Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Районирование техногенной нарушенности территории Восточного Донбасса на основе комплексного геоэкологического мониторинга

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Районирование техногенной нарушенности территории Восточного Донбасса на основе комплексного геоэкологического мониторинга"

На правах рукописи

Чумаченко Федор Андреевич

РАЙОНИРОВАНИЕ ТЕХНОГЕННОЙ НАРУШЕННОСТИ ТЕРРИТОРИИ ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

Специальность: 25.00.36 - «Геоэкология»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Ростов-на-Дону, 2005

Диссертация выполнена на кафедре физической географии, экологии и охраны природы Ростовского государственного университета

I (аучиый руководитель. доктор географических наук,

профессор Федоров Ю.А.

Официальные оппоненты' доктор геолого-минералогических наук,

профессор Коробкин В.И.

кандидат географических наук, доцент Новосельцева А.П.

Ведущая организация: Центр мониторинга

социально-экологических последствий ликвидации шахт Восточного Донбасса

Зашита диссертации состоится « 24 » мая 2005 г. в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.208.12 при Ростовском государственном университете по адресу: 344090, г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 40, геолого-географический факультет, ауд 230.

С диссертацией можно ознакомиться: в зональной научной библиотеке Ростовского государственного университета по адресу: г. Ростов-на-Дону, ул Пушкинская, 148.

Автореферат ра.юслан « 24 » апреля 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат географических наук,

доцент

Т. А. Смагина

"2.006-46547

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Одной из наиболее актуальных проблем Восточного Донбасса является неблагополучная экологическая обстановка, обострившаяся в связи с проводймой здесь широкомасштабной реструктуризацией угледобывающего комплекса и ликвидацией более 40 угольных шахт. На значительной части рассматриваемой территории, общей площадью около 10 тыс. км2, нарушено естественное состояние горного массива, ландшафта, подземных и поверхностных вод, приземного слоя атмосферы, В зоне влияния угледобывающего комплекса сформировались специфические, в том числе негативные в экологическом отношении процессы и явления, обусловленные откачкой агрессивных подземных вод, вентиляционными выбросами токсичных и взрывоопасных газов, подработкой дневной поверхности, образованием шахтных отвалов и другими причинами производственного характера.

Ликвидация шахт на территории Восточного Донбасса привела к возникновению и развитию «вторичных» техногенных процессов, обусловленных закономерными тенденциями природной среды к достижению равновесного состояния в условиях прекращения общешахтного водоотлива, изоляции и затопления подземных горных выработок, вытеснения из техногенных пустот на поверхность газов, оставления породных отвалов и т.п.

Для изменения сложившейся ситуации необходимы, прежде всего, целенаправленные усилия по изучению и оценке наиболее значимых «вторичных» техногенных процессов и явлений, сопровождающих закрытие шахт, а также по прогнозированию и заблаговременному предотвращению дальнейшего нарушения окружающей среды на территории Восточного Донбасса.

Целью работы является районирование территории Восточного Донбасса по степени техногенной нарушенное™ окружающей среды на основе разработанной автором многоуровневой системы геоэкологического мониторинга. Основные задачи исследований:

• анализ и обобщение данных о состоянии окружающей среды в пределах шахтных Полей ликвидируемых горнодобывающих предприятий Восточного Донбасса;

• разработка методологических основ геоэкологического мониторинга, проводимого с использованием типовых и рациональных комплексов методов наблюдения и оценки нарушенное™ территорий закрываемых угольных шахт;

• подготовка требований к первичным электронным базам данных и материалам отчетности, построение ситуационных геоэкологических моделей для участков шахтных полей Восточного Донбасса, демонстрирующих особенности изменения компонентов окружающей среды в зависи-

мости от характера вторичного технопышш и воздействия;

РОС НАЦИОНАЛЬНА«I БИБЛИОТЕКА | ЫЬчйпг «

^ О»

• проведение районирования территории Восточного Донбасса по особенностям техногенной нарушенности окружающей среды, произошедшей под воздействием угледобывающего комплекса и прогнозирование потенциальной опасности загрязнения ландшафтов ртутью вблизи горящих п перегоревших шахтных отвалов.

