’єкта

«Кліваж» у зоні гідростатичного і геомеханічного впливу шахти «Юнком»,

концептуальні підходи до руйнівних чинників базуються на консервативних

експертних оцінках захисної (утримуючої) здатності геологічного

середовища, яка включає дію наступних факторів:

- довгочасове змішування радіонуклідно забруднених шахтних вод

ядерно-вибухової камори з фільтраційним потоком у систему гірничих

виробок шахти «Юнком» та гідравлично пов’язаних з ними гірничих виробок

шахт «Полтавська» та «Червоний Жовтень»;

224

- уповільнення руху (міграція) у шахтних водах довгоіснуючих

радіонуклідів цезію-137 та стронцію-90 у породному масиві внаслідок

сорбційного впливу порово-тріщинного простору.

Необхідність сучасного вивчення та аналізу еколого-техногенної

ситуації в умовах затоплення шахти «Юнком» обумовлена відсутністю у

світовій практиці досвіду затоплення камери ядерного вибуху в районах

густонаселеної гірничо-міської агломерації.

У зв’язку з цим виконані окремі геологічні, гідрофільтраційні, радіаційні

та екологічні експертні оцінки загроз в результаті затоплення та руйнування

ядерно-вибухової камери (об’єкт «Кліваж»). Ці загрози в умовах

автореабілітаційного (під впливом природно-техногенних факторів) підйому

рівня шахтних вод набули нових уявлень щодо створених

гідрогеофільтраційних та гідравлічних взаємодій з наближеними шахтами

[265].

Отримані експертні оцінки носять попередній характер, тому що

розвиток комплексу гідрогеофільтраційних, геомеханічних і еколого-

геологічних змін об’єкту «Кліваж» значною мірою залежить від змін

гірничотехнічних параметрів та гідрогеодинамічних умов суміжних шахт

(«Червоний Жовтень», «Полтавська»), а також інженерно-геологічних

властивостей породного масиву південно-західного замикання головної

антикліналі.

Інженерно-геологічні умови району робіт характеризуються

переважним розвитком у геологічному розрізі стійких кам'яновугільних

утворень, що обмежує розвиток екзогенних геологічних процесів. Крім того,

площа поля шахти «Юнком» належить до центральної частини вододілу рік

басейнів Дніпра і Сіверського Дінця. Це визначає невисокий рівень водо-

енергообміну у верхній зоні геологічного розрізу і уповільнення швидкості

потоку підземних вод після їх затоплення до річкових долин .

При початковому затопленні депресії рівнів підземних вод і гірничих

виробок поля шахти «Юнком» у межах відпрацьованих вугільних шарів і

225

прилягаючих проникних піщаників спостерігається формування прискореної

висхідної міграції мінералізованих шахтних вод з можливістю переносу

радіонуклідів Cs–137, Sr–90 (внаслідок затоплення та гідрогеомеханічного

руйнування об’єкту «Кліваж» з повільненим розчиненням радіоактивного

розплаву).

Вибухова камера об’єкту «Кліваж» характеризується максимальної

порушеністю масиву гірських порід і значною глибиною гірничих виробок

(903 м). У зв’язку з цим, у випадку геомеханічного руйнування об’єкту

«Кліваж» і його затоплення в умовах висхідного потоку буде мати місце

підвищений ризик прояву усіх факторів уразливості якості підземних вод, а

також локального забруднення поверхневих водотоків.

Крім того, затоплення частково порушеного техногенною

тріщинуватістю породного масиву при рівномірному фільтраційному

водонасичені вибухової камери об’єкта «Кліваж» може привести до

формування в ній уповільненого руху шахтної води з сорбційно-міграційними

особливостями у вміщуючих породах.

Сучасні радіаційні умови вибухової камери об’єкту «Кліваж» (із

врахуванням даних обстеження горизонту гірничих робіт 936 м від

17.10.2001р.) на початковому етапі затоплення гірничого простору можуть

мати наступні особливості:

- прискорене затоплення прилеглих гірничих виробок на горизонтах

936 м та 823 м (відповідно, 33 м нижче та 80 м вище центру вибуху);

- наявність руйнівних деформацій вибухової камери та її заповнення

водою (за даними зондувальної свердловини, що розкрила камеру у вересні

1991 р.);

- незначна величина горизонтального радіуса вибухової камери – до 5,0

м (діаметр – до 10,0 м), з утворенням по оцінках до 100 т склоподібної

розплавленої маси, де зосереджується до 95% радіоактивних продуктів

вибуху;

226

- формування зони перем’ятих (цілком зруйнованих) порід, у межах

якої вони переформовані в піщані і щебнисті фракції, радіусом до 8,0 м від

центру вибуху, тобто витриманої потужності (8,0-5,0) ≈ 3,0 м;

- розвиток зони радіальних тріщин на відстані до 15 м від центру

вибуху, або в масиві порід, що примикає, потужністю (15-8,0) ≈ 7,0 м;

У той же час за даними зондувальних свердловин залишків

радіоактивного розплаву в зоні радіальної тріщинуватості не встановлено.

За період 1979-2018 р., тобто на момент затоплення, орієнтовна

залишкова кількість радіоактивних продуктів може бути оцінена на рівні

[265]:

Kі

RR чt

рt 311042.3

1035,1

24365197920182,15

8

2,1

12001

(4.29)

Результати розрахунку залишкової кількості радіонуклідів цезію-137 та

стронцію-90 у зоні вибухової камери ( при обмеженому формуванні плутонію-

239, америцію-241 та ін.) свідчать, що оцінка залишкового рівня радіаційного

забруднення R2018 31 Кі є досить реальною.

Головною умовою радіаційної безпеки об’єкту «Кліваж» є формування

дуже уповільненого режиму вилуговування і гідрогеофільтраційної міграції

токсичних радіонуклідів стронцію-90 за умови активного уповільнюючого

впливу глинистих фракцій порід аргеліто-алевролітового складу.

При значеннях коефіцієнтів розподілу Кd у системі «водний розчин

радіонуклідів – мінеральний скелет порід» для цезію -137 (Кd =200) та

стронцію-90 (Кd=20) орієнтовна кількість розчинених у шахтної воді

радіонуклідів буде дорівнювати:

Rр∑=15.5/200 + 15.5/20= 0.86 Кі.

227

Тоді прогнозна сумарна концентрація радіонуклідів цезію-137 та

стронцію-90 Cпр буде дорівнювати (згідно ДСанПіН 2.2.4-176-2010 СГПК

цезію-137 та стронцію-90 дорівнює 2 Бк/дм3 ):

Cпр =Rр∑ :V=[0.86·3.7·1010]: (25·109 дм3) =1.3 Бк/дм3< 2+2=4 Бк/дм3 .

Таким чином, прогнозні розрахунки за умови максимальної швидкості

розчинення радіаційно забрудненого склоподібного розплаву свідчать про

можливість міграції радіонуклідів стронцію-90 та цезію-137 у безпечних

концентраціях при повномасштабному розвитку процесів сорбції.

Висновки до четвертого розділу.

В результаті аналізу зсувань і деформацій земної поверхні на територіях

шахт, що закривають можна зробити наступні основні висновки.

1. Особливим для запропонованої методики є те, що від кожної очисної

виробки розраховуються тільки три компоненти вектора зсування, а саме:

осідання (вертикальна складова вектора зсування); горизонтальне зсування за

напрямками осей виробки (горизонтальні складові вектора зсування).

Підсумовування зсувань і обрахунків вертикальних і горизонтальних

деформацій відбувається за методикою розробленою автором. Дана методика

базується на сітковій моделі розрахункових точок поверхні.

2. За запропонованою методикою отримані графіки ізоліній нахилів і

горизонтальних деформацій у напрямку головних перетинів і максимальних

величин. Для загального орієнтування показано ізолінії осідань.

3. Встановлено, що розрахунок зсувань і деформацій земної поверхні на

великих територіях, всебічний аналіз їх розподілу на площі можна здійснити

тільки на основі використання сучасних ГІС технологій.

4. Використовуючи експертно-аналітичні підходи, розроблено методи

оцінки еколого-техногенних загроз і ризиків для урбоекосистем навколо

вугільних шахт у зоні збройного конфлікту на сході України. Побудовано

228

ієрархічну систему критеріїв, чинників та ознак, що використовуються для

експертної оцінки загроз з використанням системного підходу та,

використовуючи шкалу оцінок Сааті, розроблено інформаційно-аналітичну

систему для оцінки еколого-техногенних загроз і ризиків.

Внаслідок проведення бойових дій значно підвищується екологічна

небезпека урбоекосистем навколо вугледобувних підпрємств.

Особливої уваги заслуговує затоплення шахт, що розташовані на

тимчасово окупованих територіях, оскільки неконтрольований процес їх

затоплення призведе до підтоплення навколишніх територій, просідання

поверхні, що призведе до пошкодження будівель і споруд.

З метою недопущення виникнення еколого-техногенних аварій та

катастроф необхідно здійснювати постійний моніторинг та аналіз

функціонування об’єктів критичної інфраструктури та об’єктів підвищеної

небезпеки, які розташовані як на підконтрольній так і на тимчасово окупованій

території Донецької та Луганської області а також.

5. За запропонованим підходом до експертного оцінювання рівня загрози

екологічної безпеці урбоекосистем навколо вугледобувних підприємств при їх

ліквідації можливо зазначити наступне:

- експертне оцінювання екологічних наслідків ліквідації вугільних

шахт на об’єкти довкілля (атмосферу, гідросферу, літосферу, ґрунти, біоту)

доцільно оцінювати за 13-ма техногенними чинниками вугледобування шляхом

безпосереднього обстеження указаних об’єктів з використанням 3-бальної

шкали;

- загальну оцінку рівня екологічної небезпеки вугледобувних регіонів

пропонується визначати як суму оцінок середніх балів матриці експертних

оцінок впливу 13-ти факторів на 5 основних компонентів довкілля, тобто

таблиці у вигляді матриці |13х5| з 13-ти рядків та 5-ти стовпчиків. При цьому

кількісна оцінка рівня загальної екологічної небезпеки для довкілля плановано

та некеровано ліквідованих шахт та оцінена за 12-бальною шкалою як 7,92 та

9,62 балів відповідно, і показує, що планована ліквідація шахт виглядає менш

229

екологічно небезпечною для довкілля, ніж некерована.;

- рівні екологічної небезпеки експлуатації та ліквідації вугільних шахт

для компонентів довкілля, отримані експертами за 3-бальною шкалою та

визначені в цілому для довкілля у вугледобувних регіонах за 12-бальною

шкалою, запропоновано наглядно представляти на діаграмі Парето;

6. Застосовано експертне оцінювання і прогнозування загрози екологічної

безпеці урбоекосистем навколо вугледобувних підприємств при їх некерованої

ліквідації. Пірогнозні розрахунки за умови максимальної швидкості

розчинення радіаційно забрудненого склоподібного розплаву свідчать про

можливість міграції радіонуклідів стронцію-90 та цезію-137 у безпечних

концентраціях при повномасштабному розвитку процесів сорбції.

230

РОЗДІЛ 5.

ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ

УРБОЕКОСИСТЕМ У ЗОНІ ВПЛИВУ ВУГІЛЬНИХ ШАХТ В УМОВАХ

ВЕДЕННЯ БОЙОВИХ ДІЙ

Головною ознакою цивілізованої держави є забезпечення екологічної

безпеки на всій території країни. Екологічна безпека є однією із складових

національної безпеки і визначає ступінь захищеності людини, суспільства та

держави. Показником ефективності екологічної політики держави є

мінімізація складових індикаторів, що входять до інтегрального критерію

оцінки впливу негативних чинників на стан НПС.

На цей час екологічну безпеку урбоекосистем на сході України треба

розглядати в тісному зв’язку з техногенними загрозами, що пов’язані з

бойовими діями на цих територіях.

Сучасні екологічні загрози стосуються негативного впливу

антропогенних та природних чинників на екосистеми, техногенні загрози –

негативного впливу промислових та потенційно небезпечних об’єктів,

забруднення джерел питної води, сільськогосподарських земель,

атмосферного повітря, порушення геологічного середовища та надр на

безпеку життєдіяльності на визначених територіях.

5.1. Результати моніторингу елементів життєзабезпечення, які

впливають на урбоекосистеми навколо вуглевидобувних підприємств

Для визначення еколого-техногенних чинників на експлуатацію та

закриття вугільних шахт проведено їх детальний аналіз. Результати аналізу

представлені в звіті НДР від 28.12.2016 № 0116 U 005852 «Моніторинг

виконання природоохоронних робіт та екологічного стану природного

довкілля діючих та ліквідованих вугільних підприємств, розроблення

пропозицій щодо його поліпшення».

231

Отримані дані, за рахунок оновлення бази даних з еколого-техногенних

показників діяльності вугільних підприємств Міненерговугілля за 2017 рік,

показують:

- загальна площа земельного відведення під розробку вугілля становить

- 12395,7 га, розподіл цих земель за державними підприємствами наведено на

(рис. 5.1).

Рис. 5.1. Розподіл земельних відведень (га)

- загальна площа земельного відведення під породними відвалами -

1610,2 га, ставками-відстійниками становить - 348,2 га (рис. 5.2, 5.3).

232

Рис. 5.2. Розподіл земельних відведень (га) під породними відвалами

Рис. 5.3. Розподіл земельних відведень (га) під ставки-освітлювачі та

накопичувачі шахтних вод

- загальні показники викачаної шахтної води - 90647,7 тис. м3 (рис. 5.4).

233

Рис. 5.4. Об’єм викачаної шахтної води (тис. м3)

- загальна кількість джерел викидів забруднюючих речовин складає 1340

одиниць. З них організовані джерела викидів - 567 од., організовані – 796 од.

(рис. 5.5).

Рис. 5.5. Загальна кількість джерел викидів забруднюючих речовин (одиниць)

234

- викиди забруднюючих речовин в атмосферне повітря вугільними

підприємствами складають 240861,7 т/рік. (рис. 5.6).

Рис. 5.6. Викиди забруднюючих речовин в атмосферне повітря (т/рік)

Технологічні процеси видобутку, збагачення та використання, зокрема,

спалювання вугілля, супроводжуються утворенням і виділенням значної

кількості пилу і шкідливих газів. Це призводить не тільки до локального

забруднення атмосфери, але і до таких глобальних негативних процесів, як

парниковий ефект, порушення озонового шару, закислення атмосферних

опадів тощо.

Закриття вугільних шахт в Україні супроводжується некерованим

затопленням гірничих виробок, просіданням земної поверхні в межах гірничих

відводів, підтопленням територій в результаті виходу великої кількості

шахтних вод на поверхню та скиданням у гідрографічну мережу

високомінералізованих шахтних вод, викидами в атмосферу шахтних газів та

продуктів горіння териконів, що призводить до погіршення екологічної та

санітарно-гігієнічної ситуації в вуглевидобувних регіонах.

235

Також, екологічну небезпеку становлять розташовані на територіях

підприємств хвостосховища, золо- та шламонакопичувачі, відстійники рідких

промислових відходів, місця зберігання промислових відходів таких, як

шлакові відвали, терикони, склади готової сировини тощо.

Слід зазначити, що вугілля в Україні видобувається у Донецькому,

Львівсько-Волинському кам’яновугільних та Дніпровському буро-вугільному

басейнах. Кожна третя шахта експлуатується понад 50 років, а гірничі роботи

ведуться на глибинах від сотень до 1400 метрів.

Загальна площа вугільних басейнів становить 18 тис. км2, в тому числі у

Донбасі 15 тис. км2. Площа гірничих виробок досягає 13 тис. км2 , з них у Донбасі

11,5 тис. км2. Об’єм гірничих виробок становить 15,5 км3 .

Всі вугільні басейни знаходяться на тому етапі розвитку, коли обсяги

видобутку вугілля зменшуються, значна кількість шахт припиняє розробку запасів

вугілля, а згодом ці шахти ліквідуються. Зазначені обставини призвели до суттєвої

зміни в межах басейнів більш-менш усталених природно-техногенних умов, які

сформувались в результаті впливу на природні компоненти розробки вугільних

родовищ.

Станом на 01.01.2017 року у сфері управління вугільної галузі

нараховується 62 вугільних підприємства: 56 – шахт, в т. ч. 6 – в стані

ліквідації; 4 – збагачувальні фабрики; 2 - водовідливних комплекси, що

сконцентровані на порівняно невеликій території Донбасу (підконтрольні

території Донецької та Луганської області), Дніпропетровської, Львівської та

Волинської областей.

Причини забруднення приземного шару атмосфери:

викиди отруйних речовин промисловими підприємствами (міста

Маріуполь і Горлівка Донецької області – своєрідні «рекордсмени» України за

вмістом забруднених речовин у повітрі: формальдегід, діоксид азоту, фенол,

бенз(а)пірен, фтороводень, оксид вуглецю, завислі речовини);

викиди парникових газів та викиди твердих часточок (сажа) із

димарів;

236

випаровування летких отруйних речовин із відстійників;

пилове забруднення (здування отруйних речовин із золо-, шлако- і

шламовідвалів, териконів);

забруднення атмосферного повітря викидами від стаціонарних та

пересувних джерел (золою від ТЕЦ, формальдегідами, діоксидом азоту та ін.)

на тлі падіння обсягів промислового виробництва;

катастрофічна ситуація із загазованістю міст, де технологічне

обладнання не оновлювалося протягом тривалого періоду (кількість

обладнання з терміном експлуатації 40 років і більше перевищує 70 %);

забруднення повітря внаслідок діяльності підприємств

нафтогазового комплексу та під час спалювання газу у факелах;

транскордонне перенесення забруднювальних речовин повітрям у

прикордонних областях (практично неконтрольований процес через

відсутність достатньої кількості мобільних і стаціонарних пунктів

спостереження).

Причини забруднення водних об’єктів:

скидання солоних вод шахтного водовідливу (до 3–5 мг/л);

транскордонне забруднення водних артерій, порушення

гідрологічного й гідрохімічного режимів малих річок внаслідок надходження

неочищених шахтних вод;

забруднення підземних водоносних горизонтів шахтними водами,;

забруднення водних об’єктів зворотними водами підприємств

(промислові підприємства, шахти, очисні споруди житлово-комунального

комплексу);

порушення гідрологічного й гідрохімічного режимів малих річок

унаслідок зарегульованості ГЕС, надходження неочищених зливових (талих)

вод, захаращення берегів і водного дзеркала річок сміттям, господарсько-

побутовими відходами, самовільного будівництва в межах прибережних

захисних смуг, розорювання земельних ділянок у межах водоохоронних зон і

прибережних захисних смуг;

237

підтоплення споруд ПНО ґрунтовими водами;

катастрофічні втрати води з мереж централізованого

водопостачання, що сягають 60–70 % (використання очищених зворотних вод

становить лише 10–20 %).

Причини забруднення ґрунтів:

екологічне забруднення ґрунтів відходами І–ІІІ класів небезпеки й

токсичними промисловими відходами;

поширення екзогенних геологічних процесів унаслідок

незбалансованості шахтної діяльності, ураженість великих площ підземними

виробками, активізація процесу зсування та карстоутворення над шахтними

полями;

виділення значних земельних площ під шахтні терикони, мулові

поля, відстійники промислових відходів, шламонакопичувачі (для відходів

вуглепереробної промисловості);

відсутність заходів із рекультивації земель у вуглевидобувних

регіонах;

накопичення породних відвалів вугільних шахт і збагачувальних

фабрик, що призводить до самозаймання.

Основна частина виробництва на сході України припадає на

вуглевидобувну, коксохімічну та хімічну промисловість, металургію та інші

екологічно небезпечні галузі промисловості.

До найбільш екологічно небезпечних виробництв відносяться

коксохімічні та металургійні заводи, електростанції і підприємства хімічної

галузі.

У порівнянні з іншими регіонами України Донецька та Луганська

області характеризується високими значеннями як питомих так і абсолютних

показників утворення й нагромадження відходів. Енергетично-сировинна

спеціалізація економіки регіону, висока питома вага ресурсо- і енергоємних

технологій разом із застарілою технологічною базою визначали й

продовжують визначати високі показники щорічного утворення й

238

нагромадження відходів. Динаміка утворення відходів в Україні та в

Донецькій та Луганській областях наведена в таблиці 5.1.

Таблиця 5.1

Динаміка утворення відходів в Україні та в Донецькій та Луганській областях,

тис. т та у %.

2010 2012 2013 2014* 2015*

Україна 425914,2 450726,8 448117,6 355000,4 312267,6

Донецька область 56544,4 56650,7 53295,2 17982,4 16877,5

У відсотках, % 13,27 12,57 11,9 5,1 5,4

Луганська область 16107,5 16706,2 17838,6 3536,9 2548,4

У відсотках, % 3,4 3,7 3,98 1,0 0,8

Складено за даними Державної служби статистики України

*/ без урахування відходів, що утворюються в частині зони проведення

антитерористичної операції у Донецькій та Луганській областях

Як видно з показників, наведених в табл. 5.1, Донецька область посідає

чільне місце в структурі утворення відходів в Україні. У порівнянні з іншими

регіонами України Донецька область є одним із лідерів за обсягами утворення

відходів. Однією з найбільш гострих господарських і природоохоронних

проблем залишається проблема твердих побутових відходів (ТПВ). Вони в

основному захоронюються на сміттєзвалищах і полігонах, багато з яких

перевантажені і не відповідають вимогам екологічної безпеки. У приватному

секторі, через відсутність належної системи збирання ТПВ, щорічно

утворюються тисячі дрібних стихійних звалищ, які не піддаються

достовірному обліку. Обсяг утилізації відходів в загальному по Україні

коливається в межах 30 % від загальної кількості утворених відходів, в

Донецькій області близько 16 %, а в Луганській ще менше.

239

5.2 Розробка напрямів та засобів зниження негативного впливу на

екологічну безпеку урбоекосистем в умовах бойових дій, екоінформаційна

матриця для територій навколо вугільних шахт

Результати досліджень показують, що через бойові дії в НПС потрапляє

значна кількість залишків і продуктів впливу боєприпасів, руйнування

цивільної та військової техніки та інфраструктури та інших видів продуктів

впливу збройних сил (наприклад, пересування важкої техніки). Багато

забруднюючих речовин, що потрапляють в довкілля можуть залишатися в

ньому протягом тривалого часу, мобільні, переміщаються по ланцюгах

харчування біологічних організмів і становлять безпосередню загрозу для

населення через токсичність, канцерогенність і мутагенність.

На основі проведеного вище аналізу головними чинниками

антропогенного впливу є:

екологічне забруднення ґрунтів відходами І–ІІІ класів небезпеки й

токсичними промисловими відходами;

поширення екзогенних геологічних процесів внаслідок

незбалансованості шахтної діяльності, ураженість великих площ підземними

виробками, активізація процесу зсування гірських порід, карстоутворення;

накопичення породних відвалів вугільних шахт і збагачувальних

фабрик, що призводить до самозаймання;

забруднення ґрунтів радіоактивними відходами при ліквідації

накопичувачів (хвостосховищ) відходів виробництв із підвищеними рівнями

радіоактивності;

виділення значних земельних площ під відстійники промислових

відходів (шламонакопичувачі) вуглевидобувної та переробної промисловості);

Узагальнена принципова схема чинників негативного впливу на стан

НПС представлена на рис. 5.7.

Дія чинників техногенного навантаження (ТН) вугільних шахт веде до

забруднення складових геосфер урбоекосистем навколо вугільних шахт

(УЕС). Під забрудненням УЕС слід розуміти зміну властивостей її складових

240

геосфер (хімічних, механічних, фізичних, біологічних і пов'язаних з ними

інформаційних), що відбувається внаслідок дії чинників ТН, які спричиняють

погіршення функцій екосистеми стосовно живих об'єктів біосфери (людей,

біологічних організмів, біоценозів тощо).

По

ру

шен

ня

гр

унто

вого

по

кри

ву

Ме

хан

ічн

ий

вп

ли

в

На

ко

пи

чен

ня

по

ро

дн

их

ві

два

лів

По

ши

рен

ня

екзо

ген

ни

х п

ри

ро

дн

их

пр

оц

есів

Дег

уміф

ікац

ія

Заб

ру

дн

енн

я м

етал

еви

ми

ві

дхо

дам

и

Потік техногенного навантаження від

вугільних шахт

Заб

руд

нен

ня

по

вітр

я

Хім

ічн

ий

вп

ли

в

Заб

ру

дн

ен

ня

по

ве

рх

не

ви

х в

од

Заб

ру

дн

енн

я г

ру

нто

ви

х в

од

Заб

руд

нен

ня

грун

ту

Те

пл

ове

за

бр

уд

не

нн

я

Фіз

ичн

ий

вп

ли

вА

кус

тич

не

заб

ру

дн

енн

я

Віб

рац

ійн

е за

бр

удн

енн

я

Типи впливу

Чинники впливу

Депонування і транзит в

абіотичному середовищі

Атмосферне повітря

Грунт Грунтові води Поверхневі води

Реципієнти (об'єкти впливу)

Фітоценоз Зооценоз Мікоценоз МікробоценозЛюдина

Результат впливу (реакція

екосистеми)

Зміна структури екосистеми

Порушення зв'язків в екосистемі

Збіднення біорізноманіття

FTНTН

321 F,F,F

)f,...,f,...,f(

)f,...,f,...,f(

)f,...,f,...,f(

Kk

Mk

Nk

3331

2221

1111

Інд

ика

тор

и в

пл

иву

вуг

ільн

их

шах

тІн

ди

като

ри

ста

ну

аб

іоти

чн

ого

се

ре

до

ви

ща

е

ко

сис

тем

и

Деп

он

уван

ня

в ек

оси

стем

і (І

нди

като

ри

від

гук

у )

Рис. 5.7. Принципова схема формування дерева чиників техногенного

навантаження внаслідок негативного впливу від закриття вугільних шахт на

стан НПС

241

Джерело забруднення УЕС (джерело чинників техногенного

навантаження) − це вугільна шахта або її складові (функціональний елемент

УЕС за термінологією функціонального зонування), від яких забруднення

надходить у складові геосфери (атмосфера, літосфера, гідросфера, біосфера).

Існуючий досвід щодо питання класифікації джерел техногенного

навантаження було розглянуто у монографії [253] приділено значну увагу. При

цьому класифікаційними ознаками забруднень є ситуації їх виникнення,

характер джерел забруднення і регулярність функціонування. У тезах доповіді

[254] наведено прийняту у міжнародному співтоваристві класифікацію

антропогенних впливів за Гржимеком. У монографії [255] наведено

характеристику основних видів забруднення навколишнього середовища,

серед яких виокремлюються механічне, хімічне, фізичне, біологічне та

інформаційне. У статті [256] на основі системного підходу узагальнено

фактори ТН, які можуть бути використані при розробці системної класифікації

джерел і чинників ТН.

Порівняльний аналіз існуючих класифікацій ТН та узагальнення досвіду

в цій галузі прикладної екології дозволяють сформувати наступні

класифікаційні ознаки ТН: характер походження; природа походження; сфера

поширення; масштаби поширення; тип джерела; режим функціонування

джерела. Відповідно до цього пропонується наступна класифікація джерел

забруднення УЕС, що наведена в таблиці 5.2. та характеристика

вимірювальних шкал (таб. 5.3)

Ці об'єкти мають значну специфіку в залежності від їхньої

приналежності до видів шахт. Вони є безпосередніми джерелами впливу

чинників ТН вугільних шахт на екологічні процеси, явища чи стан УЕС .

Вугільні шахти можуть спричинити наступні порушення екологічного

стану:

активізацію екзогенних геологічних процесів (зсуви, просідання

земної поверхні, провали, підтоплення, ерозію схилів);

242

забруднення приземного шару повітря, поверхневих і підземних

вод;

зміну мікроклімату;

порушення циклу біологічного круговороту речовин;

руйнування критичної інфраструктури;

корінну зміну стану природних комплексів.

Таблиця 5.2

Класифікація джерел забруднення УЕС навколо вугільних шахт

1. Характер походження забруднення

Безпосереднє Вторинне Ланцюжкове Фактороформуюче

2. Природа походження чинників впливу забруднення

Механічне Хімічне Фізичне Біологічне Інформаційне

3. Сфера поширення забруднення

Атмосферне повітря Ґрунти Ґрунтові води Поверхневі води

4. Масштаб поширення забруднення

Глобальне Регіональне Місцеве Локальне

5. Тип джерел забруднення:

Точкові Площинні Одиночні Групові Організовані Неорганізовані

6. Режим функціонування джерел забруднення:

Рухомі Нерухомі Постійно

діючі

Періодично

діючі

Разові Штатні Аварійні

Масштаби й характер впливу закриття вугільних шахт на природне

середовище залежать від геологічної будови території й характерних

геоморфологічних процесів та природно-кліматичних умов, що впливають як

на ступінь забруднення природного середовища, так і на можливості

самоочищення та самовідновлення.

Розробка напрямів та засобів зниження негативного впливу на

екологічну безпеку урбоекосистем потребує розробки екоінформаційної

матриці для територій навколо вугільних шахт.

У повній інформаційній матриці класу вугільної шахти (ВШ) для

кожного техногенного чинника відомо, яку кількість інформації про

приналежність до даного класу він містить.

243

Таблиця 5.3

Характеристика вимірювальних шкал [257]

Тип шкали Характеристики Порівнюваність

Номінальна

Об'єкти класифіковані, класам привласнені словесні найменування

чи умовні номери – коди. Те, що номер одного класу більший чи

менший іншого, ще нічого не говорить про властивості об'єктів, що

відносяться до цих класів, за винятком того, що вони

розрізняються

Не

забезпечується

Порядкова

Об'єкти класифіковані, а класи позначені номерами (закодовані).

Значення чисел, що привласнюються класам, якісно відбивають

ступінь виразності визначених властивостей предметів, що

належать цим класам, тобто великим значенням кодів класів

відповідає і великий ступінь виразності вимірюваної властивості,

на підставі чого класи можна ранжувати

Частково

забезпечується

Інтервальна

Існує одиниця виміру, за допомогою якої класи можна не тільки

упорядкувати, але і приписати їм числа таким чином, щоб рівні

різниці чисел, привласнених класам, відбивали рівні розходження в

кількостях вимірюваних властивостей. Нульова точка інтервальної

шкали довільна (умовна) і не вказує на відсутність властивості

Забезпечується

Відносин

Числа, привласнені класам, мають усі властивості інтервальної

шкали, але, крім цього, на шкалі існує абсолютний нуль чи

абсолютний максимум, що відповідає повній відсутності

вимірюваної властивості чи максимально можливій його

присутності. Відносини чисел, привласнені класам чи об'єктам при

вимірі, відбивають кількісні відносини вимірюваної властивості

Цілком

забезпечується

Ця кількість інформації не може перевищувати деякої максимальної

величини, обумовленої кількістю класів розпізнавання (міра Хартлі) [258]:

WI 2max log , (5.1)

де W – кількість класів розпізнавання.

Отже, для повної інформаційної моделі ТН ВШ чи її функціональної

підзони порівнюваність індивідуальних кількостей інформації також

забезпечується, тому що для них застосовується шкала відносин.

У спрощеній інформаційній матриці варіант відстані Хеммінга [258,

259], у якому враховуються тільки збіги існуючих ознак для кодових слів

вугільної шахти і класу, дорівнює:

244

n

j

j

i

j

i LFH1 (5.2)

де: i

jF– кодове слово – профіль спрощеної матриці техногенних

чинників впливу j -го класу −

;,0

,,1

немаєфакторуякщо

єфакторякщоF i

j

jL – кодове слово − профіль спрощеної матриці техногенних чинників

впливу j -го ВО −

.,0

,,1

немаєфакторуякщо

єфакторякщоL j

.

Нехай довжина кодового слова (кількість техногенних чинників)

дорівнює n . Довжини кодових слів вугільної шахти і класів однакові. Ознаки

можуть приймати значення 1,0 . Тоді за цих умов із формули (5.2) випливає

nH i 0 . (5.3)

Це означає повну порівнюваність міри подібності для спрощеної

інформаційної матриці однієї ВШ чи її функціональних підзон і багатьох

класів ВШ, що слідує з визначення шкали відносин.

У повній інформаційній матриці міра подібності ВШ з класом має

вигляд:

LLFFn

I j

n

j

ii

j

LI

i

1

1

, (5.4)

де

n

j

i

j

i

Fn

F1

1

– середнє значення для кодового слова за профілем класу

ВШ;

n

j

jLn

L1

1

– середнє значення для кодового слова за профілем

розпізнаваної ВШ;

n

j

ii

jI FFn 1

2

1

1

– середньоквадратичне відхилення показника

матриці інформативності за профілем класу ВШ;

245

n

j

jL LLn 1

2

1

1

– середньоквадратичне відхилення показника

матриці інформативності за профілем розпізнаваної ВШ.

Вочевидь, величина iI нормована:

10 iI , (5.5)

що і доводить можливість застосування шкали відносин і повну

порівнюваність міри подібності для повної інформаційної матриці одної ВШ і

багатьох класів.

Це значить, що можна порівнювати міри подібності даної ВШ з кожним

із класів і ранжувати класи в порядку зменшення подібності з даною ВШ.

Вочевидь, величина iI , розрахована за формулою (5.4) для різних ВШ і

класів ВШ, нормована згідно формули (5.5), що і дозволяє застосувати шкалу

відносин і повну порівнюваність мір подібності для повної інформаційної

матриці багатьох ВШ і багатьох їх класів.

Аналогічні міркування будуть правильні і для порівняння профілів

класів ВШ між собою, що дозволяє для проведення класифікації ВШ за

факторами ТН застосувати моделі кластерного аналізу.

Для обґрунтування адитивності інтегрального критерію розглянуто

інформаційні матриці розпізнаваного об’єкту і класів розпізнавання ВШ. Ці

матриці є спрощеними, але досить адекватними для вирішення питання щодо

адитивності міри подібності ВШ та їх класів.

Інформаційна матриця розпізнаваної ВШ є бітовим словом, кожен

розряд якого відповідає визначеному техногенному чиннику впливу. Якщо

чинник діє на НПС, то відповідний розряд має значення 1, якщо ні – то 0.

Бітове слово зі встановленими в 1 розрядами, що відповідають техногенним

чинникам розпізнаваної ВШ, називається її кодовим словом.

Спрощена інформаційна модель класу розпізнавання є бітове слово,

кожен розряд якого відповідає визначеному чиннику. Відповідність між

246

бітовими розрядами й чинниками для класів та ж сама, що і для розпізнаваних

ВШ. Якщо чинник є в класі, то відповідний розряд має значення 1, якщо немає

– то 0. Бітове слово з встановленими в 1 розрядами, що відповідають чинникам

класу, називається його кодовим словом.

Така модель класу розпізнавання є спрощеною, тому що в ній прийнято,

що всі чинники мають однакову вагу рівну 1, якщо вони є в класі, і 0, якщо їх

немає, тоді як у повній інформаційній матриці класу для кожного чинника

відомо яку кількість інформації про приналежність до цього класу він містить.

Ця кількість інформації не може перевищувати деякої максимальної величини,

обумовленої кількістю класів розпізнавання (міра Хартлі) [258]

NI 2max log , (5.6)

де N – кількість класів.

Таким чином, у спрощеній інформаційній матриці різні класи

розпізнавання відрізняються один від одного тільки наборами техногенних

чинників, які їм відповідають, що обумовлює варіабельність екологічних

оцінок.

Розпізнавання полягає в тому, що за кодовим словом ВШ визначається

найбільш близьке йому у визначеному змісті кодове слово класу ВШ. При

цьому природною і найбільш простою мірою подібності між розпізнаваною

ВШ і класом ВШ є відстань Хеммінга між їхніми кодовими словами (5.6),

тобто кількість розрядів, якими вони відрізняються один від одного.

Питання про адитивність кількості інформації в інтегральному

інформаційному критерії. Існує всього два варіанти формування інтегрального

критерію з часткових критеріїв [260, 261] − адитивний і мультиплікативний.

Нехай кодове слово об'єкта складається з N розрядів. Тоді додавання ще

одного розряду, що відображає наявний (1) чи відсутній (0) техногенний

чинник, призведе до різних результатів у випадках, коли інтегральний

критерій є адитивна і мультиплікативна функція індивідуальних кількостей

інформації в техногенних чинниках впливу на НПС.

247

Приклади адитивної і мультиплікативної функцій наведено з

врахуванням того, що 0f(0) 1,f(1) f(n),I .

Адитивна функція має такий вигляд

)(...)()(),...,,( 2121 NN nfnfnfnnnfI (5.7)

Мультиплікативна функція

)(...)()(),...,,( 2121 NN nfnfnfnnnfI (5.8)

За умови присутності двох чинників 1)( 1 nf і 1)( 2 nf згідно (5.7) і (5.8)

відповідно маємо:

адитивний критерій − 211),( 21 nnfI ;

мультиплікативний критерій − 111),( 21 nnfI .

За умови відсутності одного з двох чинників 1)( 1 nf і 0)( 2 nf згідно

(5.7) і (5.8) відповідно маємо

адитивний критерій − 101),( 21 nnfI ;

мультиплікативний критерій − 001),( 21 nnfI .

Отже, якщо функція адитивна – додавання ще одного розряду збільшить

кількість інформації в кодовому слові на 1 біт, якщо відповідна ознака є, та не

змінить цієї кількості, якщо її немає; якщо ж функція мультиплікативна, – то

це не змінить кількості інформації в кодовому слові, якщо відповідна ознака є,

та зробить її рівною нулю, якщо її немає. Адитивний варіант критерію цілком

відповідає класичним уявленням про природу інформації, вперше

обґрунтованим Хартлі в 1928 році, підтвердженими Шенноном у 1948 році, і

в подальшому ніколи не піддавався сумніву [258].

ВШ повинні забезпечувати виконання завдань добування вугілля. Для

кожної типової ВШ можна скласти інформаційну матрицю ТН . Відповідно до

призначення ВШ можна виділити ділянки місцевості, що мають різну ступінь

ТН. На рис. 5.7 на прикладі типової ВШ наведена схема розподілу зон ТН.

248

Для кількісного визначення ТН потрібна інформація про перелік систем

і технологічного обладнання, які застосовуються на ВШ, і розташування

відповідних функціональних підзон.

Для формалізації сприйняття узагальненої інформації про ТН, що

представлено вигляді екоінформаційної матриці для визначеної ВШ, в якій

рядками представлені типові підзони ВШ, а стовпцями – фактори ТН:

nj

mmnmjm

iiniji

nj

nj

MMM

Kfff

Kfff

Kfff

fff

F

......

......

..................

......

..................

......

......

1

1

1

11111

1

, (5.9)

де:

присутнійфактор

відсутнійфакторfij

1

0

, mjni ,1,,1 − інформаційна ознака

наявності чинника ТН; miKi ,1, − узагальнена інформаційна оцінка

функціональної зони чи підзони території ВШ за чинниками ТН; ,jM −

диференційна могутність чинника ТН для ВШ.

5.3 Розробка екологічного портрету на основі екоінформаційної

матриці

Досить часто в прикладній математичній екології при визначенні

ступеню екологічної небезпеки від техногенних навантажень різного

походження виникає наукова задача класифікації об’єктів певного регіону для

подальшої оцінки екологічного ризику і ранжування об’єктів за відповідною

шкалою [266]. Вирішення цієї задачі дає особі, що приймає рішення,

можливість обґрунтування черговості, повноти і складу заходів для

зменшення загрози перевищення допустимих рівнів техногенного

навантаження на довкілля в природно-техногенних геосистемах.

249

Задача класифікації потенційно небезпечних техногенних об’єктів

стоїть і для їх ранжування за ступенем небезпеки і визначення черговості

виконання реабілітаційних заходів на територіях, де були вугільні шахти.

Аналогічну задачу необхідно вирішувати для забезпечення вирішення

комплексу задач екологічного моніторингу і менеджменту.

На сьогоднішній день задачі класифікації і ранжування потенційно

небезпечних об’єктів техносфери визначені у таких нормативних документах:

Державному класифікаторі надзвичайних ситуацій та законі України “Про

об'єкти підвищеної небезпеки” [267]. Ця проблема неодноразово

висвітлювалась вітчизняними науковцями при проведенні досліджень в галузі

техногенної і екологічної безпеки [266, 268, 269]. Однак підходи до

класифікації потенційно небезпечних техногенних об’єктів за чинниками

техногенного навантаження в цих публікаціях не висвітлювались.

Метою вирішення задачі класифікації є виділення шахт, що

розрізняються за техногенними чинниками впливу на НПС у класах шахт. При

цьому слід мати на увазі, що спрощені екоінформаційні матриці відображають

техногенні чинники і є екологічним портретом вугільних шахт.

Кластерний аналіз містить у собі набір різних алгоритмів класифікації.

Він допомагає вирішити загальне питання, як організувати дані в явні

структури, тобто розгорнуті таксономії. Фактично, кластерний аналіз є не

стільки звичайним статистичним методом, скільки "набором" різних

алгоритмів “розподілу об'єктів за кластерами”.

У загальному випадку класифікація є способом виділення підмножин

ВШ, які належать до одного класу об’єктів та більш подібні між собою, ніж

об'єкти, які належать до інших класів. Класифікації потрібні настільки,

наскільки вони дозволяють замінити множину елементів ВШ, кожний з яких у

якомусь ступені відрізняється від будь-якого іншого узагальненим класом, що

містить деякі узагальнені значення щодо чинників ТН. Якщо який-небудь

клас, що поєднує множину ВШ, стійкий у часі і просторі, то він звичайно

одержує власне ім'я і стає образом множини його часткових проявів.

250

Таким чином, у результаті класифікації вихідна розмаїтість ВШ

зменшується при мінімальній втраті змістовної інформації. Ідеальною є

класифікація, при якій за деяким кінцевим набором техногенних чинників

будь-яка ВШ може бути однозначно віднесена конкретно до одного класу.

Формально це можливо, якщо множина ВШ строго дискретна.

Якщо множини ВШ строго безперервні, тобто для якого-небудь

елементу в околиці будь-якого радіуса завжди знайдеться елемент, що

належить тій же множині, то їхня однозначна класифікація неможлива. Класи

в такому варіанті можуть виділяти деякі найбільш ймовірні сполучення

значень ознак, але при цьому завжди будуть існувати перехідні ситуації.

Формально, максимальне число класів, які можна виділити на множині,

прямо пов'язане з його ентропією чи розмаїтістю і дорівнює H2 . Це

представлення дуже близьке до поняття числа ступенів свободи у статистиці,

що пов'язується з обсягом вибірки N :

1N log df 2 (5.10)

Число ступенів свободи визначає максимальну розмаїтість, яку може

містити обмежена вибірка. Таким чином, число статистично обґрунтованих

класів ВШ не може бути більшим за число ступенів свободи.

Очевидно, корисно розрізняти генетичні та фізіономічні класифікації.

Перші будуються на основі порівняння “подібності – розходження” фізично

зрозумілих техногенних чинників, що визначають розмаїтість станів ТН , другі

– на основі “подібності – розходження” яких-небудь вимірних техногенних

чинників, що спостерігаються. Якщо ці ознаки дійсно визначають важливі

функціональні властивості об'єкта класифікації, то фізіономічна класифікація

неминуче в тому чи іншому ступені буде відображати не тільки фізіономічну

подібність, але і спорідненість. Однак збіг генетичної і фізіономічної

класифікації в загальному випадку не обов'язковий.

251

У переважній більшості випадків ВШ як елементи ПТГС можуть

поділятися на класи різними способами. Вибір способу часто визначається

практичними вимогами, що пред’являються до класифікації. Приймаючи

неминучість множинності класифікацій, необхідно звернути увагу на

необхідність максимально чіткого обґрунтування і пояснення правил

класифікації, що застосовуються до множини ВШ. Тільки на цій основі можна

забезпечити їхню відтворюваність і порівнюваність.

В остаточному підсумку, в основі будь-якої класифікації так чи інакше

закладені метрика і спосіб групування конкретних об'єктів класифікації.

Метрика визначає спосіб виміру “подібності – розходження” порівнюваних

об'єктів. Спосіб групування визначає правила, за якими класифіковані об'єкти

об'єднуються в групи подібних чи класи. Після того як визначена основна

схема оцінки відстані між класифікованими об'єктами, природно перейти до

розгляду методів класифікації.

Ми ставимо за мету класифікувати ВШ за техногенними чинниками їх

впливу на навколишнє природне середовище, щоб змістовно описати

розходження між ними. Для вирішення цієї задачі одними із найприйнятніших

алгоритмів є деревоподібна кластеризація та метод K середніх [270, 271].

Деревоподібна кластеризація. Метою деревоподібної кластеризації є

об'єднання ВШ у досить великі кластери, використовуючи деяку міру

подібності чи відстані між інформаційними характеристиками ТН. Типовим

результатом такої кластеризації є ієрархічне дерево.

Коли дані мають просту "структуру" у термінах кластерів НО, подібних

між собою, тоді ця структура, швидше за все, повинна бути відображена в

ієрархічному дереві різними областями. У результаті успішного аналізу

методом групування з'являється можливість знайти кластери (області) та

інтерпретувати їх.

Метод деревоподібної кластеризації використовує при формуванні

кластерів відстані між чинниками спрощеної екоінформаційної матриці ВШ.

252

Ці відстані можуть визначатися в одномірному чи багатомірному просторі

чинників техногенного навантаження, які виступають змінними ознаками ВШ.

При проведенні деревоподібної кластеризації в статистичному пакеті

“Statistica v.6.0” однією із задач був вибір метрики для обчислення відстаней

між об’єктами.

Вибір метрик для простору екологічних станів інформаційних

портретів вугільних шахт.

Для оцінки розходження чи обчислення відстані між класами ВШ щодо

техногенних чинників-ознак застосовують цілий ряд метрик:

1. відстань Мінковського

rm

i

p

ii yxyxR

1

1

)(),(

, (5.11)

де: ),( yxR – відстань між точками x і y ; x і y - змінні, що описують

множину від 1 до m ; p – ступінь різниці від 1 до k ; r – ступінь кореня із сум

різниць у ступені p пар порівнюваних змінних від 1 до k . Зазвичай k не

перевищує 3 . Параметр p відповідає за поступове зважування різниць за

окремими координатами (в нашому випадку – факторами ТН ), параметр r

відповідає за прогресивне зважування великих відстаней між об'єктами. Якщо

обидва параметри r і p дорівнюють 2, то ця відстань збігається з метрикою -

відстань Евкліда.

2. Евклідова відстань:

21

1

2)(),(

m

i

ii yxyxR

(5.12)

3. Квадрат евклідової відстані:

m

i

ii yxyxR1

2)(),(

(5.13)

4. Відстань Манхетен–сіті:

m

i

ii yxyxR1

),(

(5.14)

253

5. Кореляція Пірсона:

, r-1 y)R(x, xy (5.15)

де xyr – кореляції між двома ВШ за станами i – чинників ТН .

У залежності від співвідношень r і p метрики відображають простори

різної кривизни щодо лінійного простору Евкліда. При застосуванні відстані

Манхетен-сіті віддалені точки виявляються ближче, ніж у метриці Евкліда.

Навпаки, у просторі квадратичної чи кубічної метрики Евкліда, коли 2p і

3p відповідно, а 1r , віддалені точки виявляються далі, ніж у звичайній

метриці Евкліда. Звідси випливає просте правило застосування цих метрик:

якщо розподіл значень змінних близький до нормального, то це

оптимальна метрика Евкліда;

якщо розподіл значень змінних має дуже великий ексцес, то варто

застосовувати відстань Манхетен-сіті, а в межі при дуже великому

позитивному ексцесі відстань з 1p , при 1 r ;

якщо розподіл даних має дуже великий негативний ексцес і тим більше

близький до рівномірного, то оптимальною є відстань Мінковського з 1p і

1 r .

Зміст використання метрик досить простий. Якщо розподіли змінних

зосереджені у вузькій області, то нечасті екстремальні значення будуть

входити в оцінку відстані з дуже великою вагою, і на самому верхньому рівні

класифікації будуть виділятися класи з дуже невеликим числом елементів

(об'єктів), які протиставляються всій основній множині елементів. Якщо в

задачу класифікації входить виділення на першому її рівні щодо рідких типів

об'єктів, то така метрика цілком прийнятна. Якщо ж бажано одержати в

класифікації відображення в першу чергу класів, що включають у себе в

середньому найбільш типові об'єкти, то необхідно використовувати метрику

Манхетен-сіті, що знижує вагу в класифікації екстремальних станів.

Можна сформулювати задачу інакше. Якщо ми хочемо в загальному

випадку відобразити класи з екстремальними ВШ, то необхідно викривляти

254

простір таким чином, щоб стани з екстремальними значеннями техногенних

чинників − змінних мали непропорційно велику вагу щодо ВШ із середніми

значеннями.

Другий тип метрики в загальному випадку будується на основі мір

подібності типу кореляції. При цьому в лінійному випадку застосовується

метрика, що будується на кореляції Пірсона (звичайній кореляції, що

використовується для нормальних розподілів).

На основі проведеного аналізу та особистого досвіду проведення

деревоподібної кластеризації з різними варіантами метрик відстаней в

статистичному пакеті “Statistica v.6.0” найбільш прийнятні та об’єктивні

результати при проведенні деревоподібної кластеризації дав вибір в якості

метрики міри подібності типу кореляції Пірсона.

Правила групування кластерів екоінформаційних портретів

вугільних шахт

При проведенні деревоподібної кластеризації на першому кроці, коли

кожен об'єкт є окремим кластером, відстані між цими об'єктами визначаються

обраною метрикою. Однак коли пов'язуються разом кілька об'єктів, виникає

питання, як варто визначати відстані між кластерами?

Для цього розроблено ряд методів [270 - 272], які застосовують в

ієрархічній кластеризації.

У методі одиночного зв'язку (метод найближчого сусіда) відстань між

двома кластерами визначається відстанню між двома найбільш близькими

об'єктами (найближчими сусідами) у різних кластерах. Алгоритм цього

методу будує “волокнисті” кластери, тобто кластери, “зчеплені разом” тільки

окремими елементами. Цей алгоритм повинен нанизувати об'єкти разом для

формування кластерів, і результуючі кластери мають тенденцію бути

представленими довгими “ланцюжками”. У методі повного зв'язку відстані

між кластерами визначаються найбільшою відстанню між будь-якими двома

об'єктами в різних кластерах (тобто “найбільш віддаленими сусідами”).

255

У методі незваженого попарного середнього відстань між двома різними

кластерами обчислюється як середня відстань між усіма парами об'єктів, що

входять до них. Іноді цей метод ще називають методом незваженого попарного

середнього арифметичного. Метод зваженого попарного середнього

ідентичний методу незваженого попарного середнього, за винятком того, що

при обчисленнях розмір відповідних кластерів (тобто число об'єктів, що

містяться в них) використовується як ваговий коефіцієнт.

У незваженому центроїдному методі відстань між двома кластерами

визначається як відстань між їхніми центрами ваги. Зважений центроїдний

метод (медіана) ідентичний попередньому за винятком того, що при

обчисленнях використовуються ваги для обліку різниці між розмірами

кластерів (тобто числом об'єктів у них). Тому, якщо є (чи підозрюються) значні

відмінності в розмірах кластерів, цей метод виявляється кращим за

попередній.

Метод Варда відрізняється від всіх інших методів використанням

методів дисперсійного аналізу для оцінки відстаней між кластерами. Метод

мінімізує суму квадратів для будь-яких двох (гіпотетичних) кластерів, що

можуть бути сформовані на кожнім кроці [270, 272]. У цілому метод є дуже

ефективним, однак він прагне створювати кластери малого розміру.

Результати використання методів одиночного і повного зв’язку та

зваженого попарного і незваженого попарного середнього дають прийнятні

результати при застосуванні метрик Евклідових відстаней і їх квадратів.

Центроїдні методи та метод Варда відрізняються від вищезазначених методів

за результатами кластеризації.

При проведенні кластеризації вугільних шахт за екоінформаційними

матрицями для оцінки зв’язку між кластерами було використано метод

повного зв'язку та метод Варда.

256

5.4. Рекомендації до методології оцінки еколого-техногенних

впливів на рівень екологічної безпеки урбоекосистем навколо

вугледобувних підприємств в умовах ведення бойових дій на території

проведення операції об’єднаних сил

Згідно з законом України "Про основи національної безпеки України"

сферу національної безпеки утворює тріада її основних елементів -

"національні інтереси - загрози (небезпеки) – захист національних інтересів".