Фактический материал. В основу диссертации положены полевые материалы по строению и особенностям техногенной нарушенности окружающей среды в районах ликвидируемых шахт Восточного Донбасса, собранные автором самостоятельно и в сотрудничестве с коллегами из ВНИГРИугля при проведении мониторинговых исследований, а также многочисленные фондовые и опубликованные источники. При решении поставленных задач исполь-юваны методы научного анализа, натурных экспериментов, лабораторных исследований и модельных построений, базирующихся на современных компьютерных технологиях

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

• разработана методологическая основа комплексного геоэкологического мониторинга, включающая совокупность взаимосвязанных информационно-технических подсистем (организационных, измерительных, обрабатывающих, прогнозных);

• сформулированы принципы рационального комплексирования методов для решения локальных задач мониторинга в зависимости от сложности горно-технических условий угледобычи и прогнозируемых экологических последствий ликвидации шахт;

• обоснована принципиальная схема процессов миграции углеводородных газов по техногенно-нарушенным зонам в горном массиве и концептуальная модель формирования «вторичных» газовых аномалий в почвах вблизи ликвидируемых шахтных стволов;

• выявлена тесная связь между газоносностью углей и содержанием в них ртути, свидетельствующая о существовании в угленосном массиве Восточного Донбасса потенциальных зон природной метано-ртутной эмиссии, что необходимо учитывать при проведении инвентаризации метана, как парникового газа, для последующего квотирования его выбросов в атмосферу;

• разработаны основополагающие принципы и подходы к районированию территории Восточного Донбасса по особенностям строения и сложности техногенной нарушенности окружающей среды.

Основные защищаемые положения:

• многоуровневая система геоэкологического мониторинга как основа районирования территории Восточного Донбасса по степени техногенной нарушенности окружающей среды;

• концептуальная модель миграции мегана и других вредных и взрывоопасных газов из разведочных скважин при перебуривании угольных пластов, из эксплуатационных горных выработок при ведении горнопроходческих работ, в процессе ликвидации шахт методом затопления и в постликвидационный период;

• разделение территории Восточного Донбасса по комплексу приоритетных природных и антропогенных показателей на три геоэкологических района - Северный, Центральный и Южный;

• прогнозируемая опасность загрязнения ландшафтов ртутью, эмиссия которой в окружающую среду происходит при извлечении, переработке, складировании, а также транспортировке угля и углепородных отходов. Практическая значимость выполненных исследований:

• универсальные принципы типового и рационального комплексирования методов геоэкологического мониторинга используются при составлении рабочих проектов ТЭО ликвидации угольных шахт Восточного Донбасса;

• методы и технологии проведения локального мониторинга шахтных угольных полей позволяют существенно повысить достоверность экологических оценок и прогнозов;

• методика первичной автоматизированной обработки результатов наблюдений и нормализованный ряд требований к исходным базам данных мониторинга рекомендованы для оперативной оценки изменения состояния окружающей среды Восточного Донбасса.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации опубликованы в девяти научных работах. Основные результаты докладывались и представлялись на семи научно-технических семинарах, конференциях и совещаниях: Всероссийском научно-техническом семинаре «Геолого-экологическое обеспечение реструктуризации угольной промышленности» (1. Ростов-на-Дону, 1997 г.); X Всероссийском угольном совещании «Ресурсный потенциал твердых горючих ископаемых на рубеже XXI века» (г. Ростов-на-Дону, 1999 г); Всероссийском научно-техническом семинаре «Проблемы комплексного освоения техногенных месторождений угольного ряда» (г. Ростов-на-Дону, 2000 г.); Международной конференции «Экологические проблемы при ликвидации шахт и разрезов» (г. Пермь, 2001 г.); Всероссийском научно-техническом семинаре «Научно - методическое обеспечение мониторинга угольных бассейнов и месторождений России» (г. Ростов-на-Дону, 2001 г.); Международной конференции по геотехнической механике (г. Днепропетровск, 2002 г.); Региональной конференции «Экологические проблемы. Взгляд в будущее» (г. Ростов-на-Дону, 2004 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения, общим объемом 151 страница машинописного текста, содержит 10 таблиц и 12 текстовых рисунков Список литературы включает 110 наименований опубликованных источников.