Системний аналіз природно-техногенних загроз свідчить про стрімке

зростання всього спектру небезпек для людини, суспільства та держави в

умовах ведення бойових дій на території проведення Операції об’єднаних сил.

Відповіддю з боку держави повинен бути такий же стрімкий ріст потенціалу

самозахисту та управління природно-техногенними ризиками в умовах

застосування ЗС України в найбільшому шахтарському регіоні.

Аналіз науково-методичних праць в галузі прикладної екології,

практичної нормативно-правової бази забезпечення екологічної безпеки в

гірничо-добувній галузі України, що спрямовані на науково-теоретичне

забезпечення практичного розв’язання проблем закриття вугільних шахт під

час ведення БД із навколишнім природним середовищем, підтвердив, що

існуючі на сьогоднішній день науково-методичні розробки щодо забезпечення

екологічної безпеки під час бойових дій на території техногенно-

навантажених регіонів мають загальний характер і не враховують їх

сьогоднішню специфіку.

З метою визначення ступеню впливу на довкілля та розробки пропозицій

для особи, що приймає рішення щодо екологічного управління техногенним

навантаженням, ведеться пошук і розробка науково-обґрунтованих методів

для екологічної оцінки впливу БД і закриття шахт на природне середовище

Донбасу [263].

Загальні положення методології оцінки еколого-техногенних впливів на

рівень екологічної безпеки урбоекосистем навколо вугледобувних підприємств

257

в умовах ведення бойових дій на території проведення Операції об’єднаних

сил.

Методології оцінки еколого-техногенних впливів на рівень екологічної

безпеки урбоекосистем навколо вугледобувних підприємств в умовах ведення

бойових дій на території проведення Операції об’єднаних сил (далі -

Методологія) призначена для отримання чисельних значень показників

впливу чинників природно-техногенного навантаження на стан природного

середовища в умовах ведення бойових дій на території проведення Операції

об’єднаних сил.

Метою Методології є забезпечення особи, що приймає рішення

необхідним алгоритмом послідовності дій під час оцінювання впливу

чинників природно-техногенного навантаження на рівень екологічної безпеки

урбоекосистем навколо вугледобувних підприємств в умовах ведення бойових

дій на території проведення Операції об’єднаних сил.

Сфера і межі застосування Методології. Методологію передбачено

використовувати у сфері екологічної безпеки держави під час розроблення

заходів з відновлення урбоекоситем на засадах сталого розвитку.

Об’єктом оцінювання є показники екологічного стану навколишнього

природного середовища та рівень екологічної безпеки урбоекосистем навколо

вугледобувних підприємств в умовах ведення БД на території ООС.

Під термінами, що повинні застосовуються в Методології, розуміється

таке:

чинники природно-техногенного навантаження від експлуатації та

закриття вугільних шахт на стан навколишнього природного

середовища – механічні, хімічні та фізичні чинники що приводять

до змін стану навколишнього природного середовища;

урбоекосистема (УЕС) - це поєднання в єдину систему об’єктів

вугільних шахт з їх інфраструктурою і компонентів НПС, які

знаходяться в єдиному полі масо-, енерго- й інформаційного

258

обміну, та мають здатність до саморегуляції природних процесів і

повної або часткової стабілізації природно-техногенних впливів;

екологічний індикатор - ознака, властива системі чи процесу, на

підставі якої проводиться якісна чи кількісна оцінка тенденцій

змін в урбоекосистемі (УЕС) чи оціночна класифікація стану

змінених екосистем, процесів і явищ. Під індикатором в екології

розуміють елемент інформації, який може бути складовою вектора

екологічного стану УЕС, і відповідає вимогам:

- бути характеристикою, яка використовується в інтересах

адаптивного екологічного моніторингу процесів управління станом

УЕС, і може застосовуватися для планування цього процесу в

майбутньому;

- відігравати роль показника стану УЕС чи ТН;

- описувати відхилення від рівня екологічного стану ПТГС,

прийнятого за базовий.

В Методології повинні використовуватися як основні методи:

експертних оцінок, моделювання, аналітичний та прогнозування.

Комплексне використання індексів забруднення абіотичного

середовища та екологічних індикаторів стану біотичної компоненти

екосистеми полягає в наступних способах.

Перший спосіб базується на використанні алгоритму спостерігача

вольтеррівської системи [273] для встановлення всього або окремих складових

вектору екологічного стану екосистеми з урахуванням залежності від рівня

забруднення елементів матриці системи і використанні імітаційної

прогнозуючої моделі на базі спостерігача вольтеррівської системи із

коефіцієнтами, які залежать від комплексного індикатору (індексу)

забруднення [274] середовищеутворюючих чинників урбоекосистеми (УЕС).

Різниця між алгоритмами екологічної оцінки і прогнозування полягає в тому,

що в першому випадку відбувається вимірювання рівня забруднення та

перерахунок простих індикаторів забруднення по окремих складових

259

абіотичного середовища в комплексний індекс забруднення, а в другому

випадку за відомими планами закриття шахт обраховується прогнозоване

значення комплексного індексу забруднень.

Другий спосіб полягає у встановленні залежності між чисельними

значеннями екологічних індикаторів та комплексного індексу забруднень

шляхом ідентифікації їх часових трендів (в цьому випадку час виконує

функцію параметру коливань гідрометеорологічних факторів, техногенних

навантажень і т. ін.) із наступним виключенням параметру і переходу до явної

залежності екологічного індикатору від комплексного індексу забруднень

екосистеми.

З теоретичної точки зору, за рівнем узагальнення та відповідності

терміну, комплексна обробка інформації першим способом є більш

відповідною, але на сьогоднішній день практично реалізувати в повній мірі

можна лише другий спосіб.

Структура Методології.

В цьому підрозділі необхідно розкрити систему прийомів і правил, що

складають зміст методики екологічної оцінки впливу чинників природно-

техногенного навантаження на стан природного середовища в районі впливу

вугільної шахти. Структурно-логічна схема Методології наведена на рис. 5.8.

Рекомендації щодо постановки задачі на проведення екологічної оцінки

І етап включає функціональне зонування території вугільної шахти та

аналіз природно-техногенних загроз:

- аналіз інфраструктури шахти. В цьому пункті проводиться аналіз

можливих чинників екологічного впливу техногенної

інфраструктури шахти;

- ідентифікація джерел природно-техногенного навантаження та

чинників впливу на навколишнє природне середовище. В цьому

розділі після ідентифікації джерел ТН проводиться аналіз їх

просторово-часового розподілу;

260

- аналіз місцевості в районі розташування вугільної шахти та вивчення

існуючих природних умов.

Аналіз місцевості в

районі вугільної шахти

і вивчення існуючих

природних умов

Аналіз інфраструктури

вугільних шахт

Аналіз технологічних

процесів і обладнання,

що застосовуються під

час експлуатації та

закриття вугільних шахт

Аналіз умов

поширення

техногенних впливів в

районі вугільних шахт

Розрахунок техногенного

потенціалу впливу

ОВтехнологічних процесів і

обладнання, що

застосовуються під час

експлуатації та закриття

вугільних шахт

Моделювання

розповсюдження

техногенних чинників

впливу за відповідними

середовищами на

вугільних шахтах

Відображення

інформації в ГІС

ТВБД та ВП

Система спостереження за

екологічним станом в районі

розташування вугільних шахт

І Етап

ІІ Етап

ІV Етап

ІІІ Етап

Ідентифікація джерел

природно-техногенного

навантаження та чинників

впливу на довкілля

Аналіз умов застосування

технологічних процесів і

обладнання, що

застосовуються під час

експлуатації та закриття

вугільних шахт

Розрахунок

техногенного

потенціалу впливу

вугільних шахт

Постановка задачі на

проведення екологічної оцінки

Розрахунок щільності

техногенного

навантаження

Документування даних

розрахунків в базі даних

Рис. 5.8 - Структурно-логічна схема Методології

261

В цьому пункті проводиться аналіз геохімічних і біоценотичних

параметрів ландшафтів в районі розташування вугільних шахт та вивчення

існуючих системоутворюючих чинників НПС.

ІІ етап включає визначення техногенних чинників від технологічних

процесів і обладнання та оцінку умов їх розповсюдження на вугільних шахтах:

- аналіз технологічних процесів і обладнання, які застосовуються на

вугільних шахтах. При цьому аналізі обов’язково визначають

можливі параметри ТН від технологічних процесів і обладнання, що

застосовують на вугільних шахтах;

- аналіз еколого-техногенних умов застосування технологічних

процесів і обладнання на вугільних шахтах включає оцінку

пропускної здатності ВШ;

- аналіз умов поширення чинників ТН у складових УЕС.

При розгляді проблематики екологічної оцінки впливу чинників

природно-техногенного навантаження на стан довкілля постає ряд питань, що

пов'язані з обґрунтуванням методики оцінки, які є специфічними для галузі

прикладної екології.

Проведення функціонального аналізу чинників ТН стосовно місцевості

включає: збір історичних даних; оглядове, попереднє, стандартне і детальне

обстеження місцевості.

До списку компонентів навколишнього середовища включаються:

ландшафт; екосистеми (повітряне середовище, водне середовище (поверхневі

та ґрунтові води), ґрунти, флора і фауна), акустична (шумова) обстановка.

В першу чергу, слід визначитись з джерелами природно-техногенного

навантаження і чинниками впливу ВШ на стан природного середовища.

Технологічні процеси і обладнання є первинними джерелами природно-

техногенного впливу на території ВШ при веденні добутку вугілля.

У роботах [263, 264] проведено аналіз джерел ТН та техногенні чинникі

впливу ВШ. Згідно запропонованої класифікації у якості джерел ТН

262

виділяються: рухомі неорганізовані джерела, які ще можна назвати при

детальному розгляді точковими джерелами забруднення; площинні

організовані джерела.

Стадія ідентифікації і класифікації чинників впливу ВШ на навколишнє

середовище нерозривно пов'язана з більш ранньою стадією виявлення

значимих впливів технологічних процесів і обладнання, тому що саме вони

підлягають детальному аналізу з точки зору оцінки впливу ТН на навколишнє

природне середовище.

Для оцінки і аналізу умов застосування технологічних процесів і

обладнання на ВШ його можна розділити на такі класи, що характеризуються

однорідністю техногенних факторів впливу.

Аналіз умов поширення техногенних впливів у ВШ проводиться з

урахуванням об'єктів народногосподарського комплексу, оцінкою погодно-

кліматичних умов та ландшафтної структури цих територій.

Дія чинників впливу призводить до формування зони ураження

екосистеми, яка може характеризуватись відповідними підзонами за

елементами спектру потоку природно-техногенного навантаження, а при

більш детальному розгляді - за його чинниками. Для того, щоб надати

фізичний смисл характеристиці зони ураження УЕС, її можна виразити у

відносних площах для техногенних чинників впливу:

),...,,...,(S),...,,...,,...,(Sn1 NkKi

ssssss33311111 .

При оцінці впливу ТН на НПС в процесі ведення добичі вугілля чи

закриття шахт виникає задача класифікації та комплексного зонування цієї

території на макро- і мікрорівні:

- за компонентами навколишнього середовища, на які діє ТН;

- за техногенними чинниками впливу ВШ на навколишнє природне

середовище.

ІІІ етап включає:

- розрахунок природно-техногенного потенціалу технологічних

процесів і обладнання на ВШ;

263

- розрахунок природно-техногенного потенціалу ВШ;

- моделювання поширення техногенних чинників впливу за

відповідними середовищами в районах розташування ВШ та за їх межами.

IV етап включає:

- розрахунок щільності ТН ВШ на довкілля;

- порівняння даних розрахунків з результатами спостережень;

- документування даних розрахунків в базі даних та відображення їх в

геоінформаційній системі (ГІС).

Як свідчить накопичений досвід [263, 264, 277], аналіз сукупності

джерел ТН для складових урбоекосистем доцільно проводити з урахуванням

техногенних чинників, що є визначальними при формуванні цільових функцій

для критеріїв оцінки екологічних загроз.

Запропонована Методологія може бути застосована в системах

підтримки прийняття рішень щодо забезпечення екологічної безпеки

урбоекосистем навколо вугледобувних підприємств України та при розробці

нормативних методик оцінки збитків від проведення заходів з ліквідації шахт.

Висновки до п’ятого розділу.

В п’ятому розділі дисертаційної роботи було представлено систему

управління екологічною безпекою урбоекосистем у зоні впливу вугільних

шахт в умовах бойових дій. Внаслідок впливу негативних природно-

техногенних процесів, що обумовлені збройним конфліктом в найбільшому

вугледобувному регіоні Європи, нехтуванням об'єктивними законами

розвитку та відтворення природно-ресурсного потенціалу цих територій,

відзначається катастрофічне погіршення стану довкілля, яке знаходиться на

рівні системної екологічної кризи.

1. Для проведення екологічної оцінки впливу еколого-техногенних загроз

на стан довкілля та безпеку життєдіяльності населення навколо вугільних

шахт в розділі було представлено результати моніторингу екологічних

264

чинників життєзабезпечення, які впливають на навколишнє середовище та

населення, що проживає в зоні впливу ВШ. В результаті застосування

експертних методів та методу кластерного аналізу отримано класифікацію

ВШ за рівнем техногенного навантаження в умовах збройного конфлікту на

Сході України та стихійного закриття вугільних шахт.

2. Для визначення напрямів та засобів зниження негативного впливу на

екологічну безпеку урбоекосистем в умовах бойових дій, представлено

екоінформаційну матрицю для територій навколо вугільних шахт, що

відображає техногенні чинники і є екологічним портретом вугільних шахт.

3. Використовуючи експертно-аналітичні підходи розроблено

рекомендації щодо методології оцінки еколого-техногенних впливів на рівень

екологічної безпеки урбоекосистем навколо вугледобувних підприємств в

умовах ведення бойових дій на території проведення операції об’єднаних сил.

Методологія дозволяє з використанням чотирьох етапної процедури,

оцінювання еколого-техногенних впливів провести визначення рівнів впливу

та провести функціональне зонування території ВШ в зоні впливу.

4. Проблеми антропогенного впливу та збройного конфлікту на сході

України на довкілля вимагають посилення уваги до вирішення

природоохоронних проблем на всіх рівнях організації суспільства, пошуку

новітніх підходів їхнього розв`язання.

265

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій

здобувачем на основі виявлених чинників обгрунтувано ступень відповідності

наявних та прогнозованих екологічних умов урбоекосистем навколо вугільних

шахт під час їх закриття. Запропановані шляхи забезпечення екологічної

безпеки, оцінено ризики та визначено пріоритетність реабілітаційних заходів

для вирішення оптимізаційних завдань технічного та технологічного напрямів

для поліпшення екологічної ситуації урбоекосистем.

За одержаними результати можна сформулювати наступні висновки:

1. Проведено оцінку стану об’єктів земної поверхні в період роботи

вугільних шахт і при їх закритті. В сучасних умовах змінюється напружено-

деформаційний стан гірського масиву та житлових будівель і основ, які

схильні до і впливають на екологічну безпеку урбоекосистем.

2. Для оцінки активізації зсувань підробленої товщі гірських порід і

земної поверхні вважати необхідним проведення геолого-маркшейдерського

моніторингу територій шахт, що закриваються.

3. Встановлено, що практично всі інженерні споруди та житлові будівлі,

які розташовані в межах урбоекосистем (шахтарські міста і селища),

незалежно від наявності та обсягу інженерно-конструктивних захисних

заходів, геометричної конфігурації і кількості підробок, отримали певні

ушкодження. Кількість експлуатаційно придатних житлових будівель з

розкриттям тріщин до 15 мм виявляють переважну більшість і їхня цифра

змінюється від 88 до 99%.

4. Запропоновано науково обгрунтовані правила виймання вугілля під

існючими будівлями, спорудами і природними об’єктами, які реалізують

виконання Кодексу України про надра та Гірничого Закону України. На основі

чого розроблено Галузевий стандарт України, ГСТУ 101.00159226.001-2003 -

«Правила підробки будівель, споруд і природних об’єктів при видобуванні

вугілля підземним способом».

266

5. Досліджено, що умови формування зон підтоплення підробленої

території, що враховує геомеханічні і геофільтраційні процеси та

запропонована методи прогнозування дають можливість систематизувати та

оцінити загрози та ризики екологічної небезпеки урбоекосистем під час

ліквідації вугільних шахт.

6. Проаналізовано розподіл нахилів і деформацій за всіма методами

прогнозування, що дозволило стверджувати:

- нахили за напрямками головних перетинів при горизонтальному

заляганні вугільних пласта мають 4 локальні зони максимальних значень, які

розташовуються над виробленим простором;

- при крутому заляганні зазначена замкнута зона найбільших

значень максимальних нахилів зберігається. Вона формується навколо центру

мульди зсування;

- в цілому, площі зон, які мають наймаксимальніші нахили і

горизонтальні деформації необхідно враховувати під час розрахунку оцінки

стану забудови як на полях шахт, що закриваються, так і при проектуванні

нової забудови.

7. Встановлено, що стан об’єктів довкілля (атмосфера, гідросфера,

ґрунти, біоту та ін.) можна оцінювати за 13-ма технологічними показниками

вугледобування шляхом безпосереднього спостереження за указаними

об’єктами з використанням 3-бальної шкали і наглядно представляти на

діаграмі Парето;

8. Застосувано експертне оцінювання і прогнозування загрози

екологічної безпеці урбоекосистем навколо вугледобувних підприємств при їх

некерованої ліквідації. Прогнозні розрахунки за умови максимальної

швидкості розчинення радіаційно забрудненого склоподібного розплаву

свідчать про можливість міграції радіонуклідів стронцію-90 та цезію-137 у

безпечних концентраціях при повномасштабному розвитку процесів сорбції.

9. Для визначення напрямів і засобів поліпшення екологічної ситуації

урбоекосистем в умовах бойових дій, запропановано екоінформаційну

267

систему, що відображає наслідки техногенезу та екологічний портрет

вугільного регіону.

10. Використовуючи експертно-аналітичні підходи (за допомогою

методу Сааті) розроблено рекомендації щодо методології оцінки техногенних

впливу вугільних шахт на рівень екологічної безпеки урбоекосистем.

Методологія дозволяє з використанням чотирьох етапної процедури та

оцінювання екологогічної ситуації провести функціональне зонування

території.

268

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Иванов И.Т. Строительство новых и защита существующих зданий в районах

подземных разработок угля // Строительство зданий в районе подземных работ

Донбасса. -М.: Углетехиздат, 1953. - С.48-74.

2. Бронштейн Б.Е. Четвертичные (антропогенные) суглинки Донбасса и измене-

ние их свойств в результате деформаций земной поверхности над горными вы-

работками/ Автреф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. - М.: МГУ,

1964.-14 с.

3. Временные технические условия проектирования и строительства зданий и со-

оружений на угленосных площадях Донецкого угольного бассейна (ВТУ-01-

58). -Киев: Министерство строительства УССР. - 1958. - 220 с.

4. Временные технические условия проектирования и строительства зданий и со-

оружений на угленосных площадях Карагандинского бассейна (ВТУ-0Ь60). -

Алма-Ата, ЦИНГИ. - 1960. - 250 с.

5. Гадымба И.М. Экспериментальные исследования изменения деформативности

верхней толщи массива грунта при его подработке.// Сдвижение горных

пород и охрана сооружений при открытой и подземной разработках

месторождений полезных ископаемых центрального Казахстана. (Сб.

Карагандинского политехнического института). -Караганда. -1981. - С. 148-

155.

6. Порывай Г.А. Организация, планирование и управление эксплуатацией

зданий. -М.: Стройиздат, 1983. -384 с.

7. Положение об организации и проведении реконструкции, ремонта и техниче-

ского обслуживания жилых зданий, объектов коммунального и социально-

культурного назначения. (ВСН 58-88) Госкомархитектуры. -М.: Стройиздат,

1990. - 22 с.

8. Проектирование, строительство и охрана зданий и сооружений на подрабаты-

ваемых территориях. -М.: Углетехиздат. -1963. - 450 с.

269

9. Техногенные последствия закрытия угольных шахт Украины/ Гавриленко

Ю.Н., Ермаков В.Н., Кренида Ю.Ф., Улицкий О.А., Дрибан В.А. / Под редак-

цией Гавриленко Ю.Н., Ермаков В.Н. - Донецк, Норд-Пресс. -2004. - 632 с.

10.Будинки і споруди на підроблюваних територіях і просідаючих грунтах. ДБН

В. 11-5-2000 // Державний комітет будівництва архітектури та житлової по-

літики України. -Київ, 2000. - 34с.

11 .Методические указания по наблюдению за сдвижением горных пород и за

подрабатываемыми сооружениями / Всесоюзный научно-исследовательский

институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (ВНИМИ). -Л.: 1986. -

180 с. *

12.Руководство по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых

территориях. Ч.П. Промышленные и гражданские здания / НИИСК Госстроя

СССР, Донецкий ПромстройНИИпроект, КиевЗНИИЭП, КиевНИИПградо-

строительства. -М.: Стройиздат, 1986. - 304 с.

13.Караваев Ю.И. Защита трубопроводов от влияния горных выработок. -М.: Не-

дра.-1970. 184 с.

14.Караваев Ю.И., Трегуб А.С Исследование продольных нагрузок, восприни-

маемых трубопроводом при подработке./ Механика грунтов, основания и фун-

даменты. -1970.-№5. -С. 17-19.

15.Матюшенко М.Д., Муллер Р.А. Исследование допустимых условий

подработки трубопровода. //Сдвижение горных пород (Труды ВНИМИ). -Л.:

1984. Стр. 58-62.

16.Муллер Р.А. К расчету конструкций зданий и сооружений на неравномерные

осадки, вызванные сдвижением горных пород.//Сб. статей по вопросам иссле-

дований горного давления и сдвижения горных пород. -Л.: Углетехиздат.-1956.

-Вып. №30. -С. 142-156.

17.Муллер Р.А. Определение усилий, действующих на здание в вертикальной

плоскости при его подработке.//Сб. статей по вопросам исследований горного

давления и сдвижения горных пород. -Л.: Углетехиздат.-1958. -Вып. №32. -

С.133-140.

270

18.Муллер Р.А., Юшин А.И. Факторы, влияющие на величину дополнительных

усилий, действующих на жесткое здание в вертикальной плоскости при его

подработке.//Вопросы проектирования и строительства зданий и сооружений

на подрабатываемых территориях. (Труды ЦентроГипрошахт). —М.: -1-960. -

Стр. 112-124.

19.Уменьшение продольных усилий в фундаменте подрабатываемых зданий во

времени. //Сдвижение и деформации массива при разработке месторождений с

учетом структуры и механических свойств горных пород. /Караваев Б.Ю.,

Кренида Ю.Ф., Матюшенко М.Д., Муллер Р.А. -Л.: 1982. -С. 47-49.

20.Kratzsch H. Bergschdenkimde. Sprmger-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York,

1974, 494 Seite.

21.KratzschH. Bergschdenkimde. 1998

22.Варлашкин В.М., Марков В.В. Обобщение опыта подработки гражданских

зданий в Донбассе //Защита сооружений от повреждений, вызванных подзем-

ными горными работами. -Л.: ВНИМИ, 1967, вып. 61. -Стр. 110-124.

23.Варлашкин В.М., Муллер Р.А., Марков В.В. О выборе оптимального показате-

ля суммарных деформаций для определения степени повреждений эксплуати-

руемых зданий при подработке в Донецком бассейне.// Защита сооружений от

повреждений, вызванных подземными горными работами. -Л.: ВНИМИ, 1967,

вып. 61.-Стр. 184-190.

24.Защита и подработка зданий и сооружений // Шагалов С.Е., Муллер Р.А. и др.

-М-: Недра, 1974, 256 стр.

25.Защита гражданских зданий от влияния подземных горных работ. -М.: Недра,

1970, 224 стр.

26.Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния под-

земных горных разработок на угольных месторождениях. -М.: Недра, 1981, -С.

180.

27.Рекомендации по выбору комплекса строительных и горных мер защиты под-

рабатываемых населенных пунктов и промышленных предприятий.

(Разработаны ВНИМИ Минуглепрома СССР, Донецким

271

ПромстройНИИпроектом Гос-троя СССР.) -Донецк. Издательство Донецкого

ПромстройНИИпроекта, 1986, -22с.

28.Рекомендации по проектированию мероприятий для защиты эксплуатируемых

зданий и сооружений от влияния горных выработок в основных угольных бас-

сейнах. (Разработаны ВНИМИ Минуглепрома СССР, Донецким Промстрой-

НИИпроектом Госстроя СССР). -М.: Стройиздат, 1967, -124с.

29. Клепиков С.Н., Машкин А.В. Проблема механики грунтов на подрабатывае-

мых территориях. //Основание, фундаменты и механика грунтов, 1984, №1,

с.62-64.

30.Клепиков С.Н. Методические рекомендации по определению коэффициентов

жесткости зданий и сооружений. - Киев: Госстройиздат, 1977. 62с.

ЗІ.Решетов Г.А. Исследование влияния деформирующихся оснований на основ-

ные конструкции гражданских зданий и предельных условий их эксплуата-

ции.//Сдвижение горных пород. (Труды ВНИМИ). -Л.; 1972, вып. 86. - с. 75-

84.

32.Колбенков СП. Оценка точности измеренных и расчетных величин деформа-

ций земной поверхности. //Вопросы исследования горного давления и сдвиже-

ния горных пород. (Труды ВНИМИ). -Л.: 1961, №3. -С. 80-90.

ЗЗ.Медянцев А.Н. О точности расчета деформаций земной поверхности.

//Вопросы горного давления и сдвижения горных пород (Труды ВНИМИ). -Л.:

1961, №43. -С. 96-104.

34.-Сушко Е.Т., Кренида Ю.Ф., Муллер Р.А. О прогнозе повреждений бескаркас-

ных зданий при подработке двумя и более очистными выработками. // Разра-

ботка месторождений полезных ископаемых. Респ. мевед. научн.-техн. сб. -

Донецк: 1984, вып. 67. С. 74-76.

35.Кренида Ю.Ф. К вопросу о допустимых условиях подработки зданий.// Извес-

тия высших учебных заведений, раздел «Строительство». -Новосибирск,

НИСИ, 1992., №1. Стр. 87-91.

36.Сушко Е.Т. Прогноз повреждений первично подрабатываемых бескаркасньгх

гражданских зданий в условиях пологого залегания горных пород в

272

Донбассе,// Способы управления деформациями горного массива,

подрабатываемых сооружений, бортов разрезов и природных объектов при

разработке свит угольных пластов. - (Труды ВНИМИ). -Л.: ВНИМИ, 1986. -

Стр. 45-50.

37.Кренида Ю.Ф. Подработка экспериментальных крупнопанельных домов сви-

той крутопадающих платовУ/Горное давление, сдвижение горных пород и ме-

тодика маркшейдерских работ. -Л.: ВНИМИ, №72.

38.Спиридонов Н.А., Кренида Ю.Ф., Блищенко В.Н. Выемка угля под зданиями,

построенными с конструктивными мерами защиты в Донбассе.

/Национальные способы отработки запасов угля под застроенными

территориями в Донбассе (Тезисы докладов на респ. научно-технич.

совещании). -Донецк: Минуглепром УССР, 1978. Стр. 55-56.

39.Кренида Ю.Ф. Вероятность наложения однозначных зон мульды сдвижения

при планировании разработки свит полого падающих пластов угля.//

Разработка месторождений полезных ископаемых. -Донецк: Донецкий

государственный политехнический институт, №91,1992. -Стр. 48-49.

40.Частота возникновения неблагоприятных случаев при много кратной подра-

ботке зданий. /Караваев Б.Ю., Кренида Ю.Ф., Яценко В.Н. // Уголь Украины,

№6, 1988. -Стр. 22-23.

41.Частота образования сосредоточенных деформаций в основании зданий при

подработке./Кренида Ю.Ф., Коваленко В.И., Чепенко Л.П.// Уголь Украины,

№3,1986.-Стр. 42-43.

42.Муллер Р.А., Петухов И.А. О допустимых условиях подработки городов и по-

селков. //Сдвижение горных пород (Труды ВНИМИ). -Л.: 1976, вып. № 43. -

С. 14-26.

43,Иофис М.А., Черняев В.И. Определение вертикальных сдвижений и деформа-

ций земной поверхности при выемке наклонных и крутопадающих пластов.

Горный журнал, №5, 1979. -Стр. 20-22.

44.Кренида Ю.Ф. Методика назначения мер защиты при перспективном

планировании выемки угля под городом.// Разработка месторождений

273

полезных ископаемых. -Донецк: ДЛИ. 1982, №61. -Стр. 23-24.

45.Методические указания по расчету сдвижений и деформаций земной поверх-

ности при частичной выемки запасов угля из предохранительных целиков. -Л.:

ВНИМИ, 1971. Стр.40.

46.Астахов А.С. Экономическая оценка запасов полезных ископаемых. —М.: Не-

дра, 1981,288 стр.

47.Опыт выемки угля под промышленными объектами./Петухов И.А., Муллер

Р.А., Синопальников С.Г., Кренида ЮФ. //Добыча угля подземным способом.

-М.: ЦНИИЭПуголь. -1981.-20 с.

48.Назначение общих мер защиты города Белозерское./Петухов И.А., Муллер

Р.А., Кренида Ю.Ф., Иванова Л.А. //Уголь Украины - 1980. - №5. -С. 36-38.

49.Гайко Э.И., Свенцицкий А.Н. К подработке сооружений в Донбассе. //Угрль

Украины, №15, 1975, стр. 52-53.

50.Иванова Л.А., Кренида Ю.Ф. , Муллер Р.А. Использование средств планово-

предупредительного ремонта на устранение ущерба от подработки зданий//

Добыча угля подземным способом. -М.: 1983, №8, Депонирована в ЦНИИрП-

уголь 07.12.83, №2649. -Стр. 9.

51.Иванова Л.А., Кренида Ю.Ф. Разрезка эксплуатируемого здания на отсеки.

//Строительство предприятий угольной промышленности. -М.: ЦНИИЭП-

уголь, №2, 1980, стр. 18-19.

52.Люткенс О. Строительство в районах горных выработок. Пер. е нем.. —М.: Гос-

стройиздат, 1960 -Стр. J262.

53.Муллер Р.А., Красовский А.Н. Об эффективности применения компенсацион-

ных траншей для защиты подрабатываемых зданий. //Сдвижение горных

пород (Труды ВНИМИ).-Л.: №96, 1956, стр. 28-32.

54.Марков В.В., Кренида Ю.Ф. Анализ применяемых способов защиты эксплуа-

тируемых гражданских зданий от вредного влияния подработки крутопадаю-

щими пластами. //Тезисы докладов 2-й Донецкой областной конференции мо-

лодых ученых.-Донецк: 1968.

55.Кренида Ю.Ф. О размере деформационного шва для зданий на угленосных

274

территориях.// Разработка месторождений полезных ископаемых. -Донецк:

ДЛИ, 1988, стр. 34-36.

56.Алексеев А.С., Новгородский В.И. Влияние трещин в бетоне на интенсивность

коррозии железобетонных конструкций.// Бетон и железобетон, №9, 1935,-

Стр. 28-30

57.Александрян Э.П., Ципаридзе Д.И. Восстановление зданий и сооружений, по-

страдавших от землетрясений, методом иньекцирования полимеррастворов

//Конструкции жилых и общественных зданий в сейсмических районах. Труды

ТбилЗНИИЭП, №15. -Тбилиси: 1977. Стр. 64-67.

58.Петухов И.А, Муллер Р.А., Кренида Ю.Ф., Иванова Л.А. Технико-

экономическое обоснование общих мер защиты города Юнкоммунарска.

//Разработка месторождений полезных ископаемых. -Донецк: ДНИ, №61,

1982, стр. 56-57.

59.Петухов И.А., Муллер Р.А., Кренида Ю.Ф. Оптимальный вариант выемки

угля под городами и поселками Донбасса.// Маркшейдерское дело в

социалистических странах. -Лейпциг: 1983, №9, стр.

60.Петухов И.А, Муллер Р.А., Кренида Ю.Ф. Оптимальный вариант выемки угля

под городами и поселками Донбасса//Маркш. дело в соц. странах. -

Лейпциг,1983,№9. С.237-245.

61.Поклад Г.Г. Исследование взаимосвязи деформаций земной поверхности и

крупнопанельных зданий над горными выработками Карагандинского

бассейна. Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук-Караганда. -1969.

-20 с.

62.Особенности подработки города Белозерское/Кренида Ю.Ф., Трифонов А.В.,

Иванова Л.А., Сушко Е.Т.//Разработка месторождений полезных ископаемых.

-Межвед. науч.-техн. сб.-1980.-Вып. №55.-С.49-53.

63.Технико-экономическое обоснование общих мер защиты города Юнокомму-

норовска/ Петухов И.А, Муллер Р.А., Кренида Ю.Ф., Иванова Л.А.

//Разработка месторождений полезных ископаемых: Респ. Межвед. науч.-техн.

сб.-1982,-Вып. 61.-С. 68-71.

275

64.Аралов Е.Г., Заболотный В.П., Кренида Ю.Ф. Выемка угля под городом Бело-

зерское.// Уголь, «1, 1986, стр.

65.Wasilkowski F. Полное предохранение зданий от вредного влияния горных ра-

бот. "Inzynieria i bydownictwo", Warszawa, 1951, №8 s. 55-64.

66.Wasilkowski F. Wplyw rozpelzania podloga na fundameny budiwli posadowionyph

na terenach gomiczych. "mzynieria і bydownictwo", Warszawa, 1966, №7 s. 35-44,

№10 s. 64-68.

67.Кулешов В.М., Помельникова В.В. Геолого-маркшейдерское обеспечение

проектирования предприятий по добыче угля. -М.Ж Компания «Спутник+»,

2001. -222 стр.

68.Инструкция по наблюдением за сдвижением земной поверхности и за подраба-

тываемыми сооружениями на угольных и сланцевых месторождениях. -М.:

Недра, 1989. Стр. 96.

69.Кренида Ю.Ф., Марков В.В., Трифонов А.В. Об использовании перфокартных

систем при анализе и обобщении опыта подработки зданий и сооружений.

//Горное давление, сдвижение горных пород и методика маркшейдерских ра-

бот. -Л.: 1968, №69,. - Стр. 117-119

70.Бахурин И.М. Курс маркшейдерского дела(специальная часть). -М.: «Высшая

школа», 1962. Стр. 494.

71.ЦытовичН.А. Механика грунтов. -М.: Стройиздат, 1963. -Стр.450.

72.A.C. №1370181, СССР, М.кл.4 Е02 Д1/00. Способ определения усилий в соору-

жениях на подрабатываемых территориях. /Кренида Ю.Ф., Караваев Б.Ю.,

Муллер Р.А. - 3994206/29-33. Опубл. 30.01.88. Бюл. N4.

73.Кренида Ю.Ф. Исследования по обеспечению выемки угля, законсервирован-

ного под застроенными территориями // Сборник научных трудов ДонНТУ,

Серия горно-геологическая. Вып.62, Донецк, ДонГТУ, 2003.-С. 114-121.

74.Козлов В.П. Исследование горизонтальных нагрузок на здание при подработке

горизонтального фундамента./Сб. «Прогнозирование сдвижений и

деформаций горных пород и устойчивости бортов разрезов при разработке

угольных пластов».-Л.;-1981. С. 48-55.

276

75.Короткое М.В. Выемка угля под сооружениями в Донбассе. -М.: Углетехиздат.

1953. -С. 154.

76.Правила підробки будівель, споруд і природних обєктів при видобуванні

вугілля підземним способом./ Галузевий стандарт України. - Київ. -

Мінпаливенерго України.- 2004р. -128 стор.

77.А.С. №1200104, СССР, М.кл4. Е02Д35/00. Способ определения безопасных ус-

ловий подработки зданий и сооружений/ Кренида Ю.Ф., Сушко Е.Т. -

3839677/29-33. Опубл. 30.03.87. Бюл. №12-46.

78.Методические рекомендации по проектированию горных мер защиты

подрабатываемых объектов. -Л.: ВНИМИ.- -1975. -28 стр.

79.Zasady oceny mozliwosci prowadzenia podziemnej eksploatacji gorniczej z uwagi

na ochrone obiektow budowlnych. Glowni instytut goraictwa katowice. -Katwice. -

2000. 46 s.

80.Яценко B.H. Прогноз ожидаемых повреждений объектов в Торезско-

Снежнянском районе //Уголь Украины №10, 1986, с. 40-42.

81. Решение геоэкологических и социальных проблем при эксплуатации и закры-

тии угольных шахт./ Янукович В.Ф., Азаров Н.Я., Алексеев А.Д., Анциферов

А.В., Питаленко Е.И. -Донецк, ТОВ «АЛАН», 2002. -480 с.

82.Справочник по ремонтно-строительным работам в жилых и общественных

зданиях//Дидык В.П., Шарпан И.С. -Киев. -«Будівельник», 1969. -288 стр.

83.Исследование допустимых условий подработки запроектированных и эксплуа-

тируемых зданий и сооружений в Карагандинском бассейне. //Отчет

Казахского филиала ВНИМИ. Руководитель темы У1/3 Клещев П. Муллер

Р.А. - Караганда: 1969, 80с.

84.Правила охраны сооружений от вредного влияния горных работ. -М.: Недра,

1960.-С. 24.

85.Семенов А.П., Ермаков В.Н., Озеров И.Ф., Шнеер В.Р. Обеспечение нормаль-

ной эксплуатации объектов поверхности в пределах горных отводов ликвиди-

руемых шахт. \\ Уголь Украины. - 2000. - №12. С. 27-30.

277

86.Щукин В.Р. Неотложные вопросы строительства зданий и сооружений в рай-

оне горных разработок Донбасса// В сб. «Строительство зданий в районе под-

земных работ Донбасса» -М.: Углетехиздат, 1953. -С.7-9.

87.Строительные нормы и правила. Здания и сооружения на подрабатываемых

территориях (СНиП -П-А. 14.71) -М.: Стройиздат, 1979, 24 с.

88.Строительные нормы и правила. Планировка и застройка городов, поселков и

сельских населенных пунктов. Изд. офиц.СНиП П-60-75. 11.09.75, утв. Гос-

строем СССР. Введ. 01.04.76. - М.: Стройиздат, 1981. - С. 76.

89.Шнейер В.Р., Блинникова Е.В Рациональная выемка угля под зданиями и со-

оружениями./Уголь Украины, №9, 2004. -С.36-39.

90.Сургай Н.С, Сошенко А.И. Охрана гражданских, промышленных и

природных объектов от вредного влияния горных работ в Донбассе.//Уголь. -

1988-№6. -С. 18-22.

91.Черняев В.И., Серик А.Г. Исследование геометрических параметров уступов

на земной поверхности при выемке крутопадающих пластов // Разработка ме-

сторождений полезных ископаемых: Респ. межвед. науч.-техн. сб. -1984. -

Вып. 69.-С. 42-47.

92.Москвин В.М., Алексеев В.Н., Вербицкий Г.Н., Новгородский В.И, Трещины

в железобетоне и коррозия арматуры. -М.: Стройиздат. 1971.-180с.

93.Алексеев С.Н, Новгородский В.И. Влияние трещин в бетоне на интенсивность

коррозии железобетонных конструкций. -Бетон и железобетон, №9. -1965. -С.

28-30.

94.Зайцев Н.А. Совершенствование разработки крутых пластов Донбасса. -М.: -

Недра.-1967.-224 с.

95.Ааронов P.M. Исследования условий взаимодействия трубы и грунта при про-

дольных перемещениях трубопровода // Вопросы добычи, транспорта и пере-

работки природных газов - М.: Гостоптехиздат, 1953. - С.24-28.

96.Емельянов Л.М. О продольных напряжениях в подземных газоводонефтепро-

водных трубах //Вопросы добычи, транспорта и переработки природных

газов. - М.: Гостоптехиздат, 1951. - С.36-38.

278

97.Клейн Г.К. Расчет труб, уложенных в грунте. - М.: Госстройиздат, 1957. -120

с.

98.Флорин В.А. Основы механики грунтов. Т.1. - М.: Госстройиздат, 1959. -280

с.

99.Косицын БА. Статический расчет крупнопанельных и каркасных зданий. -М.:

Недра, 1979. -С.216.

100. Косицын БА. Расчет крупнопанельных зданий на неравномерные осадки

основания.//Статические расчеты крупнопанельных зданий. -М.: Госстройиз-

дат, 1963.-С. 64-75.

102. Руководство по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых

территориях. Ч.Ш. Башенные, транспортные и заглубленные сооружения, тру-

бопроводы. /Донецкий ПромстройНИИпроект, НИИСИ Госстроя СССР. - М.:

Стройиздат, 1965. - 225 с.

103. Решетов Г.А. Износ и предельные условия эксплуатации гражданчских зда-

ний на подрабатываемых территориях Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд.

техн. наук. -Л.: ВНИМИ, 1975. -С.20.

104. Москвин В.М., Алексеев В.Н., Вербицкий Г.Н., Новгородский В.И. Трещи-

ны в железобетоне и коррозия арматуры. -М.: Стройиздат. 1971.-180с.

105. Алексеев С.Н, Новгородский В.И. Влияние трещин в бетоне на интенсив-

ность коррозии железобетонных конструкций. -Бетон и железобетон, №9. -

1965. -С. 28-30..

105. Поляков СВ. Сцепление в кирпичной кладке. М.: Стройиздат. 1949. С. 140,

106. Алексеев В.Т., Касьяненко Т.Г. Ценообразование в строительстве. - Санкт-

Петербург: ЗАО «Издательство «Питер», 2000. -256 с.

107. Клепиков С.Н., Бородачева Ф.Н., Машкин А.В. Методические рекоменда-

ции по учету нелинейных свойств основания при расчете конструкций по ре-

альным диаграммам деформирования грунта / Научно-исследовательский ин-

ститут строительных конструкций Госстроя СССР (НИИСК). - Киев: НИИСК,

1985. - 60 с.

279

108. Ройтман А.Г. Деформации и повреждения зданий. -М.: Стройиздат, 1987. -

160 с.

109. Бронштейн Б.Е. Изменение физико-механических свойств грунтов в зоне

деформаций земной поверхности над горными выработками // Реф.сб. «Проек-

тирование и строительство угольных предприятий». -Киев: «Будівельник» т

1966, №1.-С. 14-18.

ПО. Саатчан Г.Г. Влияние уплотнения грунта на сопротивление его сдвигу //

Труды ВНИИ транспортного строительства «Вопросы проектирования и ро-

оружения земляного полотна»-М.: Транспортиздат, 1952, вып. №7. - С.47-53.

111. Кренида Ю.Ф. Врезание фундаментов в основание при подработке // В сб.

«Проблемы внедрения новой техники и технологии в топографо-геодезическом

производстве. - М., 1990. - С.80-83.

112. Терцаги К. Теория механики грунтов. - М.: Стройиздат, 1961. — 233 с.

113. Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов. - М.: Высшая школа,

1978. -448 с.

114. Кренида Ю.Ф., Ермаков В.Н. Вторичные повреждения зданий после окон-

чания влияния горных работ. Донецк. Выпуск 1. Физтех НАЛ Украины, 2001.

-С. 19-28.

115. Сдвижение горных пород при подземной разработке угольных и сланцевых

месторождений.- М.: Недра, 1970.- 224 с.

116. Зенкевич 0.,Чанг И. Метод конечных элементов в теории сооружений и в

механике сплошных сред. - М.: Недра, 1974.- 240 с.

117. Фисенко Г.Л. Предельные состояния горных пород вокруг выработок .- М.,

Недра, 1976,- 272 с.

118. Земисев В.Н. Расчеты деформаций горного массива. - М., Недра, 1973,- 144 с.

119. Фисенко Г.Л. Некоторые вопросы сдвижения горных пород при разработке

глубоких горизонтов угольных шахт // Исследование проявлений горного давле-

ния на глубоких горизонтах шахт. - Л.: ВНИМИ, 1971,- с.337-346.

120. Фисенко Г.Л. К вопросу о направлениях в исследовании деформаций горных

пород// Уголь, 1954, №7, с.21-23.

280

121. Петухов И.М., Линьков A.M. Механика горных ударов и выбросов.- М., Недра,

1983,-320 с.

122. Трубецкой К.Н., Бальшев Ю.Н., Иофис М.А. Геомеханическое обеспечение

разработки месторождений полезных ископаемых // Доклады IX Конгресса ISM,

18-22 апреля 1994, Прага. - С.424-432.

123. Ивачев Л.М. Борьба с поглощениями промывочной жидкости при бурении

геологоразведочных скважин. М.: Недра, 1982. -156 с.

124. Хохлов И.В. Опыт определения фильтрационных свойств подработанного

массива пород. -М.: ЦНИЭИуголь, 1986. -46 с.

125. Хохлов И.В. Сдвижение и проницаемость подработанной толщи горных по-

род. М.: Недра, 1980. -176 с.

126. Земисев В.Н., Бошенятов Е.В., Миронов А.С. Ягунов А.С. Безопасная глу-

бина разработки под водными объектами при выемке свиты пластов // Горная

геомеханика и маркшейдерское дело: Сб.науч.тр./ ВНИМИ.- СПб, 1999 - с.485-

488.

127. Бошенятов Е.В. Влияние метаморфизма горных пород на величину безопас-

ной глубины разработки под водными объектами // Горная геомеханика и

маркшейдерское дело: Сб.науч.тр./ ВНИМИ.- СПб, 1999 - с.150-153.

128. Мохов А.В. Определение высоты зоны водопроводящих трещин на камен-

ноугольных месторождениях в натуральных условиях. М.: 1988, с. 25.

129. Теоретические методы расчета сдвижений и деформаций земной поверхности,

вызванных подземными горными работами (обзор)/ Муллер Р.А., Петухов И.А.,

Красовский А.Н., Клещев П.Е.- М.: ЦНИЭИуголь, 1977,- 26 с.

130. Авершин С.Г. Некоторые свойства процесса сдвижения горных пород и вопро-

сы расчета сдвижений // Сб. трудов по вопросам исследования горного давле-

ния и сдвижения горных пород: Сб.науч.тр. №43.-Л.:ВНИМИ,1961,-С.З-21.

131. Авершин С.Г. Некоторые задачи теории сдвижений горных пород под влияни-

ем подземных разработок // Сдвижение горных пород: Сб.научн.тр. №89. -

Л.:ВНИМИ, 1973,-С. 17-22.

132. Авершин С.Г. Сдвижение горных пород при подземных разработках.-М.: Уг-

281

летехиздат, 1947.-275 с.

133. Авершин С.Г. Расчет деформаций массива горных пород под влиянием под-

земных разработок.-Л.: ВНИМИ, I960.- 87 с.

134. Муллер Р.А. Влияние горных выработок на деформации земной поверхности.-

М.: Углетехиздат,1958.- 76 с.

135. Муллер Р.А. О некоторых дифференциальных и интегральных свойствах кри-

вых оседаний и горизонтальных сдвижений мульды сдвижений // Сдвижение

земной поверхности и устойчивость откосов: Сборник научных трудов -

Л..ВНИМИ, 1980.-С.20-23.

137. Литвинишин Е. Дифференциальное уравнение сдвижения горных пород // Во-

просы расчета сдвижений поверхности под влиянием горных разработок.- М.:

Углетехиздат, 1956.- С.9-20.

138. Салустович А. Профиль мульды сдвижения как изгиб слоя на упругом

основании // Вопросы расчета сдвижений поверхности под влиянием горных

разработок.-М.: Углетехиздат, 1956.-С.36-44.

139. Будрык В. Определение горизонтальных деформаций земной поверхности

// Вопросы расчета сдвижений поверхности под влиянием горных

разработок.- М.: Углетехиздат, 1956.- С.55-64.

140. Кнотте С. Уравнение профиля окончательно оформившейся мульды

сдвижения // Вопросы расчета сдвижений поверхности под влиянием горных

разработок.- М: Углетехиздат, 1956.- С.21-35.

141. Кнотте С. Влияние времени на формирование мульды сдвижения //

Вопросы расчета сдвижений поверхности под влиянием горных разработок.-

М.:Углетехиздат,1956.-С.45-54.

142. Ершов Н.М. Аналитическое исследование поверхности мульды сдвижения

// Сборник статей по вопросам исследования горного давления и сдвижения

горных пород: Сб.науч. тр., №32.-Л.: ВНИМИ, 1958.- С.23-38.

143. Колбенков СП.,Павлов А.Н. К вопросу расчетов деформаций земной

поверхности // Труды по вопросам горного давления, сдвижения горных

282

пород и методики маркшейдерских работ: Сб.науч.тр. №50. -Л.:ВНИМИ,

1963,-С114-136.

144. Мякенький В.И. Сдвижение и дегазация пород и угольных пластов при

очистных работах,- Киев: Наукова думка, 1975. - 100 с.

145. Ксенда И.М. Подработка поверхностных водных объектов в Донбассе.

Киев «Техника», 1982, с.114.

146. Гусев В.Н. Научные основы прогнозирования развития техногенных водо-

провящих трещин при выемке свит угольных пластов под водными

объектами: Автореф. дис. на соиск. ученой степени докт. техн. наук.- С-Пб.,

2000.-35с.

147. Гвирцман Б.Я., Гусев В.Н., Западанский Л.А. Прогнозирование высоты зо-

ны водопроводящих трещин // Уголь, 1985, № 7. С.56-57.

148. Кацнельсон Н.Н., Гусев В.В., Гвирцман Б.Я. О размерах барьерных

целиков на крутопадающих пластах Донбасса // Труды по вопросам горного

давления, сдвижения горных пород и методика маркшейдерских работ:

Сб.науч.тр.- №47, -Л.: ВНИМИ, 1962.- С.125-139.

148. Норватов Ю.А., Миронов А.С., Гусев В.Н. Управление гидрогеомеханиче-

скими процессами при подработке водных объектов // Методы, технические

средства маркшейдерских работ и исследование процесса сдвижения горных

пород: Сб. научн. трудов. Л.:ВНИМИ. 1988. С. 155-160.

149. Гусев В.Н. Методика расчета развития зоны водопроводящих трещин в

многократно подработанном массиве горных пород// Маркшейдерское дело

и геодезия: Межвуз.сб. Л: ЛГИ, 1989. С. 16-21.

150. Гусев В.Н., Каландаров Ш.М. Геомеханическая схема образования зоны

водопроводящих трещин в подработанном массиве горных пород.//

Маркшейдерское дело и геодезия: Межвуз.сб. Л.: ЛГИ, 1989.С.26-30.

151. Гусев В.Н.. Заворин Н.Н. Исследование влияния многократных

подработок на процессы образования нормальносокущих трещин в

подрабатываемых слоях толщи // Маркшейдерское дело и геодезия:

Межвуз.сб- СПб: СПГГИ. 1991. С.26-31.

283

152. Гусев В.Н. Оценка геомеханического состояния подработанного массива

горных пород по результатам наблюдений за сдвижением скважинных реперов

//Маркшейдерское дело и геодезия: Межвуз.сб. СПб: СПГГИ, 1993. С. 18-23.

153. Гусев В.Н. Геомеханика процессов формирования техногенной структуры

в слоях массива горных пород // Маркшейдерский вестник, 1996, №3(17). С.

10-13.

154. Гусев В.Н. Зависимость высоты зоны водопроводящих трещин от распреде-

ления в толще породных слоев // Маркшейдерское дело и геодезия: Межвуз.сб.

СПб: СПГГИ, 1997. С.78-81.

155. Гусев В.Н. Прогноз развития зоны водопроводящих трещин в подрабаты-

ваемом массиве горных пород // Маркшейдерский вестник, 1998, № 4 (26).

С.35-36.

156. Гусев В.Н. Геомеханика техногенных водопроводящих трещин. Санкт-

Петербургский горный ин-т. СПб: СПГГИ, 1999. - 156с.

157. Шалагинов Н.Ф. Определение возможности подработки водоемов по

степени деформируемости толщи, расположению и мощности водоупоров//

Труды по вопросам горного давления, сдвижения горных пород и методика

маркщей-дерских работ: Сб.науч.тр.- №47, -Л.: ВНИМИ, 1962.- С.200-206.

158. Авершин С.Г. Горные работы под сооружениями и водоемами.- М., Угле-

техиздат, 1954,- с.

159. Норватов Ю.А. Оценка напряженного состояния водонасыщенных массивов

горных пород при эксплуатации и ликвидации шахт// Горная геомеханика и

маркшейдерское дело: Сб.науч.тр./ ВНИМИ.- СПб, 1999 - с.157-162.