При подготовке диссертации автор встречал постоянную поддержку ди-ректра ВНИГРИуюль. канд. геол -мин наук М.И Логвинова, зав Отделом I еологии, информационных ресурсов и технологий, док. геол.-мин. наук Б И Журбицкого; сотрудников института ВНИГРИуюль - канд геол-мин. наук А Е Виницкого, А И Дымны, Г. К. Карасева, Г.Ю. Коломенского, Л В Гипич; профессора кафедры геоэкологии и прикладной геохимии РГУ, док. геол -мин. наук Н.Е. Фоменко, доц. каф. месторождений полезных ископаемых РГУ канд геол -мин наук В Г Рылова Большую помощь в оформлении рабо1ы оказали Мельникова О.А. и Борщова Н.П. Всем им автор искренне благодарен

Особую признательность автор выражает научному руководителю - зав кафедрой физической географии, экологии и охраны природы РГУ, док. геогр наук, профессору Ю А. Федорову, а также док. геол.-мин наук, профессору

Ю Г1 Хрусталёву, чьи помощь, участие, советы и поддержка сделали возможным завершение данного исследования Работа выполнена на кафедре физической географии, экологии и охраны природы при поддержке гранта НШ-1967 2003.5

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Краткий обзор и анализ состояния проблемы, постановка задачи и выбор направления исследований

Проблема внедрения в практику природоохранной деятельности комплексною I еоэкологическо! о мониторинга становится весьма актуальной в середине 90-х годов минувшего столетия, в связи с начавшимися в России широкомасштабными процессами реструктуризации угледобывающей промышленности.

При решении задач, связанных с оценкой реально складывающихся или ожидаемых изменений окружающей среды под воздействием угледобывающего комплекса, основным видом геомониторинтовых исследований является Государственный мониторинг состояния недр Российской Федерации, положение о коюром утверждено приказом МГ1Р РФ № 433 от 21.05.2001. Основные требования к мониторингу и охране окружающей среды при произволе 1ве геологоразведочных, эксплуатационных и ликвидационных работ, содержатся также в федеральных законах "О недрах" и "Об охране окружающей среды", а также в ряде законодательных и нормативных актов по охране атмосферного воздуха, земельных и водных ресурсов, животного и рааигельного мира, перечень которых приведен в диссертации.

Помимо основных федеральных законов и законодательных актов, общим вопросам охраны окружающей среды, в том числе и Восточного Донбасса, посвящены многочисленные отраслевые инструкции министерств и ведомств, всевозможные "эталоны" и 1ехнические условия, требования ГОСТов, атак-

же ряд научных публикаций, научно-методических и учебных пособий (Азимов Б.В., Закруткин В.Е., Журбицкий Б.И., Иванов А.И., Каплунов Ю.В., Ки-зильштейн Л.Я., Коломенский Г.Ю., Коробкин В.И., Малышев А.А., Смирнов A.M., Труфанов В.Н., Федоров Ю.А, Хованский А.Д. и др.).

Несмотря на многочисленность проведенных исследований, большинство специалистов признают недостаточным уровень научно-методического обеспечения геоэкологического мониторинга угольных бассейнов и месторождений, особенно в условиях реструктуризации углепромышленного комплекса страны. В перечень основных и недостаточно разработанных, входит проблема научно-методического обеспечения комплексного экологического мониторинга, проводимого в районах ликвидируемых угольных шахт. В этой связи представляется целесообразным модернизировать существующую научно-методическую базу мониторинга, дифференцировав её по уровню (глобальный, региональный, локальный) и стадиям (разведка, освоение угольных месторождений; консервация или ликвидация шахт) намечаемых исследований, перечню обязательных для изучения и оценки параметров изменения окружающей среды, а также по объектам, видам и направлениям мониторинга.

Глава 2. Методика проведения исследований

Изучение состояния окружающей среды в районах ликвидируемых угольных шахт произведено с применением рационального комплекса методов полевых и лабораторных исследований - дистанционных, наземных геофизических и газо-химических, общегеологических, лабораторно-аналитических.

Методы дистанционных исследований. Возможность применения методов дистанционных исследований для целей геоэкологического мониторинга, была апробирована автором на примере действующих и ликвидируемых угледобывающих предприятий (Чумаченко, 1999). На основе материалов дистанционного зондирования решались следующие природоохранные задачи: установление тенденций развития негативных геоэкологических процессов на территориях ликвидируемых угольных шахт и разрезов; определение площади и сроков реализации различных этапов проведения рекультиваци-онных мероприятий; оценка эффективности восстановления природного потенциала окружающей среды Исследования осуществлялись с привлечением аэро-космоснимков масштабов от 1:5000 до 1:50000, отснятых с периодичностью 2-3 года после прекращения добычи угля.