160. Панасенко Г.П. О методике определения мощности зоны водопроводящих

трещиноватых пород над очистными выработками угольных шахт Восточного

Донбасса // В сб. «Результаты геологических исследований на территории

Нижнего Дона и Нижней Волги», - Ростов-на-Дону, Изд-во РГУ, 1967. - с.54-

61.

161. Ивачев Л.М. Борьба с поглощениями промывочной жидкости при бурении

геологоразведочных скважин. М.: Недра, 1982. -156 с.

284

162. Хохлов И.В. Опыт определения фильтрационных свойств подработанного

массива пород. -М.: ЦНИЭИуголь, 1986. -46 с.

163. Хохлов И.В. Сдвижение и проницаемость подработанной толщи горных

пород. М.: Недра, 1980. -176 с.

164. Земисев В.Н., Бошенятов Е.В., Миронов А.С. Ягунов А.С. Безопасная глу-

бина разработки под водными объектами при выемке свиты пластов // Горная

геомеханика и маркшейдерское дело: Сб.науч.тр./ ВНИМИ.- СПб, 1999 - с.485-

488

165. Бошенятов Е.В. Влияние метаморфизма горных пород на величину безопас-

ной глубины разработки под водными объектами // Горная геомеханика и

маркшейдерское дело: Сб.науч.тр./ ВНИМИ.- СПб, 1999 - с. 150-153.

166. Мохов А.В. Определение высоты зоны водопроводящих трещин на камен-

ноугольных месторождениях в натуральных условиях. М.: 1988, с. 25.

168. Гидрогеология и инженерная геология глубоких горизонтов Донбасса. -

Киев, «Наукова думка», 1974. - 162 с.

169. Методические указания по изучению и прогнозированию гидрогеологиче-

ских условий при разведке угольных месторождений Донецкого бассейна. -

Днепропетровск.: Изд-во ИМР, 1979. -99 с.

170. Гавриленко Ю.Н., Чижиков С.Ф. Механизм образования и развития уступов

при разработке крутых пластов //Уголь Украины. -1987. -№4. -С. 20-21.

171. Гавриленко Ю.Н. Научные основы прогнозирования сдвижений земной по-

верхности при разработке угольных пластов в условиях нарушенного залега-

ния пород: Автореф. дис... д-ра техн. наук:05.15.01 /НГА Украины -

Днепропетровск, 1997. -36 с.

172. Земисев В.Н. Закономерности процесса сдвижения при разработке наклон-

ных и крутопадающих пластов //XV. Work-Session of the ISM Commissiion IV in

Cracow 7-14 Desember 1993. -1993. -p. 77-85.

173. Иофис М.А., Шмелев А.И. Инженерная геомеханика при подземных разра-

ботках. -М.: Недра, 1985. -248 с.

285

174. Иофис М.А. О расчете сдвижения горных пород в условиях крутого падения

пластов //Уголь Украины. -1960. -№7. -С.48-50.

175. Иофис М.А. Деформации земной поверхности при разработке свит крутых

пластов // Маркшейдерское дело в социалистических странах. -Л.: ВНИМИ,

1988.-Вып.11.-С. 177-184.

176. Иофис М.А. Строительство сооружений в районе разработки свиты круто-

падающих пластов. //Шахтное строительство. -1961. -№2. -С. 15-16.

177. Сирик А.Г. Прогноз геомеханических параметров уступов на земной по-

верхности при разработке свит крутых пластов в Донбассе //Автореф. дис...

канд. техн. наук: 05.15.01 /ВНИМИ. -Л, 1990.-17 с.

178. Смородина Т.П., Земисев В.Н., Петухов И.А. Расчет сосредоточенных де-

формаций при разработке свит крутопадающих пластов //Охрана сооружений

от вредного влияния горных работ и расчет устойчивости бортов угольных

разрезов. -Л.: ВНИМИ, 1983. -С. 3-Ю.

179. Черняев В.И., Сирик А.Г., Куровский А.В. Маркшейдерское обеспечение

отработки свит крутопадающих пластов под застроенными территориями в

Центральном районе Донбасса. //Разработка месторождений полезных иско-

паемых. -1992. -Вып.91. -С. 3-13.

180. Черняев В.И. Расчет сдвижений и деформаций земной поверхности на усту-

пах при разработке свит крутых пластов //Разработка месторождений полезных

ископаемых: Респ. межвед. науч.-техн.сб. -1986. -Вып.73. -С. 40-44.

181. Боев В.А., Чижиков С.Ф. Зависимость величины уступов и скорости их рос-

та от оседаний земной поверхности //Уголь Украины. -1983. -№4.-С. 45.

182. Гавриленко Ю.Н. Схемы сдвижения массива горных пород и земной по-

верхности в условиях складчатого залегания пластов // Проявление горного

давления: Сб.науч.тр. №2. - Донецк, 1999.- с. 30-61.

182. Гавриленко Ю.Н. Влияние флексурных складок на сдвижение земной по-

верхности// Придніпровський науковий вісник (технічні науки) №118-119

(185-186), листопад 1998, с 20-24

183. Гавриленко Ю.Н. Математическое моделирование процессов сдвижения в

286

симметричной синклинальной складке// Маркшейдерское дело и геодезия.

Современные и исторические аспекты развития маркшейдерии в России и за

рубежом// Межвузовский сборник научных трудов/Санкт-Петерб. горный ин-

т, СПб, 1999.- с. 22-28.

184. Дмитренко A.M., Хвостиков В.И. Некоторые особенности процесса сдви-

жения при складчатом залегании пластов в Донбассе // Сдвижение горных по-

род: Сб.науч.тр. -№89.-Л.: ВНИМИ, 1973,-С.53-58.

185. Иофис М.А., Черняева О.Б. Особенности сдвижения горных пород при

складчатом залегании пластов // Разработка месторождений полезных иско-

паемых: Респ.межвед. научн.-техн. сб.- 1975.-Вып.40.- С.44-48.

186. Панин ЮГ., Ямпольский Н.А. Прогнозирование зон влияния уступов на

подрабатываемые объекты при отработке синклинальных складок //

Разработка месторождений полезных ископаемых: Респ.межвед.науч.-

техн.сб.- 1988.-Вып. 79. - С.47-50.

187. Панин Ю.Г. Прогнозирование сдвижений и деформаций земной поверхно-

сти и обоснование рациональных способов ведения горных работ под застро-

енными территориями при подземной выемке свит угольных пластов, зале-

гающих в синклинальных складках: Автореф. дис. на соиск. ученой степени

канд. техн. наук.- Л.: ВНИМИ, 1989.-15с.

188. Панин Ю.Г., Ямпольский Н.А. Особенности образования уступа при отра-

ботке пологого крыла синклинальной складки // Уголь Украины.-1987.-№4,-

С.18-19.

189. Земисев В.Н., Файнштейн Ю.Б., Панин Ю.Г. Принципы рационального

планирования горных работ в зонах влияния тектонических нарушений // Ме-

тоды, технические средства маркшейдерских работ и исследование процессов

сдвижения горных пород: Сб.науч.тр.-Л.: ВНИМИД989,- С.86-91.

190. Земисев В.Н.,Файнштейн Ю.Б.,Панин Ю.Г. Прогноз деформаций земной

поверхности в сложных горно-геологических условиях // Уголь. - 1988.- №6,-

С.12-14.

287

191. Улашина В.Н.Дерняева О.Б. Вопросы изучения деформаций земной по-

верхности геодезическими методами при разработке угольных пластов со

складчатым залеганием // Геодезические работы на подрабатываемых террито-

риях.- М.: ВАГО, 1987.- С.12-17.

192. Земисев В.Н., Файнштейн Ю.Б. Принципы расчета сдвижений и деформа-

ций земной поверхности при разработке угольных пластов, залегающих в

синклинальных складках // Сдвижение горных пород: Сб.науч.тр.-№92.-Л.:

ВНИМИД974, -С.3-12.

193. Файнштейн Ю.Б. Об особенностях характера сдвижения горных пород и

земной поверхности при синклинальном залегании пластов // Сдвижение гор-

ных пород: Сб.науч.тр. №83. - Л.: ВНИМИ, 1971.-С.40-49.

194. Панин Ю.Г. Рациональное планирование разработки угольных пластов под

поверхностными сооружениями в сложных горно-геологических условиях //

Сборник докладов VII Международного конгресса по маркшейдерскому делу.-

Л.: ВНИМИ.- 1988. = ТомГХ.= С94401.

195. Панин Ю.Г., Вязниковцев О.И. Опыт подработки Брянковского завода бу-

рового оборудования и жилых зданий в сложных горно-геологических

условиях // Маркшейдерское дело в социалистических странах.-

Л.:ВНИМИД988.-Вып.11.-С.226-231.

196. Мольков B.C., Панин Ю.Г., Зинченко Т.В. Особенности деформирования

земной поверхности при отработке синклинальных складок, осложненных

дизъюнктивными нарушениями // Исследования сдвижения горных пород и

гидромеханических процессов в массивах сплошной структуры при разработке

угольных месторождений: Сб.науч.тр. С-П., ВНИМИ, 1992,-С.23-30.

197. Гавриленко Ю.Н. Исследование факторов, влияющих на деформации зем-

ной поверхности, при подработке разрывных нарушений пологими пластами

// Горно-металлургические проблемы Донбасса: Сб.науч.тр. №1. - Донецк,

1995, с. 91-100.

198. Гавриленко Ю.Н. Характер сдвижения массива горных пород и земной по-

верхности при подработке маломощных разрывных нарушений наклонными

288

и крутыми пластами // Сборник научных трудов ДонГТУ, Серия горно-

геологическая. Вып. 11, Донецк, ДонГТУ, 2000.- с. 85-90.

199. Гавриленко Ю.Н. Особенности деформирования толщи горных пород и зе-

мной поверхности при подработке разрывных тектонических нарушений //11th

International Congress of the International Society for Mine Surveying, Cracow, Po-

land, September 2000, Vol. 1. p. 205-213.

200. Коваленко В.И. Размеры зон влияния тектонических нарушений // Прогноз

сдвижения горных пород, деформации сооружений, устойчивых бортов разре-

зов при разработке угольных месторождений: Сб.науч.тр. -Л.:ВНИМИ, 1984.-

С. 73-76.

201. Земисев В.Н. Методы прогноза сдвижений и деформаций земной поверхно-

сти под влиянием подземных разработок в сложных горно-геологических ус-

ловиях // Способы управления деформациями горного массива, подрабатывае-

мых сооружений бортов разрезов и природных объектов при разработке свит

угольных пластов: Сб.науч.тр. -Л.:ВНИМИ, 1986,- С. 76-82.

202. Коваленко В.И. Влияние тектонических нарушений на застроенные участки

земной поверхности при их подработке// Сдвижение горных пород:

Сб.науч.тр., №104. Л.:ВНИМИ, 1977,- С.45-50.

203. Файнштейн Ю.Б., Коваленко В.И. Расчет ожидаемых величин сдвижений и

деформаций над выходами тектонических нарушений в Донбассе // Сдвижение

земной поверхности и устойчивость откосов: Сб.науч.тр., Л.:ВНИМИ, 1980,-

С. 24-28.

204. Коваленко В.И. Прогнозирование деформаций земной поверхности при

разработке разрывных тектонических нарушений в Донбассе // Дис. на соиск.

ученой степени к.т.н., Л.: ЛГИ, 1982.

205. Коваленко В.И., Спиридонов Н.А., Кириченко П.Ф. Подработка поселка

Заперевальный при наличии в толще тектонического нарушения //Уголь Ук-

раины, 1978.- №11,- С.45-46.

206. Коваленко В.И., Спиридонов Н.А., Мартынов А.Ф. Влияние крутопадающе-

го тектонического нарушения на процесс деформирования подрабатываемых

289

зданий// Сдвижение земной поверхности и устойчивость откосов: Сб.науч.тр.,

№ 112. Л..ВНИМИ, 1979,- С. 39-42.

207. Коваленко В.И. Классификация разрывных тектонических нарушений

применительно к учету влияния их на деформации земной поверхности при

подработке// Маркшейдерское дело и геодезия.- Л.: ЛГИ, 1979.- Вып. 6.- С.11-

14.

208. Гавриленко Ю.Н. Исследование сдвижения земной поверхности при нару-

шенном залегании пород в Донецко-Макеевском районе Донбасса // Изв.

вузов. Горн, журн.- 1991.- №3.- С.55-60.

209. Гавриленко Ю.Н. Деформирование массива горных пород и земной

поверхности при подработке поперечных тектонических нарушений

пологими пластами // Разработка месторождений полезных ископаемых:

Респ. межвед. на-уч.-техн. сб.-1988. -Вып.79. - С.60-67.

210. Гавриленко Ю.Н., Коваленко В.И. Влияние крупного тектонического нару-

шения на деформации земной поверхности // Разработка месторождений по-

лезных ископаемых: Респ. межвед. науч.-техн. сб.- 1990. - Вып.85. - С.10-15.

211. Гавриленко Ю.Н., Мольков B.C., Калашников Н.М. Ликвидация

аварийного состояния многоэтажного дома при подработке в сложных горно-

геологических условиях // Уголь Украины. - 1988. - №5. - СА2-4А.

212. Южанин И.А., Шиптенко А.В., Коваленко В.И., Кулибаба СБ. О деформа-

циях подрабатываемой толщи в зонах влияния разрывных тектонических на-

рушений // Разработка месторождений полезных ископаемых: Респ. межвед.

науч.-техн.сб. - 1984. - Вып.67. - С.76-80.

213. Єрмаков В.М. Прогноз зміни стану підробленого гірничого масиву при за-

критті вугільних шахт // Автореф. дис.канд. техн. наук - Донецьк, ДонФТІ,

1999.-19 с

214. Матюшенко М.Д., Савченко Т.С, Ермаков В.Н. Проблемы обеспечения

эксплуатационной пригодности объектов поверхности, расположенных в зоне

влияния ликвидируемых шахт. г. Львов, 1998г. Геология и геохимия горючих

ископаемых, №4, стр. 37-43.

290

215. Питаленко Е.И., Борисенко Э. В., Ермаков В.Н., Улицкий О.А. Механизм

активизации процесса деформирования горного массива над затопленными

старыми горными выработками// Проявление горного давления: Сб.науч.тр.

№3. - Донецк, 1999, с. 116-121.

216. Ермаков В.Н., Улицкий О.А., Котелевец Е П. Изменение гидродинамиче-

ских условий и их роль в подтоплении при закрытии Брянковской группы

шахт. «Уголь Украины», №1 - 2000г., стр.13-15.

217. Ермаков В.Н. Прогноз изменения состояния подработанного горного

массива при закрытии угольных шахт //Научно-прикладные проблемы

разработки крутых и крутонаклонных угольных пластов Донбасса/ ДонНИИ,

Горловка

218. Семенов А.П., Ермаков В.Н., Улицкий О.А. Обеспечение гидрогеологиче-

ской безопасности на действующих шахтах. /Уголь Украины. №8 - 2000г. -

с.28-30.

219. Ермаков В.Н., Питаленко Е.И., Гавриленко Ю.Н. Прогноз изменения со-

стояния подработанного горного массива при закрытии угольных шахт//11th

International Congress of the International Society for Mine Surveying, Cracow, Po-

land, September 2000, Vol. 2. p. 129-136.

220. Ермаков В.Н., Улицкий О.А.,Гавриленко Ю.Н. Маркшейдерско-

гидрогеологический мониторинг территорий ликвидируемых угольных шахт

Донбасса // Материалы 6-го международного симпозиума «Освоение

месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных

гидрогеологических условиях», Вопросы осушения и экология, специальные

горные работы и геомеханика, часть 1, Белгород 21-25 мая 2001. - с.259-267

221. Ермаков В.Н., Улицкий О.А., Гавриленко Ю.Н. Основные принципы орга-

низации маркшейдерско-гидрогеологического мониторинга территорий

ликвидируемых угольных шахт Донбасса // Проблеми гірського тиску:

Зб.наук.тр. №5. - Донецьк, 2001.- с. 122-132.

222. Гавриленко Ю.Н., Ермаков В.Н., Улицкий О.А. Состав и структура инфор-

мационной системы мониторинга территорий ликвидируемых шахт Донбасса

291

// Сборник научных трудов Национальной горной академии Украины, №12,

том 1 .- Днепропетровск, 2001- с. 160-164.

223. Ермаков В.Н., Улицкий О.А., Питаленко Е.И., Гавриленко Ю.Н., Таранец

В.И. Изменение гидрогеологических и геомеханических условий при

закрытии шахт // Наукові праці Донецького національного технічного

університету, Серія гірничо-геологічна, вип.32, Донецьк, ДонНТУ, 2001. -

с.69-73.

224. Семенов А.П., Ермаков В.Н., Хотлубей А.Ю. Математическое моделирова-

ние напряженного состояния барьерных целиков //Физико-технические про-

блемы горного производства, вып.З, Донецк 2001. - с. 132-146.

225. Ермаков В.Н., Семенов А.П., Улицкий О.А., Котелевец Е П., Тарахкало А.В.

Развитие процессов подтопления земной поверхности под влиянием закры-

вающихся шахт// Уголь Украины. - 2001. - №6. С. 12-14.

226. Gavrilenko Y.N., Yermakov V.N. Geomeclianical processes at closed mines of

Donbass and their potential influence upon the surface// Conference ''confronting

change: north east england and east european coalfields", Newcastle, 10-15 Novem-

ber 2001.-p. 105-122.

227. Ермаков В.Н., Улицкий О.А., Выростков И.В. Организация мониторинга в

природной и техногенной средах Стахановского региона // Уголь Украины. -

2001.-№11-12. С. 54-56.

228. Yermakov V.N. Reactivation of subsidence zones due to coal-mine closure in

Donbass // Mining Technology, Vol 109, September-December 2000. - p. 191-194.

229. Ермаков В.Н., Кренида Ю.Ф. Перспективы городского хозяйства шахтер-

ских поселков после закрытия шахт// Наукові праці Донецького національного

технічного університету, Серія гірничо-геологічна, вип.36 Донецьк, ДонНТУ,

2001.-С.97-102.

230. Патент України №49575А «Спосіб захисту від провалів земної поверхні»

Автори: Гавриленко Ю.Н., Ермаков В.Н., Кренида Ю.Ф. - Бюл.№9, 2002.

231. Патент України №49574А «Спосіб запобігання підтоплення підвалини та

292

рослинного покриву на підробленій території» Автори: Гавриленко Ю.Н., Ер-

маков В.Н., Кренида Ю.Ф. - Бюл.№9, 2002.

232. Ермаков В.Н., Егоров С.Г., Улицкий О.А., Выростков И.В., Грядущий Ю.Ц.,

Иванов И.Е. Анализ напряженно-деформированного состояния целика между

погашенной и действующей шахтой // Проблеми гірського тиску: Зб.наук.тр.

№5. -Донецьк, 2001.-с. 112-135.

233. Ермаков В.Н., Улицкий О.А., Выростков И.В., Таранец В.И. Развитие про-

цессов подтопления в связи с возможным изменением гидрогеологических ус-

ловий при закрытии шахты «Октябрьская» в г.Донецке // Известия Донецкого

горного института, №2, 2001. - с.52-56.

234. Ермаков В.Н., Анциферов А.В., Блинникова Е.В., Шнеер В.Р. Влияния лик-

видации шахт на объекты поверхности и способы обеспечения их безопасного

состояния // Материалы III науково-практичної конференції «Оцінка впливу да

навколишнє середовище (ОВНС) об'єктів будівництва. Регіональні, галузеві

проблеми; практика проведення ОВНС» (27-31 травня 2002, Коктебель ). -

Київ, 2002.- с 41-43.

235. Гавриленко Ю.Н., Ермаков В.Н., Феофанов А.Н. Максимальные деформа-

ции земной поверхности над очистными выработками на малых глубинах //

Проблеми гірського тиску: Зб.наук.тр. №7. - Донецьк, 2002.- с. 137-150.

236. Ермаков В.Н., Егоров С.Г., Улицкий О.А., Выростков ИВ., Иванов И.Е.

Геомеханический анализ сечения барьерного целика при закрытии шахты «Др-

нецкая» // Проблеми гірського тиску: Зб.наук.тр. №7. - Донецьк, 2002.- с. 99-

108.

237. Гавриленко Ю.Н., Ермаков В.Н., Феофанов А.Н. Прочность горных пород в

зоне выветривания карбона // Наукові праці Донецького національного техніч-

ного університету, Серія гірничо-геологічна, вип.45, Донецьк, ДонНТУ, 2002.

-с.152-155.

238. Ермаков В.Н., Блинникова Е.В., Шнеер В.Р. Повышение надежности про-

гноза безопасных условий подработки гражданских зданий // Наукові праці

Донецького національного технічного університету, Серія гірничо-геологічна,

293

вип.45, Донецьк, ДонНТУ, 2002. - с.40-44.

239. Бутара М.И., Семенов А.П., Ермаков В.Н., Егоров С.Г., Улицкий О.А., Вы-

ростков И.В., Иванов И.Е. Геомеханический анализ устойчивости барьерного

целика между шахтами «Донецкая» и «Комсомолец Донбасса» // Известия До-

нецкого горного института, №1, 2002. - C.18-2L

240. Ермаков В.Н. Оценка состояния зданий, построенных с конструктивными

мерами защиты, после закрытия шахт // Проблеми гірського тиску: Зб.наук.тр.

№8. - Донецьк, 2002.- с. 14-21.

241. Семенов А.П., Ермаков В.Н., Петренко С.Я. Обмен опытом ликвидации

угольных шахт в Украине, Российской Федерации и республике Казахстан //

Опыт ликвидации неперспективных угольных предприятий в Украине, Россий-

ской Федерации, Республике Казахстан: Сб. докладов международных семина-

ров по вопросам реструктуризации угольной промышленности. - Донецк, 2002.

с.5-15.

242. Ермаков В.Н. Опыт ликвидации шахт в Украине // Опыт ликвидации непер-

спективных угольных предприятий в Украине, Российской Федерации, Рес-

публике Казахстан: Сб. докладов международных семинаров по вопросам ре-

структуризации угольной промышленности. - Донецк, 2002. —с.26-30.

243. Гавриленко Ю.Н., Ермаков В.Н. Геомеханический мониторинг территорий

закрывающихся шахт Донбасса // Опыт ликвидации неперспективных уголь-

ных предприятий в Украине, Российской Федерации, Республике Казахстан:

Сб. докладов международных семинаров по вопросам реструктуризации

угольной промышленности. - Донецк, 2002. - с.109-113.

244. Yermakov V.N., Gavrilenko Y.N. The Environmental and geomechanical prob-

lems due to mine closures in Donbass, Ukraine // 5th European Coal Conference, 17-

19 September, 2002, Mons, Belgium. - p. 154.

245. Ермаков В.Н. Состояние застройки на полях закрываемых угольных шахт

Украины // Сталий розвиток гірничо-металургійної промисловості, т.1, Кривий

Ріг, 2004-с.354-359.

294

246. Гавриленко Ю.Н., Ковалев К.В., Ермаков В.Н., Шиптенко А.В. Геомехани-

ческий мониторинг при затоплении горных выработок ликвидированных щахт

стахановского региона региона // Уголь Украины. - 2004. - №9. - С. 20-25.

247. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. - Л.: Гид-

рометеоиздат, 1979. - 248 с.

248. Стрельцов В.И., Могильный СТ. Маркшейдерское обеспечение природо-

пользования недр. - М.: Недра, 1989. - 205 с.

249. Кириленко В.А., Сарычева Л.В. Интегрирование динамических моделей в

ГИС в системе эколого-экономического мониторинга // Сборник научных тру-

дов НГА Украины , №9, том 1. -Днепропетровск, 2000. - С.103-108.

250. Иофис М.А., Кренида Ю.Ф., Кокуина Д.С. Подработка зданий свитой кру-

тых пластов// Уголь Украины. №11, 1969. С. 50-53.

251. Блинникова Е.В. Совершенствование методов определения допустимых де-

формаций земной поверхности для подрабатываемых зданий и сооружений //

Наукові праці Донецького національного технічного університету, Серія гір-

ничо-геологічна, вип.62, Донецьк, ДонНТУ, 2003. - с 143-149.

252. Звіт про результати вивчення екологічної ситуації на території Донецької та

Луганської області/ О.І. Бондар, О.А. Улицький, В.М. Єрмаков/ Міністерство з

питань тимчасово окупованих територій та внутрішньо переміщених осіб

України. – К.:, Київ, 2018. – 70 с.

253. В.Г. Лисиченко, Г.А. Хміль, С.В. Барбашев, Ю.Л. Забулонов, Ю.Є. Тищенко

Екологічний ризик: методологія оцінювання та управління/ Навчальний

посібник для студентів вищих навчальних закладів – К.: Наук. думка, 2014 –

328 с.

254. Удод, В. М. Людина – удари по навколишньому середовищу – технології

запобігання забрудненню [Текст] / В. М. Удод, В. В. Трофімович,

Г. Л. Гергалова // Науково-практичні проблеми моделювання та прогнозування

надзвичайних ситуацій. – Вип. 2. – 1999. – С. 208–210.

255. Романченко, І. С. Екологічне забезпечення військ [Текст]: Моногр. /

І. С. Романченко, А. І. Сбітнєв, С. Г. Бутенко. – К.: НАО України, 2003. – 274 с.

295

256. Чумаченко, С. М. Методи ідентифікації складу та структури факторів

потоку воєнно-техногенного навантаження [Текст] / С. М. Чумаченко // Зб.

наук. пр. – Вип. 3(9). – Х.: ХУПС, 2006. – С.159–163.

257. Андреев А.В. Оценка биоразнообразия, мониторинг и экосети. - Кишенеу:

BIOTICA, 2002. – 168 с.

258. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. - М.: ИЛ, 1963. -

830с.

259. Сачков В.Н. Введение в комбинаторные методы дискретной математики. –

2-е изд., испр. и доп. – М.: МЦНМО, 2004. – 424 с.

260. Подиновский В. В. Математическая теория выработки решений в сложных

ситуациях: Учебник. - М.: Министерство обороны СССР, 1981. - 211с.

261. Хемди А. Таха Введение в исследование операций / Пер. с англ.

С.Н. Тригуб. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2005. – 912 с.