Работы обще-геологического назначения. В состав этой группы методов входили маршрутные ' обследования территории, ландшафтно-геоморфологическая съемка, наземные гидрогеологические, инженерно- геологические, топогеодезические и др. Маршрутные обследования на площади шахтного поля выполнялись по предварительно намеченным линиям (профилям), ориентированным перпендикулярно длинной оси шахтного поля и рас-

положенным на расстояниях порядка 100 м одна от другой Основная цель работ - установление случаев образования искусственных открытых или подземных водоемов; путей миграции газов из шахт и накопление их в погребах, подвалах и других замкнутых помещениях; выявление участков прогрессирующею техногенного изменения ландшафта в результате прекращения хозяйственной деятельности, в т ч. - процессов заболачивания, подтопления и затопления территории вследствие оседания массива над выработанным пространством шахт, явлений «вымокания» и засоления почв, деградации растительного покрова. Периодичность наблюдений при производстве работ об-шегеоло! ического назначения - 1 раз в квартал.

Нигемпыс геофизические и газо-химические исследования производились с применением следующих полевых методов- наблюдения за изменением уровня шахтных вод после прекращения водоотлива; экспрессные площадные геофизические съемки комплексом методов «РВМ (фон) - ЕП»; комплексные базовые и повторные геофизические измерения на опорных профилях, наземная газовая съемка. Наблюдательная сеть состояла из системы точек, расположенных по опорным геофизическим и газо-метрическим профилям При проведении газовой съемки, которая включала экспресс-анализ газа и шбор проб газа «мокрым» способом из наблюдательных газогидрогеологических скважин, а также специально оборудованных стволов ликвидируемых горных выработок закрытой шахты, применялся полевой газовый анализатор типа ПГА-7; для замера содержания радона - гамма-спектрометр Периодичность опробования: из наблюдательных скважин и устьев стволов - 2 раза в месяц; на промплощадках шахтной инфраструктуры 1 ра 5 в квартал, на профилях - 2 раза в первый год и 1 раз в последующие годы до конца затопления шахты, в подвалах домов - 1 раз в квартал

Лабораторно-аналитические исследования проводились по пробам воздуха, взятым из подвальных помещений и погребов на определение токсичных газов и радионуклидов; почвы и воздуха, отобранным вблизи терриконов и отвалов с целью определения в них токсичных компонентов, пыли и вредных газов, выделяющихся при горении терриконов; подземных вод, отобранных в скважинах режимной сети и из поверхностных водоемов и водотоков Состав газо-воздушной смеси определялся с точностью: для СН4 и С02 -± 0 1 %, СО - ± 0.0001 %, 02 - ± 0.1 %, Н28 - ± 0.00001 %. Контрольные анали-¡ы газовых проб производились в стационарных условиях в институте ВНИГРИуголь и РГУ на СН„, С02, СО, Н28, 02, Н2 по ГОСТ 28781 - 83 с точностью 0 01% Химические анализы проб воды выполнялись в стационарных лабораториях ВНИГРИуголь и ЦХЛ «Южгеология». Химический, атомно-абсорбцнонный и спектральный анализы сухого остатка, почв, углей и горной массы (всего более 400 проб) проводились на следующие наиболее вредные загряшяющие вещества- свинец, кадмий, ртуть, никель, стронций, цинк, медь, кобальт и др , по ГОСТ 17.4 3.04-85 и ГОСТ 17.4 1.02-83. Радиацион-

ный контроль осуществлялся согласно РД 8-016-91 «Методика оценки радиационной обстановки на угольных шахтах и разрезах».

Глава 3. Методология комплексного геоэкологического мониторинга территорий ликвидируемых шахт

Методологической основой комплексного геоэкологического мониторинга является структурно-логическая схема в виде блок-диаграммы, состоящей из 14 блоков, соответствующих четырем этапам комплексирования.

Работы первого этапа комплексирования включают подготовку и типизацию исходных геоэкологических данных, а также расчет параметров и характеристик ТКМ применительно к углепромышленному району или выбранной группе закрытых угольных шахт. Данные о типе геоэкологической сложности (ТГЭС) закрываемой шахты и степени нарушенности окружающей среды, обозначаются четырех-значным цифровым кодом, в котором значение индекса отражает степень фактической и ожидаемой нарушенности окружающей среды: 0 - ненарушенное, 1 - слабо- и средненарушенное, 2 - сильнонару-шенное Например, ТГЭС-0012 соответствует шахте или группе однотипных шахт, с незначительными нарушениями газо-гидрогеологических условий (индексы 0,0), с ожидаемыми средними геодинамическими (геомеханическими) проявлениями (индекс 1) и существенным комплексным загрязнением ОС (например, за счет широкого развития горящих отвальных пород - индекс 2).