262. Т. Сааті Принятие решений Метод анализа иерархий /Перевод с

английского Р. Г. Вачнадзе– Москва «Радио связь», 1993 – 278 с.

263. Временное методическое руководство по проведению комплексных

эколого-геологических исследований (на территории Украины) / Е.А. Яковлев,

Г.Г. Лютый, В.И. Почтаренко и др. – К.: ГГП «Геопрогноз», 1994. – 331 с.

264. Чумаченко, C.М. Методика екологічної оцінки впливу факторів воєнно-

техногенного навантаження бойової підготовки на стан природного

середовища військового полігону // Збірник наукових праць. – Вип. 3(28). – К.:

ЦНДІ МО України, 2004. - С.180-187.

265. Рудько Г.І., Бондар О.І. Екологічна безпека вугільних родовищ України. /

Г.І.Рудько, О.І. Бондар, Є.А. Яковлєв, О.А. Машков, С.А. Плахотній,

В.М. Єрмаков // монографія, ВВД Бук Рекм м. Чернівці – 2016. - 608с.

266. Биченок М.М. Основи інформатизації управління регіональною безпекою. –

К.: ІПНБ, 2005. – 196 с.

267. Закон України “Про об'єкти підвищеної небезпеки”. Відомості Верховної

Ради, 2003, N 30, ст. 347.

268. Биченок М. М., Трофимчук О. М. Проблеми природно-техногенної безпеки

в Україні. - К.: РНБОУ, 2002. — 153 с.

296

269. Буравлъов Є.П. Безпека навколишнього середовища. К.: ІПНБ, 2004. - 320с.

270. Бююль Ахим, Цефель Петер SPSS: искусство обработки информации.

Анализ статистических данных и восстановление скрытых закономірностей /

Пер. с нем. – Спб.:ООО «ДиаСофтЮП», 2005. – 608 с.

271. Классификация и кластер / Под ред. Дж. Вэн Разин. - М.: Мир, 1980. – 389 с.

272. Ward J. H. Hierarchical grouping to optimize an objective function. Journal of the

American Statistical Association, 1963. – 236 р.

273. Данилюк, С. Л. Застосування балансових моделей на базі спостерігача

вольтерівської системи для оцінки впливу воєнно-техногенного навантаження

від бойових дій і військових навчань на довкілля [Текст] / С.Л. Данилюк //

Математичне та імітаційне моделювання систем. МОДС 2014: Дев’ята

міжнар. наук.-практ. конф., м. Київ-Жукин, 23-27 чер. 2014 р.: тези доповідей.

– Чернігів: ЧДІЕУ, 2014. – С. 31-34.

274. Данилюк, С. Л. Підходи до застосування індикаторів та індексів

екодинаміки в системі адаптивного екологічного моніторингу навколишнього

природного середовища районів бойових дій [Текст] / С.Л. Данилюк //

Зб. матеріалів пост.-діюч. наук.-практ. семін.: “Актуальні проблеми

будівництва Збройних Сил, їх застосування та всебічного забезпечення”

(м. Київ, 17 лист. 2014 р.). ЦНДІ ЗС України. – К., 2014. Вип. 2 (17). – С. 243-

253. – (Для службового користування).

275. Улицкий О.А. Гідрогеологічні та геомеханічні фактори екологічної безпеки

геологічного середовища в умовах зняття вугільних шахт з експлуатації: дис...

док. техн. наук: 21.06.01. Державна установа «Інститут геохімії навколишнього

середовища НАН України», Київ, 2014. 287 с.

276. Павличенко А.В. Екологічна небезпека експлуатації та ліквідації вугільних

шахт: методологія оцінки, напрями і засоби зниження: дис. док. техн. наук:

21.06.01. Державний вищий навчальний заклад «Національний гірничий

університет» Міністерства освіти і науки України, Дніпро, 2017. 351 с

277. Улицкий О.А. Типовой план управления окружающей средой при закрытии

угольных шахт / О.А. Улицький // Техногенно-екологічна безпека та цивільний

захист. – Вип. 3. – 2011. – С. 28-36.

297

ДОДАТКИ

298

Додаток А

299

300

301

Додаток Б

302

303

Додаток В

304

305

306

Додаток Г

Таблиця Г.1

Перелік об’єктів підвищеної небезпеки Донецької та Луганської областей із

зазначенням місця розташування

№ з/п Місце розташування,

код КОАТУУ Назва об'єкта

ДОНЕЦЬКА ОБЛАСТЬ

Підконтрольна територія

1 м. Маріуполь,

1412300000

Старо-Кримська ФС Маріупольського

РУ КП "Вода Донбасу"

2 м. Маріуполь,

1412300000

ПАТ "МК Азовсталь"

3 м. Маріуполь,

1412300000

ПрАТ "Маріупольський ММК

ім. Ілліча"

4 м. Маріуполь,

1412300000

Концерн «Азовмаш»

5 м. Маріуполь,

1412300000

ПАТ "Маркограф"

6 м. Краматорськ,

1412900000

ФС КВП “Краматорський водоканал”

7 м. Краматорськ,

1412900000

ФС КВП “Краматорський водоканал”

8 м. Краматорськ,

1412900000

Очисні споруди КВП “Краматорський

водоканал”

9 м. Костянтинівка,

1412600000

ДП “Костянтинівський державний

хімічний завод”

10 Бахмутський р-н,

1420900000

ПрАТ «Бахмутський аграрний союз»,

11 м. Краматорськ,

1412900000

Білянська НС Слов’янського РУ КП

"Компанія "Вода-Донбасу"

12 м. Краматорськ,

1412900000

НС III-го підйому Слов'янського РУ КП

"Компанія "Вода-Донбасу"

13 м. Мирноград,

1411300000

НС Красноарміййське РВУ КП "Компанія

"Вода-Донбасу”

14 Бахмутський р-н,

1420900000

Донецька РВУ КП "Компанія "Вода

Донбасу"

307

15 м. Авдіївка,

1410200000

ВАТ “Авдіївський коксохім завод”

16 м. Костянтинівка,

1412600000

Очисні споруди водного і

каналізаційного господарств

Костянтинівського ВУ ВКГ КП

“Компанія Вода-Донбасу”

17 Костянтинівський р-н,

1422400000

Білокузьминівська насосна станція Часів-

Ярського РВУ КП "Компанія "Вода-

Донбасу"

18 м. Слов’янськ,

1414100000

Слов’янська ФС №1, Слов’янське РВУ

КП "Компанія "Вода-Донбасу»

19 м. Слов’янськ,

1414100000

Очисні споруди КП

"Слов’янськводоканал"

20 смт. Новгородське,

1411246500

Коксохімічне виробництво (Фенольний

завод” ТОВ НВО «Інкор і К»)

21 Мар'їнський р-н,

1423300000

СО "Кураховської ТЕС" ТОВ

"Східенерго".

22 Слов’янський р-н,

с. Донецьке,

1424255900

Слов’янська ФС № 2 Слов’янського РВУ

КП "Компанія "Вода Донбасу"

23 Слов’янський р-н,

с. Донецьке,

1424255900

Слов’янська ФС № 1 Слов’янського РВУ

КП "Компанія "Вода Донбасу"

24 Бахмутський р-н,

с. Мироновське,

1420900000

"Миронівська ТЕС" ПАТ «ДТЕК

Донецькобленерго»

25 Бахмутський р-н

м. Світлодарськ,

1420900000

ПАТ "Центрнерго" Вуглегірська ТЕС"

26 Бахмутський р-н,

1420900000

Часов-Ярська ФС РВУ КП "Компанія

"Вода-Донбасу"

27 м. Бахмут,

1410300000

Бахмутська ФС Часов-Ярського РВУ КП

“Компанія Вода-Донбасу”

28 Добропільський р-н,

1422000000

Добропільська НС Добровільського

ВУВКГ КП "Компанія "Вода-Донбасу"

29 Волноваський район,

1421500000

Велико-Анадольська ФС

Червоноармійського РУ КП "Компанія

"Вода-Донбасу"

30 Мангушський р-н,

1423900000

Станція біологічної очистки КП ВУ ВКГ

«Маріупольський міськводоканал»

31 м. Селидове,

1413800000

Шахта "Курахівська"

308

32 м. Селидове,

1413800000

Шахта ім. Котляревська

33 м. Новогродівка,

1413600000

шахта № 1-3 "Новогродівська

34 м. Селидове,

1413800000

Шахта "Україна"

35 м. Торецьк, 1411200000 Шахта "Торецька"

36 м. Торецьк, 1411200000 Шахта "Центральна"

37 м. Торецьк, 1411200000 Шахта "Північна"

38 м. Торецьк, 1411200000 Шахта "Південна"

39 м. Торецьк, 1411270300 Шахта ім. Артема

40 м. Торецьк, 1411270300 Шахта Св. Матрони Московської

41 м. Вугледар,

1414800000

Водопровідний вузол Вугледарського

комбінату комунальних підприємств

42 с. Луганське,

1423384500 Насосна станція II підйому Південно-

донбаського водопроводу

43 м. Слов’янськ,

1414100000 Слов"янська ТЕС ПАТ "Донбасенерго"

44 Ясинуватський р-н,

1425500000 Донецька фільтрувальна станція КП

"Компанія "Вода Донбасу"

45 Донецька

область,1400000000 Канал "Сіверський Донець-Донбас" КП

"Компанія "Вода Донбасу"

46 Донецька

область,1400000000 "Південно-Донбаський водогін" КП

"Компанія "Вода Донбасу"

47 Донецька

область,1400000000 Насосна станція I,ІІ,ІІІ та ІV підйому

каналу "Сіверський Донець-Донбас" КП

"Компанія "Вода Донбасу"

48 м. Слов’янськ,

1414100000 Насосна станція I підйому Південно-

донбаського водопроводу

49 м. Горлівка,

1410600000 Насосна станція IIІ підйому Південно-

донбаського водопроводу

ІТОГО (49)

Непідконтрольна територія

309

1 м. Донецьк,

141010000

Шахта № 4-21

2 м. Донецьк,

141010000

Шахта "Жовтневий рудник"

3 м. Донецьк,

141010000

Шахта "Жовтнева"

4 м. Донецьк,

141010000

Шахта ім. Абакумова

5 м. Донецьк,

141010000

Шахта ім. Скочинського

6 м. Донецьк,

141010000

Шахта "Трудівська"

7 м. Донецьк,

141010000

Шахта ім. Челюскінців

8 м. Донецьк,

141010000

Шахта ім. М.Горького

9 м. Донецьк,

141010000

Шахта ім. А.Ф. Засядька

10 м. Донецьк,

141010000

Шахта "Лідіївка"

11 м. Донецьк,

141010000

Шахта ім. Калініна.

12 м. Донецьк,

1410100000

Донецький казений завод хімічних

виробів

13 м. Донецьк,

141010000

Гідровузол № 6 “Червона зірка” ВАТ

"Донвуглеводоканал"

14 м. Донецьк,

141010000

Очисні споруди (станція аерації) КІШ

ДМР «Донецькміськводоканал»

15 м. Донецьк,

141010000

Петровський водопровідний вузол ККП

ДМР “Донецькміськводоканал”

16 м. Донецьк,

141010000

Донецький металургійний завод

17 м. Донецьк,

141010000

Донецький заводобудівний комбінат

18 м. Донецьк,

141010000

Завод "Норд"

19 м. Донецьк,

141010000

Донецький електрометалургійний завод

20 м. Донецьк,

141010000

Донецккокс

21 м. Донецьк,

141010000

Завод «Донецьккабель»

310

22 м. Горлівка,

1410600000

ВАТ "Концерн"Стирол"

23 м. Горлівка,

1410600000

ДП "Горлівський хімічний завод"

24 м. Горлівка,

1410600000

Центральні очисні споруди, Горлівське

ВУВКГ КП "Компанія "Вода-

Донбасу”

25 м. Горлівка,

1410600000

ФС № 2 РУ КП "Компанія

"Вода-Донбасу”

26 м. Горлівка,

1410600000

ТОВ "Микитртуть"

27 м. Горлівка,

1410600000

Шахта № 2-2 біс

28 м. Горлівка,

1410600000

ДП шахта ім. М.І.Калініна

29 м. Горлівка,

1410600000

Шахта ім. В.І.Леніна

30 м. Горлівка,

1410600000

Шахта ім. Гайового

31 м. Горлівка,

1410600000

ЦЗФ «Узловська»

32 м. Горлівка,

1410600000

ЦЗФ «Калінінська»

33 м. Горлівка,

1410600000

Шахта "Олександр-Захід"

34 м. Горлівка,

1410600000

Шахта "Комсомольська"

35 м. Горлівка,

1410600000

Шахта "Кочегарка"

36 м. Горлівка,

1410600000

Шахта ім. Ізотова

37 м. Горлівка,

1410600000

Шахта ім. Ю.О.Гагаріна

38 м. Горлівка,

1410600000

Шахта ім. К.А.Рум’янцева

39 м. Горлівка,

1410600000

Горлівська ФС №1 РУ КП "Компанія

"Вода Донбасу"

40 м. Горлівка,

1410600000

ТОВ «Істек» філія «Горлівський

коксохімічний завод»,

41 м. Горлівка,

1410600000

ТОВ «Нафтек»

42 м. Горлівка,

1410600000

Горлівський машинобудівний завод ім.

Кірова

311

43 м. Горлівка,

1410600000

«Корум Горлівський Машинобудівний

завод»

44 м. Єнакієве,

1412000000

Склад хлору та хлораторна очисних

споруд № 1 Єнакіївського ВУВКГ КП

"Компанія "Вода-Донбасу"

45 м. Єнакієве,

1412000000

Волинцівська ФС Єнакіївського РУ КП

"Компанія Вода-Донбасу"

46 м. Єнакієве,

1412000000

ПрАТ "Єнакіївський коксохімпром"

47 м. Єнакієво,

1412000000

СП «Шахта "Ольховатська"

48 м. Єнакієво,

1412000000

СП «Шахта ім. Карла Маркса

49 м. Єнакієво,

1412000000

«Шахта "Полтавська"

50 м. Єнакієво,

1412000000

«Шахта "Булавинська"

51 м. Єнакієво,

1412000000

«Шахта "Єнакієвська"

52 м. Єнакієво,

1412000000

«Шахта "Вуглегірська"

53 м. Єнакієво,

1412000000

Шахта ім. Карла Маркса

54 м. Єнакієво,

1412000000

Шахта "Червоний Профінтерн"

55 м. Єнакієво,

1412000000

Шахта "Юнком"

56 м. Єнакієво,

1412000000

ВОК "Олександрівське" № 4

57 м. Єнакієво,

1412000000

Шахта "Кондратівська"

58 м. Єнакієво,

1412000000

Єнакіївський коксохімпром

59 м. Єнакієве,

1412000000

ПрАТ "Єнакієвський металургійний

завод"

60 м. Макіївка,

1413500000

ПрАТ "Макіївський металургійний

завод"

61 м. Макіївка,

1413500000

ПАТ «Макіївський коксохічіний завод»

62 м. Макіївка,

1413500000

Шахта "Холодна балка"

312

63 м. Макіївка,

1413500000

Шахта ім. Бажанова

64 м. Макіївка,

1413500000

Шахта «Чайкіно»

65 м. Макіївка,

1413500000

Шахта "Щегловська-Глибока"

66 м. Харцизьк,

1415000000

Очисні споруди міськводоканалу УЖКГ

Харцизького міськвиконкому

67 м. Харцизьк,

1415000000

Харцизька філія ПАТ “ВО”Стальканат-

Сілур” заводу “Сілур”

68 Ясинуватський р-н,

1425500000

Донецька ФС Донецька РВУ КП

"Компанія "Вода Донбасу"

69 Ясинуватський р-н,

1425500000

Верхньо-Кальміуська ФС Донецького

РВУ КП "Компанія "Вода-Донбасу"

70 Ясинуватський р-н,

1425500000

Дільниця аміакопроводу "Тольятті-

Одеса" ДП "Укрхімтрансаміак"

71 м. Шахтарськ,

1415300000

Очисні споруди Шахтарського ВУВКГ

КП "Компанія "Вода-Донбасу"

72 м. Харцизьк, с. Зуївка,

1415046200

Ольховська НФС, Макіївське ВУВКГ КП

"Компанія "Вода-Донбасу"

73 Шахтарський р-н,

с. Молодецьке,

1425200000

Новостожівська НС Шахтарського

ВУВКГ КП "Компанія "Вода-Донбасу"

74 м. Чистякове,

1414700000

Очисні споруди, Торезького ВУВКГ

Єнакіївського РВУ КП "Компанія "Вода-

Донбасу"

75 Ясинуватьский р-н,

1425500000

ПАТ «Ясинівський коксохімічний завод»

76 Ясинуватський р-н,

с. Карлівка,

1423381103

Красноармійська ФС Красноармійського

РВУ КП "Компанія ""Вода-Донбасу"

77 Шахтарський р-н,

с. Грабове,

14252281201

Грабовська ФС Шахтарського ВУВКГ

КП «Компанія Вода Донбасу»

78 Вся територія

Донецької області

ДП "Укртрансхимаміак" (магістральні

аміакопроводи)

79 смт. Майорськ,

1410665600 Насосна станція "Майорська"

80 м. Горлівка,

1410600000 Горлівська насосна станція

313

81 м. Горлівка,

1410600000 Горлівська перша фільтрувальна станція

82 м. Горлівка,

1410600000 Горлівська друга фільтрувальна станція

83 с. Мінеральна,

1425587600 Насосна станція IV підйому каналу

Сіверський Донець-Донбас

ІТОГО (83)

РАЗОМ по Донецькій

області (49+83=132)

ЛУГАНСЬКА ОБЛАСТЬ

Підконтрольна територія

1 Троїцький р-н,

4425400000

Філія Воронезького управління ВАТ

"Трансаміак" Аміакопровод "Тольятті –

Одеса"

2 м. Рубіжне,

4412500000

Рубіжанський казенний хімзавод "Зоря"

3 м. Рубіжне,

4412500000

ТОВ “НВП Зоря”

4 м. Рубіжне,

4412500000

ПП «Хімпостачальник»

5 м. Сєвєродонецьк,

4412900000

ПрАТ «Сєвєродонецьке Об’єднання

«Азот»

6 м. Сєвєродонецьк,

4412900000

ТОВ «НВО Сєвєродонецький

склопластик»

7 Новоайдарський р-н,

4410161400 Відокремлений підрозділ "ДТЕК

Луганська ТЕС" ТОВ "ДТЕК Східенерго

8 м. Лисичанськ,

4411800000

ВОК "Черноморка"

9 м. Лисичанськ,

4411800000

шахта ім. Капустіна

10 м. Лисичанськ,

4411800000

шахта ім. Мельникова

11 м. Лисичанськ,

4411800000

шахта "Привільнянська"

12 м. Лисичанськ,

4411800000

шахта "Новодружеська"

13 м. Лисичанськ,

4411800000

ПрАТ «Линік»

314

14 Попаснянський р-на,

4423858200

шахта "Тошківська"

15 Попаснянський р-на,

4423810500

шахта "Гірська"

16 Попаснянський р-на,

4423810800

шахта "Карбоніт"

17 Попаснянський р-на,

4423810800

шахта "Золота"

18 Попаснянськи р-н, смт.

Білогорівка,

4423855300

Склад зберігання рідкого хлору

Управління з експлуатації Західної ФС

ОКП «Компанія Луганськвода»

19 смт. Новотошківське ,

4411045500

Шахта "Пролетарська

20 м Кремінна,

4421610100

Шахта Кременна

21 м. Лисичанськ,

4411800000

Лисичанський нафтопереробний завод

22 м. Кадіївка,

4413100000

Стаханівський завод феросплавів

23 м. Петровське,

4411670900

Хімічне казенне об'єднання імені Г. І.

Петровського

24 м. Рубіжне,

4412500000

Рубіжанський барвник

25 м. Первома́йськ,

4412100000

Першотравневий електромеханічний

завод

26 м. Лисичанськ,

4411800000

Лисичанський содовий завод

27 Попаснянський р-на,

4423810800

Західна фільтрувальна станція КП

"Попаснянський районний водоканал"

ІТОГО (27)

Непідконтрольна територія

1 м. Кадіївка,

4413100000

Управління з експлуатації Західної ФС

ОКП «Компанія Луганськвода»

2 м. Вахрушеве,

4411670300

Янівська ФС ОКП "Компанія

Луганськвода"

3 смт. Вергулівка,

4410545300

Шахта Вергулівська

4 м. Луганськ,

4410100000

Завод «Луганськтепловоз»

5 м. Луганськ,

4410100000

Луганський завод медичних виробів

315

6 м. Луганськ,

4410100000

Луганський літейно-механічний завод

7 м. Антрацит,

4410300000

Антрацитвуглеремонт

8 м. Стаханів,

4413100000

Стахановський вагонобудівний завод

9 м. Алчевськ, 441120000 ПАТ “Алчевськкокс”

10 м. Алчевськ,

4411200000

Алчевський металургійний комбінат

11 м. Алче́вськ,

4411200000

Алчевський коксохімічний завод

12 м. Первомайськ,

4412100000

Шахта Первомайська

13 смт. смт. Ломуватка ,

4410546200

Шахта "Ламоватська"

14 м. Первомайськ,

4412100000

Шахта Родіна

15 м. Голубовськ,

4411000000

Шахта імені Кірова

16 м. Перевальськ,

4423610100 Шахта Україна

17 м. Голубовськ,

4411000000

Шахта Голубівська

ІТОГО (17)

РАЗОМ по Луганській

області 27+17=44)

ВСЬОГО по Донецькій

та Луганській області

(132+44=176)

316

Додаток Д

Таблиця Д.1

Перелік об’єктів підвищеної небезпеки Донецької та Луганської областей із

зазначенням інтегрального критерію оцінки загроз

№ п/п

Об'єкт оцінки загрози Інтегральний

критерій оцінки

загрози

Донецька область

Підконтрольна територія

1 Шахта "Курахівська" 2,064734857

2 Шахта ім. Котляревська 2,064734857

3 шахта № 1-3 "Новогродівська 2,064734857

4 Шахта "Україна" 2,064734857

5 Шахта "Торецька" 2,064734857

6 Шахта "Центральна" 2,064734857

7 Шахта "Північна" 2,064734857

8 Шахта "Південна" 2,064734857

9 Шахта ім. Артема 2,064734857

10 Шахта Св. Матрони Московської 2,064734857

11 СО "Кураховської ТЕС" ТОВ "Східенерго". 1,887397526

12 "Миронівська ТЕС" ПАТ «ДТЕК Донецькобленерго» 1,887397526

13 ПАТ "Центрнерго" Вуглегірська ТЕС" 1,887397526

14 ПАТ "МК Азовсталь" 2,142199146

15 ПрАТ "Маріупольський ММК ім. Ілліча" 2,142199146

16 ПАТ "Маркограф" 2,095514333

17 ДП “Костянтинівський державний хімічний завод” 2,239061872

18 ВАТ “Авдіївський коксохім завод” 2,239061872

19 Коксохімічне виробництво (Фенольний завод” ТОВ НВО «Інкор і К») 2,239061872

20 Старо-Кримська ФС Маріупольського РУ КП "Вода Донбасу" 1,609545873

21 ФС КВП “Краматорський водоканал” 1,609545873

22 ФС КВП “Краматорський водоканал” 1,609545873

23 Очисні споруди КВП “Краматорський водоканал” 1,609545873

24 ПрАТ «Бахмутський аграрний союз» 1,959275336

25 Білянська НС Слов’янського РУ КП "Компанія "Вода-Донбасу"

1,156696067

317

26 НС III-го підйому Слов'янського РУ КП "Компанія "Вода-Донбасу"

1,156696067

27 НС Красноарміййське РВУ КП "Компанія "Вода-Донбасу” 1,156696067

28 Донецька РВУ КП "Компанія "Вода Донбасу"

1,156696067

29

Очисні споруди водного і каналізаційного господарств

Костянтинівського ВУ ВКГ КП “Компанія Вода-Донбасу”

1,584619593

30 Білокузьминівська насосна станція Часів-Ярського РВУ КП "Компанія

"Вода-Донбасу" 1,156696067

31 Слов’янська ФС №1, Слов’янське РВУ КП "Компанія "Вода-Донбасу»

1,608631923

32 Очисні споруди КП "Слов’янськводоканал"

1,584619593

33 Слов’янська ФС № 2 Слов’янського РВУ КП "Компанія "Вода

Донбасу" 1,608631923

34 Слов’янська ФС № 1 Слов’янського РВУ КП "Компанія "Вода

Донбасу" 1,608631923

35 Часов-Ярська ФС РВУ КП "Компанія "Вода-Донбасу"

1,608631923

36 Бахмутська ФС Часов-Ярського РВУ КП “Компанія Вода-Донбасу”

1,608631923

37 Добропільська НС Добровільського ВУВКГ КП "Компанія "Вода-

Донбасу" 1,156696067

38 Велико-Анадольська ФС Червоноармійського РУ КП "Компанія "Вода-

Донбасу" 1,608631923

39 Станція біологічної очистки КП ВУ ВКГ «Маріупольський

міськводоканал» 1,584619593

40 Водопровідний вузол Вугледарського комбінату комунальних

підприємств 1,156696067

41 Насосна станція II підйому Південно-донбаського водопроводу 1,156696067

42 Концерн «Азовмаш» 1,952942715

43 Слов"янська ТЕС ПАТ "Донбасенерго" 1,887397526

44 Донецька фільтрувальна станція КП "Компанія "Вода Донбасу"

1,608631923

45 Канал "Сіверський Донець-Донбас" КП "Компанія "Вода Донбасу"

46 "Південно-Донбаський водогін" КП "Компанія "Вода Донбасу"

318

47 Насосна станція I,ІІ,ІІІ та ІV підйому каналу "Сіверський Донець-

Донбас" КП "Компанія "Вода Донбасу" 1,608631923

48 Насосна станція I підйому Південно-донбаського водопроводу 1,608631923

49 Насосна станція IIІ підйому Південно-донбаського водопроводу

1,608631923

Непідконтрольна

1 Шахта № 4-21 2,064734857

2 Шахта "Жовтневий рудник" 2,064734857

3 Шахта "Жовтнева" 2,064734857

4 Шахта ім. Абакумова 2,064734857

5 Шахта ім. Скочинського 2,064734857

6 Шахта "Трудівська" 2,064734857

7 Шахта ім. Челюскінців 2,064734857

8 Шахта ім. М.Горького 2,064734857

9 Шахта ім. А.Ф. Засядька 2,064734857

10 Шахта "Лідіївка" 2,064734857

11 Шахта ім. Калініна. 2,064734857

12 Шахта № 2-2 біс 2,064734857

13 ДП шахта ім. М.І.Калініна 2,064734857

14 Шахта ім. В.І.Леніна 2,064734857

15 Шахта ім. Гайового 2,064734857

16 ЦЗФ «Узловська» 2,064734857

17 ЦЗФ «Калінінська» 2,064734857

18 Шахта "Олександр-Захід" 2,064734857

19 Шахта "Комсомольська" 2,064734857

20 Шахта "Кочегарка" 2,064734857

21 Шахта ім. Ізотова 2,064734857

22 Шахта ім. Ю.О.Гагаріна 2,064734857

23 Шахта ім. К.А.Рум’янцева 2,064734857

24 СП «Шахта "Ольховатська" 2,064734857

25 СП «Шахта ім. Карла Маркса 2,064734857

26 «Шахта "Полтавська" 2,064734857

27 «Шахта "Булавинська" 2,064734857

28 «Шахта "Єнакієвська" 2,064734857

319

29 «Шахта "Вуглегірська" 2,064734857

30 Шахта ім. Карла Маркса 2,064734857

31 Шахта "Червоний Профінтерн" 2,064734857

32 Шахта "Юнком"

2,064734857

33 Шахта "Кондратівська" 2,064734857

34 Шахта "Холодна балка" 2,064734857

35 Шахта ім. Бажанова 2,064734857

36 Шахта «Чайкіно» 2,064734857

37 Шахта "Щегловська-Глибока" 2,064734857

38 Донецький металургійний завод 2,212758916

39 Донецький електрометалургійний завод 2,212758916

40 ПрАТ "Єнакієвський металургійний завод" 2,212758916

41 ПрАТ "Макіївський металургійний завод" 2,212758916

42 Донецький казений завод хімічних виробів 2,235481662

43 Донецккокс 2,235481662

44 ВАТ "Концерн"Стирол"

2,235481662

45 ДП "Горлівський хімічний завод"

2,235481662

46 ТОВ "Микитртуть" 2,235481662

47 ТОВ «Істек» філія «Горлівський коксохімічний завод»,

2,235481662

48 ТОВ «Нафтек»

2,235481662

49 ПрАТ "Єнакіївський коксохімпром"

2,235481662

50 Єнакіївський коксохімпром

2,235481662

51 ПАТ «Макіївський коксохічіний завод» 2,235481662

52 Дільниця аміакопроводу "Тольятті-Одеса" ДП "Укрхімтрансаміак"

2,235481662

53 ПАТ «Ясинівський коксохімічний завод» 2,235481662

54 ДП "Укртрансхимаміак" (магістральні аміакопроводи)

2,235481662

55 Гідровузол № 6 “Червона зірка” ВАТ "Донвуглеводоканал"

1,156696067

56 Очисні споруди (станція аерації) КІШ ДМР «Донецькміськводоканал»

1,584619593

57 Петровський водопровідний вузол ККП ДМР

“Донецькміськводоканал” 1,156696067

320

58 Центральні очисні споруди, Горлівське ВУВКГ КП "Компанія "Вода-

Донбасу” 1,584619593

59 ФС № 2 РУ КП "Компанія "Вода-Донбасу”

1,609545873

60 Горлівська ФС №1 РУ КП "Компанія "Вода Донбасу" 1,609545873

61

Склад хлору та хлораторна очисних споруд № 1 Єнакіївського ВУВКГ

КП "Компанія "Вода-Донбасу"

1,997805435

62 Волинцівська ФС Єнакіївського РУ КП "Компанія Вода-Донбасу"

1,609545873

63 ВОК "Олександрівське" № 4

1,584619593

64 Очисні споруди міськводоканалу УЖКГ Харцизького міськвиконкому

1,584619593

65 Донецька ФС Донецька РВУ КП "Компанія "Вода Донбасу"

1,609545873

66 Верхньо-Кальміуська ФС Донецького РВУ КП "Компанія "Вода-

Донбасу" 1,609545873

67 Очисні споруди Шахтарського ВУВКГ КП "Компанія "Вода-Донбасу"

1,584619593

68 Ольховська НФС, Макіївське ВУВКГ КП "Компанія "Вода-Донбасу"

1,609545873

69 Новостожівська НС Шахтарського ВУВКГ КП "Компанія "Вода-

Донбасу" 1,609545873

70 Очисні споруди, Торезького ВУВКГ Єнакіївського РВУ КП "Компанія

"Вода-Донбасу" 1,584619593

71 Красноармійська ФС Красноармійського РВУ КП "Компанія ""Вода-

Донбасу" 1,609545873

72 Грабовська ФС Шахтарського ВУВКГ КП «Компанія Вода Донбасу»

1,609545873

73 Насосна станція "Майорська" 1,156696067

74 Горлівська насосна станція 1,156696067

75 Горлівська перша фільтрувальна станція 1,609545873

76 Горлівська друга фільтрувальна станція 1,609545873

77 Насосна станція IV підйому каналу Сіверський Донець-Донбас 1,156696067

78 Донецький заводобудівний комбінат 1,397459947

79 Завод "Норд" 1,397459947

80 Завод «Донецьккабель» 1,397459947

81 Горлівський машинобудівний завод ім. Кірова 1,397459947

321

82 «Корум Горлівський Машинобудівний завод» 1,397459947

83 Харцизька філія ПАТ “ВО”Стальканат-Сілур” заводу “Сілур” 1,397459947

Луганська область

Підконтрольна територія

1 шахта ім. Капустіна 2,064734857

2 шахта ім. Мельникова 2,064734857

3 шахта "Привільнянська" 2,064734857

4 шахта "Новодружеська" 2,064734857

5 шахта "Тошківська" 2,064734857

6 шахта "Гірська" 2,064734857

7 шахта "Карбоніт" 2,064734857

8 шахта "Золота" 2,064734857

9 Шахта "Пролетарська 2,064734857

10 Шахта Кременна 2,064734857

11 Відокремлений підрозділ «ДТЕК Луганська ТЕС» ТОВ «ДТЕК

Східенерго»

12

Філія Воронезького управління ВАТ "Трансаміак" Аміакопровод

"Тольятті – Одеса"

2,239061872

13 Рубіжанський казенний хімзавод "Зоря" 2,239061872

14 ПП «Хімпостачальник» 2,239061872

15 ПрАТ «Сєвєродонецьке Об’єднання «Азот»

2,239061872

16 ПрАТ «Линік»

2,239061872

17 Лисичанський нафтопереробний завод

2,239061872

18 Стаханівський завод феросплавів 2,239061872

19 Хімічне казенне об'єднання імені Г. І. Петровського

2,239061872

20 Рубіжанський барвник

2,239061872

21 ТОВ «НВО Сєвєродонецький склопластик» 1,021590565

22 Склад зберігання рідкого хлору Управління з експлуатації Західної ФС

ОКП «Компанія Луганськвода» 2,088851101

23 Лисичанський содовий завод

1,997805435

24 ТОВ “НВП Зоря” 1,767782055

322

25 Першотравневий електромеханічний завод 1,685227595

26 Західна фільтрувальна станція КП "Попаснянський районний

водоканал" 1,609545873

27 ВОК "Черноморка" 2,064734857

Непідконтрольна територія

1 Шахта Вергулівська 2,064734857

2 Алчевський металургійний комбінат 2,212758916

3 ПАТ “Алчевськкокс”

2,235481662

4 Алчевський коксохімічний завод 2,235481662

5 Управління з експлуатації Західної ФС ОКП «Компанія Луганськвода»

1,609545873

6 Янівська ФС ОКП "Компанія Луганськвода" 1,609545873

7 Луганський завод медичних виробів 1,356446946

8 Завод «Луганськтепловоз» 1,767782055

9 Луганський літейно-механічний завод

1,767782055

10 Антрацитвуглеремонт

1,767782055

11 Стахановський вагонобудівний завод 1,767782055

12 Шахта Україна 2,064734857

13 Шахта Голубівська 2,064734857

14 Шахта імені Кірова 2,064734857

15 Шахта Родіна 2,064734857

16 Шахта Первомайська 2,064734857

17 Шахта "Ламоватська" 2,064734857

Всі об’єкти підвищеної небезпеки поділено на групи. Кожну з груп позначено кольором.

Групи (кольори):

Об’єкти енергетики - позначено сірим кольором. Види небезпеки: гідродинамічна, біологічна,

хімічна, екологічна, фізична.

Шахти - позначено зеленим кольором. Види небезпеки: вибухопожежна, фізична, екологічна, фізична

Металургія - позначено фіолетовим кольором. Види небезпеки: фізична, хімічна, екологічна,

гідродинамічна.

Нафтопереробні і хімічні підприємства – позначено червоним кольором. Види небезпеки: хімічна,

екологічна, біологічна, вибухопожежна, фізична.

Об’єкти соціальної інфраструктури та харчові – позначено синім кольором. Види небезпеки:

бактеріологічна, біологічна, пожежна, фізична, хімічна, екологічна.

Машинобудівні - позначено помаранчевим кольором. Види небезпеки: фізична, хімічна, екологічна,

гідродинамічна.

323

Таблиця Д.2

Види небезпеки Вид небезпеки Ознаки Регламентуючі документи

Бактеріологічна Наявність небезпечних мікроорганізмів (бактерії, віруси, рикетсії,

спірохети, гриби, простіші)

ГОСТ 12.1.008-76,

ДСТУ 2636-94

Біологічна

Наявність небезпечних макроорганізмів (рослини, тварини, інші

переносники інфекційних захворювань), а також накопичувачі і полігони

біологічних відходів, очисні споруди господарсько-побутової каналізації

ГОСТ 12.1.008-76,

наказ МОЗ від 19.06.96 N 173

Вибухопожежна Наявність газоподібних, рідких та твердих речовин, матеріалів або їх

сумішей, а також окислювачів, які здатні вибухати і горіти за певних умов

ГОСТ 12.1.010-76,

ГОСТ 12.1.011-78,

ГОСТ 12.1.044-89

Гідродинамічна Наявність гідротехнічних споруд (дамби, греблі, шлюзи) для накопичення і

зберігання значних об'ємів води і рідких речовин

СНіП 2.06.01-86,

ГОСТ 27751-88

Пожежна

Наявність газоподібних, рідких та твердих речовин, матеріалів або

сумішей, які здатні підтримувати горіння

СНіП 2.01.05-85,

ДСТУ 2272-93,

ГОСТ 12.1.004-91,

ДБН В.1.1-7-2002

"Пожежна безпека об'єктів будівництва"

Радіаційна

Наявність радіоактивних речовин і матеріалів, інших джерел іонізуючого

випромінювання

НРБУ-97/Д-2000 "Норми радіаційної

безпеки України", ОСПУ 2000 "Основні

санітарні правила протирадіаційного

захисту України"

Фізична

Наявність джерел електромагнітних, світлових, акустичних чи інших полів

несприятливого діапазону або потужності. Динамічна небезпека, пов'язана

з наявністю джерел високих швидкостей руху, у тому числі перемінних

(вібрацій)

ГОСТ 12.1.006-84, ГОСТ 12.1.038-82,

ГОСТ 12.1.040-83, ГОСТ 12.1.045-84,

ГОСТ 12.1.051-90, ГОСТ 12.1.012-90,

ДСТУ 3994-2000

Хімічна Наявність токсичних, шкідливих, сильнодіючих отруйних речовин,

отрутохімікатів, хімічних засобів захисту рослин та мінеральних добрив ГОСТ 12.1.007.76

Екологічна

Можливість несприятливого впливу на довкілля техногенних і природних

факторів, в результаті чого порушується пристосування живих систем до

звичних умов існування

Державні санітарні правила та норми

ДСанПіН 2.2.7.029-99 від 01.07.99 N 29

324

Додаток Е

Оцінка ступеню екологічної загрози об’єктів підвищеної небезпеки видами виробництва

325

326

327

307

Додаток Ж

Перелік об’єктів підвищеної небезпеки із зазначенням характеристик

та виду екологічної загрози

№

з/п

Місце

розташуванн

я, код

КОАТУУ

Назва

об'єкта

стисла

характерист

ика

об

‘єкта

Інтегральни

й показник

Види

небезпеки Ризики Пропозиції

ДОНЕЦЬКА ОБЛАСТЬ

Підконтрольна територія

1 м. Маріуполь,

1412300000

Старо-

Кримська

ФС

Маріупольс

ького РУ

КП "Вода

Донбасу"

Забір,

очищення та

постачання

води

1,609545873 бактеріолог

ічна,

біологічна,

пожежна,

фізична,

хімічна,

екологічна

Техногенні,

погіршення

санітарно-

епідеміолог

ічного

середовищ

а

проживанн

я населення

моніторинг

санітарно-

епідеміолог

ічного

стану та

технічного

стану

об’єкту,

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

2 м. Маріуполь,

1412300000

ПАТ "МК

Азовсталь"

Металургійне

виробництво

2,142199146 фізична,

хімічна,

екологічна,

гідродинам

ічна

Техногенні,

забрудненн

я довкілля

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

3 м. Маріуполь,

1412300000

ПрАТ

"Маріуполь

ський

ММК ім.

Ілліча"

Металургійне

виробництво

2,142199146 фізична,

хімічна,

екологічна,

гідродинам

ічна

Техногенні,

забрудненн

я довкілля

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

4 м. Авдіївка,

1410200000

ВАТ

“Авдіївськ

ий

коксохім

завод”

Виробництво

коксу та

продуктів

нафтопереро

блення

2,239061872 хімічна,

екологічна,

біологічна,

вибухопож

ежна,

Техногенні,

викиди та

скиди НХР

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

308

фізична розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

5 смт.

Новгородське,

1411246500

Коксохіміч

не

виробництв

о

(Фенольни

й завод”

ТОВ НВО

«Інкор і

К»)

Виробництво

коксу та

продуктів

нафтопереро

блення

2,235481662 хімічна,

екологічна,

біологічна,

вибухопож

ежна,

фізична

Техногенні,

викиди та

скиди НХР

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

6 Мар'їнський

р-н,

1423300000

СО

"Кураховсь

кої ТЕС"

ТОВ

"Східенерг

о".

Постачання

електроенергі

ї, газу, пари

та

кондиційован

ого повітря

1,887397526 гідродинам

ічна,

біологічна,

хімічна,

екологічна,

фізична

Техногенні,

забрудненн

я

атмосфери,

гідросфери,

ґрунтів

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

7 Бахмутський

р-н, с.

Мироновське,

1420900000

"Миронівсь

ка ТЕС"

ПАТ

«ДТЕК

Донецькоб

ленерго»

Постачання

електроенергі

ї, газу, пари

та

кондиційован

ого повітря

1,887397526 гідродинам

ічна,

біологічна,

хімічна,

екологічна,

фізична

Техногенні,

забрудненн

я

атмосфери,

гідросфери,

ґрунтів

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

8 Бахмутський

р-н м.

Світлодарськ,

1420900000

ПАТ

"Центрнерг

о"

Вуглегірсь

ка ТЕС"

Постачання

електроенергі

ї, газу, пари

та

кондиційован

ого повітря

1,887397526 гідродинам

ічна,

біологічна,

хімічна,

екологічна,

фізична

Техногенні,

забрудненн

я

атмосфери,

гідросфери,

грунтів

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

9 м. Слов’янськ,

1414100000

Слов"янськ

а ТЕС ПАТ

"Донбасене

рго"

Постачання

електроенергі

ї, газу, пари

та

кондиційован

ого повітря

1,887397526 гідродинам

ічна,

біологічна,

хімічна,

екологічна,

фізична

Техногенні,

забрудненн

я

атмосфери,

гідросфери,

ґрунтів

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

309

10 Ясинуватськи

й р-н,

1425500000

Донецька

фільтрувал

ьна станція

КП

"Компанія

"Вода

Донбасу"

Забір,

очищення та

постачання

води

1,608631923 бактеріолог

ічна,

біологічна,

пожежна,

фізична,

хімічна,

екологічна

Техногенні,

погіршення

санітарно-

епідеміолог

ічного

середовищ

а

проживанн

я населення

моніторинг

санітарно-

епідеміолог

ічного

стану та

технічного

стану

об’єкту,

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

11 Донецька

область,14000

00000

Канал

"Сіверськи

й Донець-

Донбас"

КП

"Компанія

"Вода

Донбасу"

Забір,

очищення та

постачання

води

1,608631923 бактеріолог

ічна,

біологічна,

пожежна,

фізична,

хімічна,

екологічна

Техногенні,

погіршення

санітарно-

епідеміолог

ічного

середовищ

а

проживанн

я населення

моніторинг

санітарно-

епідеміолог

ічного

стану та

технічного

стану

об’єкту,

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

12 Донецька

область,14000

00000

"Південно-

Донбаськи

й водогін"

КП

"Компанія

"Вода

Донбасу"

Забір,

очищення та

постачання

води

1,913400242 бактеріолог

ічна,

біологічна,

пожежна,

фізична,

хімічна,

екологічна

Техногенні,

погіршення

санітарно-

епідеміолог

ічного

середовищ

а

проживанн

я населення

моніторинг

санітарно-

епідеміолог

ічного

стану та

технічного

стану

об’єкту,

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

13 ПрАТ

"Бахмутськ

ий

аграрний

союз"

Сільське

господарство,

мисливство

та надання

пов'язаних із

ними послуг

1,913400242 бактеріолог

ічна,

біологічна,

пожежна,

фізична,

хімічна,

екологічна

Техногенні,

погіршення

санітарно-

епідеміолог

ічного

середовищ

а

проживанн

я населення

моніторинг

санітарно-

епідеміолог

ічного

стану та

технічного

стану

об’єкту,

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

Бахмутський р-н, с-ще Новолуганське, 1420986201

310

1 м. Донецьк,

141010000

Шахта ім.

А.Ф.

Засядька

видобування

кам’яного

вугілля

2,064734857 вибухопож

ежна,

фізична,

екологічна,

фізична

Техногенні,

забрудненн

я

атмосферн

ого

повітря,

гідросфери

та грунтів,

вихід газу

метану на

поверхню

землі

моніторинг

та

розробка

заходів

щодо

запобігання

затоплення

шахт та

підтопленн

я

територій,

очистка

скидів

шахтних

вод і

виходу на

поверхню

шахтного

газу

2 м. Донецьк,

1410100000

Донецький

казений

завод

хімічних

виробів

Виробництво

хімічних

речовин і

хімічної

продукції

2,235481662 хімічна,

екологічна,

біологічна,

вибухопож

ежна,

фізична

Техногенні,

викиди та

скиди НХР

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

3 м. Горлівка,

1410600000

ВАТ

"Концерн"

Стирол"

Виробництво

хімічних

речовин і

хімічної

продукції

2,235481662 хімічна,

екологічна,

біологічна,

вибухопож

ежна,

фізична

Техногенні,

викиди та

скиди НХР

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

4 м. Горлівка,

1410600000

ДП

"Горлівськ

ий

хімічний

завод"

Виробництво

хімічних

речовин і

хімічної

продукції

2,235481662 хімічна,

екологічна,

біологічна,

вибухопож

ежна,

фізична

Техногенні,

викиди та

скиди НХР

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

5 м. Горлівка,

1410600000

ТОВ

"Микитрту

ть"

Виробництво

хімічних

речовин і

хімічної

продукції

2,235481662 хімічна,

екологічна,

біологічна,

вибухопож

ежна,

фізична

Техногенні,

викиди та

скиди НХР

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

311

загроз

6 м. Горлівка,

1410600000

Шахта

"Олександр

-Захід"

Видобування

кам’яного

вугілля

2,064734857 вибухопож

ежна,

фізична,

екологічна,

фізична

Техногенні,

забрудненн

я

атмосферн

ого

повітря,

гідросфери

та ґрунтів,

вихід газу

метану на

поверхню

землі

моніторинг

та

розробка

заходів

щодо

запобігання

затоплення

шахт та

підтопленн

я

територій,

очистка

скидів

шахтних

вод і

виходу на

поверхню

шахтного

газу

7 м. Горлівка,

1410600000

Шахта ім.

Ю.О.Гагарі

на

Видобування

кам’яного

вугілля

2,064734857 вибухопож

ежна,

фізична,

екологічна,

фізична

Техногенні,

забрудненн

я

атмосферн

ого

повітря,

гідросфери

та ґрунтів,

вихід газу

метану на

поверхню

землі

моніторинг

та

розробка

заходів

щодо

запобігання

затоплення

шахт та

підтопленн

я

територій,

очистка

скидів

шахтних

вод і

виходу на

поверхню

шахтного

газу

8

м. Єнакієво,

1412000000

Шахта

"Юнком"

Видобування

кам’яного

вугілля

2,064734857 вибухопож

ежна,

фізична,

екологічна,

фізична

Техногенні,

забрудненн

я

атмосферн

ого

повітря,

гідросфери

та ґрунтів,

вихід газу

метану на

поверхню

землі

моніторинг

та

розробка

заходів

щодо

запобігання

затоплення

шахт та

підтопленн

я

територій,

очистка

скидів

шахтних

вод і

виходу на

поверхню

шахтного

газу

312

9 Ясинуватськи

й р-н,

1425500000

Верхньо-

Кальміуськ

а ФС

Донецького

РВУ КП

"Компанія

"Вода-

Донбасу"

Забір,

очищення та

постачання

води

1,609545873 бактеріолог

ічна,

біологічна,

пожежна,

фізична,

хімічна,

екологічна

Техногенні,

погіршення

санітарно-

епідеміолог

ічного

середовищ

а

проживанн

я населення

моніторинг

санітарно-

епідеміолог

ічного

стану та

технічного

стану

об’єкту,

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

10 Ясинуватськи

й р-н,

1425500000

Дільниця

аміакопров

оду

"Тольятті-

Одеса" ДП

"Укрхімтра

нсаміак"

Наземний і

трубопровідн

ий транспорт

2,235481662 хімічна,

екологічна,

біологічна,

вибухопож

ежна,

фізична

Техногенні,

викиди та

скиди НХР

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

11 м. Горлівка,

1410600000

Горлівська

друга

фільтрувал

ьна станція

Забір,

очищення та

постачання

води

1,609545873 бактеріолог

ічна,

біологічна,

пожежна,

фізична,

хімічна,

екологічна

Техногенні,

погіршення

санітарно-

епідеміолог

ічного

середовищ

а

проживанн

я населення

моніторинг

санітарно-

епідеміолог

ічного

стану та

технічного

стану

об’єкту,

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

ІТОГО (11)

РАЗОМ по

Донецькій

області

(13+11=24)

ЛУГАНСЬКА ОБЛАСТЬ

Підконтрольна територія

1 Троїцький р-

н, 4425400000

Філія

Воронезько

го

управління

ВАТ

"Трансаміа

к"

Аміакопров

од

"Тольятті –

Наземний і

трубопровідн

ий транспорт

2,235481662 хімічна,

екологічна,

біологічна,

вибухопож

ежна,

фізична

Техногенні,

викиди та

скиди НХР

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

313

Одеса" загроз

2 м. Рубіжне,

4412500000

ТОВ “НВП

Зоря”

Виробництво

хімічних

речовин і

хімічної

продукції

1,767782055 фізична,

хімічна,

екологічна,

гідродинам

ічна

Техногенні,

забрудненн

я

атмосфери

та ґрунтів

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

3 м.

Сєвєродонець

к,

4412900000

ПрАТ

«Сєвєродон

ецьке

Об’єднання

«Азот»

Виробництво

хімічних

речовин і

хімічної

продукції

2,239061872 хімічна,

екологічна,

біологічна,

вибухопож

ежна,

фізична

Техногенні,

викиди та

скиди НХР

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

4 м.

Сєвєродонець

к,

4412900000

ТОВ «НВО

Сєвєродоне

цький

склопласти

к»

Виробництво

іншої

неметалевої

мінеральної

продукції

1,021590565 бактеріолог

ічна,

біологічна,

пожежна,

фізична,

хімічна,

екологічна

Техногенні,

погіршення

санітарно-

епідеміолог

ічного

середовищ

а

проживанн

я населення

моніторинг

санітарно-

епідеміолог

ічного

стану та

технічного

стану

об’єкту,

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

5 Новоайдарськ

ий р-н,

4410161400

Відокремле

ний

підрозділ

"ДТЕК

Луганська

ТЕС" ТОВ

"ДТЕК

Східенерго

"

Постачання

електроенергі

ї, газу, пари

та

кондиційован

ого повітря

1,887397526 гідродинам

ічна,

біологічна,

хімічна,

екологічна,

фізична

Техногенні,

забрудненн

я

атмосфери,

гідросфери,

ґрунтів

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

6 м.

Лисичанськ,

4411800000

ПрАТ

«Линік»

Виробництво

коксу та

продуктів

нафтопереро

блення

2,239061872 хімічна,

екологічна,

біологічна,

вибухопож

ежна,

фізична

Техногенні,

викиди та

скиди НХР

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

314

7 Попаснянськи

й р-на,

4423810800

шахта

"Золота"

Видобування

кам’яного

вугілля

2,064734857 вибухопож

ежна,

фізична,

екологічна,

фізична

Техногенні,

забрудненн

я

атмосферн

ого

повітря,

гідросфери

та ґрунтів,

вихід газу

метану на

поверхню

землі

моніторинг

та

розробка

заходів

щодо

запобігання

затоплення

шахт та

підтопленн

я

територій,

очистка

скидів

шахтних

вод і

виходу на

поверхню

шахтного

газу

8 Попаснянськи

й р-на,

4423810800

Західна

фільтрувал

ьна станція

КП

"Попаснянс

ький

районний

водоканал"

Забір,

очищення та

постачання

води

1,609545873 бактеріолог

ічна,

біологічна,

пожежна,

фізична,

хімічна,

екологічна

Техногенні,

погіршення

санітарно-

епідеміолог

ічного

середовищ

а

проживанн

я населення

моніторинг

санітарно-

епідеміолог

ічного

стану та

технічного

стану

об’єкту,

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

Непідконтрольна територія

1 м. Луганськ,

4410100000

Луганський

літейно-

механічний

завод

Виробництво

готових

металевих

виробів, крім

машин і

устатковання

1,767782055 фізична,

хімічна,

екологічна,

гідродинам

ічна

Техногенні,

забрудненн

я

атмосфери

та ґрунтів

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

2 м. Алчевськ,

4411200000

Алчевськи

й

металургій

ний

комбінат

Металургійне

виробництво

2,212758916 фізична,

хімічна,

екологічна,

гідродинам

ічна

Техногенні,

забрудненн

я довкілля

екологічни

й

моніторинг

параметрів

довкілля та

розробка

заходів

щодо

мінімізації

ризиків та

загроз

3 м.