Работы второго этапа комплексирования, направленные на отбор методов в типовой комплекс производятся с использованием таблицы оценок «задачи - методы мониторинга». Общее число методов, способствующих решению задач экологического мониторинга, может быть неограниченным, однако для выполнения основного требования типового комплексирования -«минимизация количества методов», необходимо придерживаться процедуры последовательного выбора и отбраковки вариантов. Осуществление этой процедуры целесообразно проводить с использованием специальной таблицы-матрицы (табл. 1), в которой даются численно ранговые оценки коэффициентов эффективности методов (КЭМ) решения задач: 0 - метод для решения задачи не применяется, 1 - применяется в благоприятных условиях, 2-3 -метод средней эффективности, 4-5 - высокоэффективный метод.

Работы третьего этапа комплексирования, заключаются в расчете параметров и числовых характеристик принятого к реализации типового геомониторингового комплекса. Они направлены на его «наполнение» методическими и технико-экономическими показателями. Для конкретного углепромышленного района или выбранной группы закрытых угольных шахт с учетом их горно-экологического типа разрабатываются основные положения методики и методологии мониторинга (плотность измерений, их кратность, временной интервал и точность измерений и т. п.), определяются виды, объ-

Таблица 1.

Таблица - матрица «виды (В) - методы (М) мониторинга» с оценкой эффективности использования различных методов для решения основных задач по направлениям экологического мониторинга (оценки методов решения задач: 0- не применяется, 1 - применяется в благоприятных условиях, 2-3 - средней эффективности. 4-5 - высокоэффективный метод по вдаче)

м А-дистанционные Б- геофизические В - геологические Г- лабораторные

В 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

1 0 0 0 0 0 0 0 0 4 4 0 0 5 ч 2 0 0 0 0 0 0 0

о. 2 0 0 0 0 0 0 0 0 3 4 0 0 5 2 2 0 0 0 0 0 0 0

г 3 5 2 2 3 4 0 0 0 5 5 0 0 3 2 2 0 0 0 0 0 0 0

X а 4 0 0 0 0 0 0 1 1 4 5 0 0 3 1 2 5 3 0 0 0 0 5

г о 5 3 0 0 0 2 3 1 1 3 5 2 5 0 1 2 5 0 0 0 0 0 5

6 0 0 0 0 0 0 1 1 0 5 0 0 3 0 3 3 0 0 0 0 0 0

и 1 < 7 2 0 0 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 5 5 0 0 0 5

8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 5 2 5 0 5 5 5 3 0 3

9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 5 3 5 5 5 0 0 5

10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 5 0 0 5 0 0

X 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 5 0 0 5 0 0

12 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 5 0 0 5 0 0

13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 5 0 0 5 0 0

иа 14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 5 0 0 5 0 0

15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0

г 16 5 3 3 3 3 3 4 3 4 5 3 0 2 3 4 5 3 0 0 0 0 5

X 17 3 3 3 4 5 3 3 3 4 5 3 0 0 3 3 3 0 0 0 0 0 3

к 18 0 0 0 0 0 0 3 2 5 4 3 0 1 2 2 3 5 0 0 0 0 5

19 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

20 5 3 5 3 3 3 0 0 0 3 0 4 0 2 2 2 0 0 0 0 0 0

9 - 21 3 2 3 0 0 0 3 0 3 3 0 0 0 2 2 3 0 0 0 0 0 0

а. 22 5 0 0 4 5 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

и 23 5 0 0 4 5 0 5 5 5 5 5 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

24 4 4 0 з 3 0 0 0 3 3 3 0 0 5 4 4 4 0 5 0 0 5

емы, стоимости работ в среднем на типовой объект или на единицу площади (например, 10 км2).

Поскольку общее число Шахт по типу геоэкологической сложности велико (несколько десятков), таблицы технико-экономических показателей типовых комплексов (ТТЭП-ТК) должны разрабатываться поэтапно, с внесением дополнений и изменений в ранее выполненные расчеты, оформленные в виде соответствующих баз данных.