Первомайськ,

4412100000

Шахта

"Первомай

ська"

Видобування

кам’яного

вугілля

2,064734857 вибухопож

ежна,

фізична,

екологічна,

Техногенні,

забрудненн

я

атмосферн

моніторинг

та

розробка

заходів

315

фізична ого

повітря,

гідросфери

та ґрунтів,

вихід газу

метану на

поверхню

землі

щодо

запобігання

затоплення

шахт та

підтопленн

я

територій,

очистка

скидів

шахтних

вод і

виходу на

поверхню

шахтного

газу

4 м.

Голубовськ,

4411000000

Шахта

Голубівськ

а

Видобування

кам’яного

вугілля

2,064734857 вибухопож

ежна,

фізична,

екологічна,

фізична

Техногенні,

забрудненн

я

атмосферн

ого

повітря,

гідросфери

та ґрунтів,

вихід газу

метану на

поверхню

землі

моніторинг

та

розробка

заходів

щодо

запобігання

затоплення

шахт та

підтопленн

я

територій,

очистка

скидів

шахтних

вод і

виходу на

поверхню

шахтного

газу

316

Додаток З

СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

I Публікації у наукових фахових виданнях, затверджених МОН України:

1. Ермаков В.Н. Изменение гидродинамических условий и их роль в

подтоплении при закрытии Брянковской группы шахт /[В.Н. Ермаков, О.А.

Улицкий, Е.П. Котелевец] // Уголь Украины, № 1 – 2000. С. 13-15

2. Семенов А.П Обеспечение гидрогеологической безопасности на

действующих шахтах / [А.П. Семенов, В.Н. Ермаков, О.А. Улицкий] //

Уголь Украины, № 8 – 2000. –С. 28-30.

3. Ермаков В.Н. Определение оптимальных размеров барьерных угольных

целиков при закрытии шахт /[В.Н. Ермаков, А.П. Семенов,

Е.И. Питаленко] // Известия Донецкого горного института, № 2, 2002. –

С. 90-92.

4. Ермаков В.Н. Основные принципы организации маркшейдерско-

гидрогеологического мониторинга территорий ликвидируемых угольных

шахт Донбасса / [В.Н. Ермаков, О.А. Улицкий, Ю.Н. Гавриленко] //

Проблеми гірського тиску: Зб. наук. тр. № 5 - Донецьк, 2001. - С. 122-132.

5. Гавриленко Ю.Н. Состав и структура информационной системы

мониторинга территорий ликвидируемых шахт Донбасса /

[Ю.Н. Гавриленко, В.Н. Ермаков, О.А. Улицкий] // Сборник научных

трудов Национальной горной академии Украины, № 12, том 1 -

Днепропетровск, 2001. - С. 160-164.

6. Ермаков В.Н. Изменение гидрогеологических и геомеханических условий

при закрытии шахт / [В.Н. Ермаков, О.А. Улицкий, Е.И. Питаленко, Ю.Н.

Гавриленко, В.И. Таранец] // Наукові праці Донецького національного

технічного університету, Серія гірничо-геологічна, вип. 32, Донецьк,

ДонНТУ, 2001. – С. 69-73.

7. Семенов А.П. Математическое моделирование напряженного состояния

барьерных целиков / [А.П. Семенов, В.Н. Ермаков, А.Ю. Хотлубей] //

317

Физико-технические проблемы горного производства, вып. 3, Донецк

2001. – С. 132-146.

8. Ермаков В.Н. Вторичные повреждения зданий после окончания влияния

горных работ / [В.Н. Ермаков, Ю.Ф. Кренида] // Физико-технические

проблемы горного производства, вып. 4, Донецк 2001. – С. 19-28.

9. Семенов А.П. Обеспечение нормальной эксплуатации объектов

поверхности в пределах горных отводов ликвидируемых шахт /

[А.П. Семенов, В.Н. Ермаков, И.Ф. Озеров, В.Р. Шнеер] // Уголь Украины

– 2000. - № 12. С. 27-30.

10. Ермаков В.Н. Развитие процессов подтопления земной поверхности под

влиянием закрывающихся шахт / [В.Н. Ермаков, А.П. Семенов,

Р.А. Улицкий, Е.П. Котелевец, А.В. Тарахкало] // Уголь Украины – 2001. -

№ 6. С. 12-14.

11. Ермаков В.Н. Организация мониторинга в природной и техногенной

средах Стахановского региона / [В.Н. Ермаков, О.А. Улицкий,

И.В. Выростков] // Уголь Украины – 2001. - № 11-12. С. 54-56.

12. Ермаков В.Н. Перспективы городского хозяйства шахтерских поселков

после закрытия шахт / [В.Н. Ермаков, Ю.Ф. Кренида] // Наукові праці

Донецького національного технічного університету, Серія гірничо-

геологічна, вип. 36 Донецьк, ДонНТУ, 2001. – С.97-102.

13. Ермаков В.Н. Развитие процессов подтопления в связи с возможным

изменением гидрогеологических условий при закрытии шахты

«Октябрьская» в г. Донецке / [В.Н Ермаков, О.А.Улицкий,

И.В. Выростков, В.И.Таранец] // Известия Донецкого горного института,

№ 2, 2001. – С. 52-56.

14. Ермаков В.Н. Анализ напряженно-деформированного состояния целика

между погашенной и действующей шахтой / [В.Н Ермаков, С.Г. Егоров,

О.А. Улицкий, И.В. Выростков, Ю.Б. Грядущий, И.Е. Иванов]// Проблеми

гірського тиску: Зб. наук. тр. № 5. - Донецьк, 2001.- С. 112-135.

318

15. Гавриленко Ю.Н. Максимальные деформации земной поверхности над

очистными выработками на малых глубинах / [Ю.Н. Гавриленко,

В.Н. Ермаков, А.Н. Феофанов] // Проблеми гірського тиску: Зб. наук. тр.

№ 7. - Донецьк, 2002.- С. 137-150.

16. Ермаков В.Н. Геомеханический анализ сечения барьерного целика при

закрытии шахты «Донецкая» / [В.Н. Ермаков, С.Г. Егоров, О.А. Улицкий,

И.В. Выростков, И.Е. Иванов] // Проблеми гірського тиску: Зб. наук. тр. №

7. - Донецьк, 2002.- С. 99-108.

17. Гавриленко Ю.Н. Прочность горных пород в зоне выветривания карбона /

[Ю.Н. Гавриленко, В.Н. Ермаков, А.Н. Феофанов] // Наукові праці

Донецького національного технічного університету, Серія гірничо-

геологічна, вип.45, Донецьк, ДонНТУ, 2002. – С.152-155.

18. Бугара М.И. Геомеханический анализ устойчивости барьерного целика

между шахтами «Донецкая» и «Комсомолец Донбасса» / [М.И. Бугара,

А.П. Семенов, В.Н. Ермаков, С.Г. Егоров, О.А. Улицкий, И.В. Выростков,

И.Е. Иванов] // Известия Донецкого горного института, № 1, 2002. – С.18-

21.

19. Ермаков В.Н. Повышение надежности прогноза безопасных условий

подработки гражданских зданий / [В.Н. Ермаков, Е.В. Блинникова,

В.Р. Шнеер]// Наукові праці Донецького національного технічного

університету, Серія гірничо-геологічна, вип. 45, Донецьк, ДонНТУ, 2002.

– С.40-44.

20. Ермаков В.Н. Оценка состояния зданий, построенных с конструктивными

мерами защиты, после закрытия шахт // [В.Н. Ермаков] Проблеми

гірського тиску: Зб. наук. тр. № 8. - Донецьк, 2002.- С. 14-21.

21. Бугара М.И. Оценка риска прорыва шахтных вод через барьерный целик /

[М.И. Бугара, В.В. Назимко, И.Е. Иванов, В.Н. Ермаков, О.А. Улицкий],

// Уголь Украины, № 5 – 2002. - С. 27-29.

22. Семенов А.П Опыт и проблемы защиты территорий в зонах влияния

ликвидируемых шахт / [А.П. Семенов, В.Н. Ермаков, О.А. Улицкий, А.В.

319

Анциферов, В.Р. Шнеер, Е.В. Блинникова] // Екологія довкілля та безпека

життєдіяльності. – 2002. - № 5-6. - С. 15-20.

23. Ермаков В.Н. Состояние застройки на полях закрываемых угольных

шахт Украины // [В.Н. Ермаков] Сталий розвиток гірничо-металургійної

промисловості, т.1, – Кривий Ріг, - 2003. С. 354-359.

24. Гавриленко Ю.Н. Геомеханический мониторинг при затоплении горных

выработок ликвидированных шахт Стахановского региона /

[Ю.Н. Гавриленко, К.В. Ковалев, В.Н. Ермаков, А.В. Шиптенко] // Уголь

Украины – 2004. - № 9. – С. 20-25.

II. Публікації в зарубіжних виданнях та виданнях внесених до

наукометричних баз Scopus і Web of Science:

25. Ермаков В.Н. Прогноз изменения состояния подработанного горного

массива при закрытии угольных шахт/ В.Н. Ермаков, Е.И. Питаленко,

Ю.Н. Гавриленко // 11th International Congress of the International Society for

Mine Surveying, Cracow, Poland, September 2000. Vol. 2. - p. 129-136.

26. Yermakov V.N. Reactivation of subsidence zones due to coal-mine closure in

Donbass // Mining Technology (іноземне видання, входить до

наукометричної бази Scopus), Vol 109, September-December 2000. England.

– Р.191-194.

27. Gavrilenko Y.N. Geomechanical processes at closed mines of Donbass and their

potential influence upon the surface// Conference “confronting change: north

east england and east european coalfields” / Y.N. Gavrilenko, V.N. Yermakov

// Newcastle, 10-15 November 2001. – Р. 105-122.

28. Yermakov V.N. The Environmental and geomechanical problems due to mine

closures in Donbass, Ukraine / V.N. Yermakov, Y.N. Gavrilenko // 5th European

Coal Conference, 17-19 September, 2002. Mons, Belgium. – Р.154.

29. Gavrilenko Y.N. Geomechanical processes at closed mines in Donbass coalfield

and their potential effects at surface / Y.N. Gavrilenko, V.N.Yermakov //

Mining technology (іноземне видання, входить до наукометричної бази

320

Scopus), Section A, Vol. 111, September-December 2002. England. – Р. A172-

A179.

30. Assessment of environmental damage in eastern Ukraine and recovery priorities

/ Text: N. Denisov, D Averin, with contributions from Alla Yushchuk, Viktor

Yermakov, Oleh Ulytskyi, Pavlo Bystrov, Serhii Zibtsev, Serhii Chumachenko,

Yurii Nabyvanets.// This publication has been prepared under the project

“Assessment of Environmental Damage in Eastern Ukraine,” implemented by

the OSCE Project Co-ordinator in Ukraine with financial support from the

Governments of Austria and Canada and in cooperation with Zoï Environment

Network (Switzerland). - Kyiv: VAITE, 2017. - 88 p.

31. О. Ulytsky Risk of man-made and ecological disasters on the filter stations in

the Donetsk and Luhansk regions / О. Ulytsky V. Yermakov, O. Buglak,

О. Lunova / Вісник Дніпровського університету. Геологія, географія Vol 26

No 2 (2018). (входить до наукометричної бази Web of Science) Дніпро –

2018. С.

III. Патенти:

32. Патент України № 49575А «Спосіб захисту від провалів земної поверхні»

Автори: Гавриленко Ю.Н., Ермаков В.Н., Кренида Ю.Ф. – Бюл. № 9, 2002.

33. Патент України № 49574А «Спосіб запобігання підтоплення підвалини та

рослинного покриву на підробленій території» Автори: Гавриленко Ю.Н.,

Ермаков В.Н., Кренида Ю.Ф. – Бюл. № 9, 2002.

IV. Монографії

34. Ермаков В.Н. Прогноз изменения состояния подработанного горного

массива при закрытии угольных шахт //Научно-прикладные проблемы

разработки крутых и крутонаклонных угольных пластов Донбасса,

монография, монография, Донецк, «Регион», 1999 (затверджено до друку

протокол №8 від 1 жовтня 1999р.) С. 61-71

35. Гавриленко Ю.Н.,. Техногенные последствия закрытия угольных шахт

Украины / В.Н. Ермакова Ю.Ф. Кренида, О.А. Улицкий, В.А. Дрибан //

монография, Донецк, Норд-Пресс, – 2004. – 631 с.

321

36. Питаленко Е.И. Геомеханические процессы отработки крутых пластов:

новые исследования и решения /Е.И. Питаленко, С.Б. Кулибаба, Ю.Н.

Гавриленко, В.М. Єрмаков // монографія, Донецк: ДУНВГО, 2007. – 384 с.

37. Бузило В.І. Технології забезпечення екологічної та техногенної безпеки

гірничодобувних регіонів при ліквідації вугледобувних підприємств

України / С.С. Гребьонкін, В.М. Єрмаков, В.М. Павлиш, В.Д. Рябічев,

А.В. Павлюченко // монографія, ДВНЗ «Національний гірничий

університет», Видавництво «Літограф» - м. Дніпропетровськ, – 2013. – 348

с.

38. Улицький О.А. Гідрогеологічні та геомеханічні фактори екологічної

безпеки навколишнього середовища в умоваж реформування вугільної

галузі / В.М. Єрмаков, В.І. Бузило, А.В. Павличенко // монографія, ДВНЗ

«Національний гірничий університет», Видавництво «Літограф» - м.

Дніпропетровськ - 2014. – 199 с.

39. Улицький О.А. Гідроекологічні та техногенні наслідки затоплення

вугільних шахт / О.А. Улицький, В.М. Єрмаков, В.І. Бузило,

А.В. Павличенко, П.П. Корж //монографія, ДВНЗ «Національний гірничий

університет», Видавництво «Літограф» - м. Дніпропетровськ, -2014 -127с.

40. Рудько Г.І., Бондар О.І. Екологічна безпека вугільних родовищ України. /

Г.І.Рудько, О.І. Бондар, Є.А. Яковлєв, О.А. Машков, С.А. Плахотній,

В.М. Єрмаков // монографія, ВВД Бук Рекм м. Чернівці – 2016. - 608с.

V. Галузевий стандарт України

41. Правила підробки будівель, споруд і природних об’єктів при видобуванні

вугілля підземним способом / В.Р. Шнеєр, А.В. Анциферов, В.М. Єрмаков

та ін.// Галузевий стандарт України ГСТУ 101.00159226.001 -2003, –

Мінпаливенерго України. Київ, 2004 – 127 с.

VI.Учбовий посібник

42. Гребенкин С.С. Геомеханические и технологические проблемы закрытия

шахт Донбасса / С.С. Гребенкин, С.В. Янко, В.Н. Ермаков, А.П. Семенов,

Ю.Н. Гавриленко, А.Д. Доронин, В.И. Пилюгин, О.А. Улицкий, С.Д.

322

Керкез, Н.Н. Касьян, Н.Н. Гавриш // Учебное пособие для студентов

высших учебных заведений, – Донецк: ДонНТУ, 2002. – 266 с.

VII. Методичні рекомендації

43. Підвищення ефективності екологічного менеджменту на об’єктах

використання надр: нафта, газ, тверді корисні копалини та підземні води.

Методичні рекомендації. / О.І. Бондар, О.А. Машков, Г.О. Білявський, О.А.

Улицький, В.М. Єрмаков, А.В. Антонов, С.А. Плахотній//- – Херсон: Грінь

Д.С., 2017. – 52 с.

44. Алексеєв А.Д. Оцінка впливу затоплення виробок ліквідованих вугільних

шахт на безпечне ведення робіт: Методи з розрахунку стійкості бар'єрних

целіків: керівний документ / уклад. А.Д. Алексеєв, Ю.Ф.Креніда,

Є.І.Піталенко, О.А.Улицький, В.М. Єрмаков [і ін.]: Інститут фізики

гірничих процесів НАН України, Міністерство палива та єнергетики

України. – Донецьк. – 2003. – 20 с.

45. Горяйнов Е.І. Методика встановлення регламенту відведення шахтних і

підземних вод у водні об'єкти для підприємств вугільної промисловості,

що ліквідуються: КД / уклад. Е.І.Горяйнов, М.В.Бабаєв, О.А.Улицький,

В.М. Єрмаков [і ін.] : УкрНДІЕП, ДК «Укрвуглереструктуризація», Харків

– Донецьк, 2003. – 18 с.

VIII. Матеріали наукових конференцій

46. Ермаков В.Н. Маркшейдерско-гидрогеологический мониторинг

территорий ликвидируемых угольных шахт Донбасса / В.Н. Ермаков

О.А. Улицкий, Ю.Н. Гавриленко // Материалы 6-го международного

симпозиума «Освоение месторождений минеральных ресурсов и

подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях»,

Вопросы осушения и экология, специальные горные работы и

геомеханика, часть 1, Белгород 21-25 мая 2001. - С. 259-267.

47. Семенов А.П. Обмен опытом ликвидации угольных шахт в Украине,

Российской Федерации и республике Казахстан / А.П. Семенов,

В.Н. Ермаков, С.Я. Петренко // Опыт ликвидации неперспективных

323

угольных предприятий в Украине, Российской Федерации, Республике

Казахстан: Сб. докладов международных семинаров по вопросам

реструктуризации угольной промышленности. – Донецк, 2002. – С. 5-15.

48. Гавриленко Ю.Н. Геомеханический мониторинг территорий

закрывающихся шахт Донбасса / Ю.Н. Гавриленко, В.Н. Ермаков // Опыт

ликвидации неперспективных угольных предприятий в Украине,

Российской Федерации, Республике Казахстан: Сб. докладов

международных семинаров по вопросам реструктуризации угольной

промышленности. – Донецк, 2002. – С.109-113.

49. Ермаков В.Н. Региональные аспекты реализации полномочий по

реструктуризации угольных предприятий/ В.Н. Ермаков, А.Д. Глушаченко

// Материалы III международной научно-практической конференции

«Город, регион, государство: проблемы распределения полномочий» (24 -

26 апреля 2003, г. Донецк). Донецк Юго-Восток - 2003. – С. 59-65.

50. Єрмаков В.М. Зелені інвестиції в Україні // «Проблемы экологии и

эксплуатации объектов эенергетики» сборник трудов, Киев, ДП ИПЦ

Алкон НАН України, 2014. С. 57-65.

51. Плахотній С.А. «Особливості геофільтраціонних умов гірничого масиву в

межах поля закритої шахти № 1 «Червоноградська» / С.А. Плахотній,

В.М. Єрмаков// Третя науково-практична конференція

«Надрокористування в Україні. Перспективи інвестування» - Трускавець -

2016, ПП «Салон Софт» - С. 455-461.

52. Єрмаков В.М. Екологічна безпека: геодинамічні явища як фактор впливу

на експлуатаційну придатність об’єктів шахтної інфраструктури на

навколишнє середовище/В.М.Єрмаков, С.А.Плахотній// «Екологічна

безпека: проблеми і шляхи вирішення» збірник наукових статей, Харків,

ВД «Райдер», 2017. С. 186-192

53. Єрмаков В.М. Інженерно-технічне моделювання щодо забезпечення

екологічної безпеки середовища проживання населення навколо вугільних

шахт України/В.М.Єрмаков, Р.Ю Шевченко, О.А.Улицький

324

С.А.Плахотній// «Проблеми екологічної безпеки: збірник тез та доповідей

XV міжнародної науково-технічної конференції: 11 -13 жовтня 2017 р. –

Кременчук», ПП Щербатих О.В., 2017. С 34 - 35.

54. Єрмаков В.М. Математичне моделювання, як спосіб забезпечення роботи

системи екологічної безпеки шахтного комплексу/В.М.Єрмаков, Р.Ю.

Шевченко, О.А.Улицький, С.А.Плахотній, О.І.Тюрдьо// Четверта науково-

практична конференція «Надрокористування в Україні. Перспективи

інвестування» - Трускавець -2017., ПП «Салон Софт»- С. 195-201.

55. Єрмаков В.М. Стан безпеки водних ресурсів Донбасу/В.М.Єрмаков,

О.І.Бондар, О.А.Улицький, О.В.Буглак//Міжнародна науково-практична

конференція «Природа для води», присвячена всесвітньому дню водних

ресурсів – Київ – 2018., ТОВ «ЦП «КОМПРИНТ»

IX. Тези наукових конференцій:

56. Ермаков В.Н., Влияния ликвидации шахт на объекты поверхности и

способы обеспечения их безопасного состояния / А.В. Анциферов, Е.В.

Блинникова, В.Р. Шнеер // Материалы ІІІ науково-практичної конференції

«Оцінка впливу на навколишнє середовище (ОВНС) об’єктів будівництва.

Регіональні, галузеві проблеми; практика проведення ОВНС» (27-31

травня 2002, Коктебель ). - Київ, 2002.- С. 41-43.

57. Семенов А.П., Мониторинг подтопленных территорий ликвидируемых

шахт как средство обеспечения безопасности существующей застройки /

А.П. Семенов, В.Н. Ермаков, О.А. Улицкий, А.В. Анциферов, В.Р. Шнеер,

Е.В. Блинникова // Материалы ІІ научно-практической конференции

«Инженерная защита территорий и объектов в связи с развитием опасных

геологических процессов» (14-18 октября 2002, г. Гурзуф). 2002.- С. 44-47.

58. Ермаков В.Н. Опыт ликвидации шахт в Украине // Опыт ликвидации

неперспективных угольных предприятий в Украине, Российской

Федерации, Республике Казахстан: Сб. докладов международных

семинаров по вопросам реструктуризации угольной промышленности. –

Донецк, 2002. – С. 26-30.

325

59. Ермаков В.Н. Факторы негативного влияния породних отвалов на

экологическую обстановку // Материалы III международной научно-

практической конференции «Проблеми сбора, переработки и утилизации

отходов» (8-9 апреля 2004, г. Одесса). Одесса ЦНТЭПИ – ОНОА - 2004. –

С. 197-200.

60. Єрмаков В.М. Сучасний стан сфери поводження з відходами // Збірка

матеріалів до міжнародной науково-практичної конференції «Проблеми

збору, переробки та утилізації відходів» (25-26 жовтня 2007, м. Одеса).

Одеса ІНВАЦ – 2007. – С. 63-66.

61. Єрмаков В.М. Екологічна безпека: вплив та види порушень

навколишнього середовища на родовищах кам’яного вугілля /

В.М.Єрмаков// Міжнародний науковий симпозіум «Неділя Еколога - 2017»

- Кам’янське – 2017. – С. 252-255.

62. Єрмаков В.М. Екологічна безпека: вплив та види порушень

навколишнього середовища на родовищах кам’яного вугілля /

В.М.Єрмаков//«Проблемы экологии и эксплуатации объектов

эенергетики» сборник трудов, Киев, ДП ИПЦ Алкон НАН України, 2017.

С. 152-155.

63. Єрмаков В.М. Екологічна безпека: система моніторингу територій

ліквідованих шахт, як складової екологічної безпеки / В.М.Єрмаков//

ХХVII Міжнародна конференція «Проблеми екології та експлуатації

об’єктів енергетики» в м. Одеса – Київ, 2018. – С. 194-199

X. Звіти

64. Бондар О.І., Улицький О.А., Єрмаков В.М. та ін. Звіт про науково-

дослідну роботу «Моніторинг виконання природоохоронних робіт та

екологічного стану природного довкілля діючих та ліквідованих вугільних

підприємств, розроблення пропозицій щодо його поліпшення»

№ ДР 0116U005852 (протокол 7-17 від 14.12.2017) / Міненерговугілля

м.Київ – 2017. 96 с.

326

65. Бондар О.І., Улицький О.А., Єрмаков В.М. Звіт про результати вивчення

екологічної ситуації на території Донецької та Луганської областей

№ ДР 0117U006967 (протокол 11-17 від 23.10.2017) / МінТОТ м. Київ –

2018. –72 с.

XI. Інше

66. О.Улицький Проблема кислих ґрунтів: рішення є! / О. Улицький,

В. Ермаков, В. Ящук / журнал «Пропозиція» №4 (260) ВД «Юнівест-

Медія», К.: 2017 С. 2-3.

Внесок автора в роботи, що опубліковані у співавторстві: [1-6, 10, 13,

25, 27-29, 32, 33, 35, 39, 42, 45, 47-49, 51, 56] – постановка проблеми, аналіз

матеріалів гірничо-геологічних показників розробки вугільних родовищ,

організація геолого-маркшейдерського забезпечення робіт на шахтах, що

ліквідуються, обґрунтування та впровадження геолого-інформаційної систем,

висновки; [36] – оцінка стану фізико –механічних властивостей горних порід та

прогноз зсування земної поверні в результаті затоплення гірничих виробок; [7,

53, 54] – постановка проблеми, аналіз даних, висновки; [11, 12, 22, 24, 37, 38, 40,

41, 46, 52, 59, 63, 64] – розвинення методологічних основ підвищення екологічної

безпеки процесів ліквідації вугільних шахт та обгунтування обєктів моніторингу

геологічного середовища під впливом гірничих робот, розроблення пропозицій

щодо поліпшення екологічного стану природного довкілля діючих та

ліквідованих вугільних підприємств, висновки; [8, 9, 19, 41] – визначення

границь зон впливу гірничих виробок та тривалості процесу зрушення земної

поверхні; [13-18, 21, 44] – дослідження особливостей механізму довготривалого

зсування та обвалення товщі гірського масиву, моделювання стану масиву і

процесів руйнуванняміжшахтних целіків, отримання параметрів розрахунук зон

небезпечних умов гірничих виробок, висновки; [30] – оцінка ризиків і загроз

обєктів критичної інфраструктури; [31, 55] – рекомендації щодо мінімізації

ризиків виникнення техногенно-екологічних катастроф; [65] – постановка

проблеми та рекомендації щодо проблеми закислення грунтів.

327

Додаток И

Акти впровадження та довідки

328

329

330

331

332

333

334

335

336

337