Работы четвертого этапа комплексирования заключаются в проведении собственно мониторинговых исследований и создании первичных баз данных.

Формирование баз данных (БД), их комплексная интерпретация и экологическое прогнозирование - неотъемлемые составные части единого процесса мониторинга закрываемых угольных шахт. По теме диссертации рассмотрены приемы создания электронных БД и обработки первичной информации. Фактологической основой БД являются: тематические разделы, система кодов объектов, набор таблиц СУБД с информацией, таблицы словарей, перечень нолей со ссылками на словари, таблицы связи, процедуры с информацией, типовые запросы.

Первичные полевые и лабораторные данные вводятся в компьютер в виде цифровых таблиц-матриц формата *.txt (текстовый формат). Они универсальны и легко конвертируются в форматы любых обрабатывающих или графических пакетов, в том числе в формат *.dat пакета Surfer, а также в любые разновидности форматов текстовых или графических пакетов, в том числе в формат *.dat пакета Surfer, а также в любые разновидности форматов текстовых редакторов (например, в *.doc MS Word). Для поддержания целостности, непротиворечивости, соответствия отраслевым стандартам, данные из текстового формата конвертируются в СУБД MS Access. В БД "Исход-нИнф" (файл Ishlnf.mdb) будут содержаться результаты первых этапов мониторинга. Информация в БД может сортироваться, вызываться по запросам с учетом требуемых критериев, готовится к последующей обработке в специализированных пакетах.

Глава 4. Анализ и оценка техногенной нарушенности территорий ликвидируемых шахт Восточного Донбасса

Загрязнение окружающей среды подземными газами. Эмиссия природных газов к дневной поверхности, а также в построенные объекты жилищного и производственного назначения, во многом зависит от стадии освоения угольного месторождения. В институте ВНИГРИуголь при участии автора (Журбицкий и др., 2001) разработана концептуальная модель процессов миграции метана из горных выработок шахт, на которой показана динамика формирования техногенных газопроявлений в зависимости от этапа освоения месторождения. Основные временные отрезки прогнозируемой эмис-

сии метана на дневную поверхность соответствуют этапам освоения месторождения 1 и II - проведение геологоразведочных работ; Щ - строительство шахты и добыча угля; IV - ликвидационный и постликвидационный (после затопления шахты) этапы (рис. 1).

та ваю01ЕЗ«ш«а>ГО5И1б

I гольный пласт, 2-отработанное пространство (метан < 2%); 3- выработанное пространство а - затопленное, б - заполнено "мертвым воздухом"; 4-газопроницаемая подработанная юна, скважины 5 разведочная, 6- газогидродренажпая; стволы 7-ченсгвуюший 8-засыпаиный, 9-устье засыпанного ствола, 10-вснтилягор, 11-уровень потемныч вод, 12 поверхность метановой зоны; газпроявления- 13-слабые; 14-м рожаемые, ! 5-потенииально-промысловые, 16- зона миграции метана по техншенным трещинам

Рис 1 Концептуальная модель образования вторичных газовых зон и прогноза динамики газопроявлений при затоплении угольных шахт

Первый этап включает изучение месторождения на стадии поисковых работ, когда по результатам газовых съемок на поверхности могут быть установлены зоны естественных газопроявлений: - на выходах угольных пластов или дизъюнктивных нарушений на дневную поверхность, или под маломощные (менее 20м) наносы. С началом второго этапа изучения угольного месторождения (бурение разведочных скважин) появляются дополнительные каналы движения газа к поверхности - геологоразведочные скважины, вскрывающие угольную толщу. Метан в угольных пластах находитсй под гидростатическим давлением, поэтому, из заполненной раствором скважины, как правило, его выделение не наблюдается. На этапе строительства шахты и добычи угля экологическая обстановка на площади горного отвода изменяется Непосредственно при проходке столов и подготовительных горных выработок количество выделяющегося метана остается незначительным, т.к. газ выделяется в основном, из вскрываемого стволом угольного пласта и подготовительных горных выработок. Ликвидация шахт (этап IV) неизбежно сопровождается изменением состава подземной атмосферы в сторону ухудшения ее качества, поскольку воздух, остающийся в выработанном пространстве, может в значительной мере обогащаться метаном, токсичными компонентами и терять содержащийся в нем кислород.

Обработка данных, характеризующих масштабы вытеснения на поверхность метана и загрязненного шахтного воздуха, позволила установить следующие закономерности:

• Основными каналами, по которым метан, диоксид углерода и другие газы подземной атмосферы перемещаются к земной поверхности на действующих и ликвидированных шахтах являются трещиноватые водоносные или газоводоносные породы, осушенные в процессе проведения горных работ; тектонически нарушенные слои песчаников и известняков в замковых частях антиклиналей и куполов; погашенные горные выработки, имевшие выход на дневную поверхность; незатампонированные или некачественно затампОнированные разведочные, эксплуатационные и вспомогательные скважины, пробуренные с поверхности; эксплуатационные трещины, образующиеся в породной толще над выработанным пространством.

• Наиболее высокие, реально опасные концентрации загрязненного шахтного воздуха в приповерхностной атмосфере формируются на расстояниях до 10 м от выходов большинства миграционных каналов (вкрест простирания и по простиранию последних), вблизи ликвидированных горных выработок, имевших выход на поверхность, и незатампониро-ванных или некачественно затампонированных скважин, пробуренных с поверхности в радиусе до 25 м от осей этих выработок и скважин.

• Выделению загрязненного шахтного воздуха из ликвидированных подземных выработок способствуют существование связи последних с по-

верхностыо через погашенные выработки и наличие избыточного давления газа, обусловленного, в частности, «поршневым» эффектом в условиях подъема уровня шахтных вод.

• Продолжительность циркуляции шахтного воздуха через конкретные виды I азовыводящих каналов обычно колеблется от 3 и менее лет (по водоносным трещиноватым породам, осушенным трещинам водоносных пород и т.п.) до 10-15 и более лег (особенно в сводовых частях антиклиналей и куполов).

• Вытеснение подземных газов на поверхность происходит в период со времени прекращения водоотлива до полного затопления выработанного пространства подземными водами.

• Прогнозируемые экологические последствия выхода шахтного воздуха на земцую поверхность могут выражаться в гибели людей и животных, значительном ухудшении условий обитания или массовой гибели норных животных, угнетении травянистой и другой растительности; возникновении взрыво- и пожароопасных ситуаций.

Деформация горного массива. Приведенные данные свидетельствуют о юм, что после ликвидации шахт продолжительное время могут происходить оседания земной поверхности, создающие возможность разрушения зданий и сооружений, формирования в рельефе затопленных или переувлажненных участков.

Опасным экологическим последствием является нарушение геодинамическою сосюяния породного массива вследствие выемки и перемещения огромных масс угля и породы с последующим заполнением выемочного про-ыранова водой при затоплении выработок. Оно может приводить к такому угрожающему явлению, как техногенная сейсмичность в районах угледобычи и особенно, закрытия угольных шахт.

В местах отработки антрацитовых пластов в юго-восточной части Донбасса в I г. Шахты и Новошахтинск техногенные землетрясения силой до 3-4 баллов по шкале Рихтера отмечаются с 1982 г.

Загрязнение покровных отложений. Экологическая обстановка в угледобывающих районах Восточного Донбасса по степени деградации земель оценивается от напряженной (г г. Шахты, Новошахтинск) до кризисной (г. г. 1 уково, Донецк, Белая Калитва), а по степени загрязнения покровных отложений тяжелыми металлами преимущественно как напряженная (г. г Донецк, Гуково, Белая Калитва).

Совместно с сотрудниками института ВНИГРИуголь автором проводилось литотеохимическос опробование на полях шахт Краснодонецкой и Сине! орской по опорным профилям с шагом опробования 30 -100м и по магистральному профилю, соединяющему г. Гуково и пос. Самбек с шагом опробования 100-500 м. В результате были установлены повышенные концентрации (выше фоновых) тяжелых элементов - свинца (35-85 мг/т), цинка (55-210

мг/т), меди (30-600 мг/т) - в районах промплощадок шахт и на участках терриконов, а также на застроенных территориях - в г. Гуково, поселках Синегорском и Углекаменном..

Ландшафтные изменения, происходящие после закрытия шахт, выражаются в существовании появившихся ранее и новообразованных техногенных нарушений рельефа, представляющих неудобства для проживания и деятельности людей и обусловленных, главным образом, оседанием земной поверхности. Неблагоприятное воздействие на ландшафт оказывают также оставленные без присмотра породные отвалы, расположенные на земельных отводах ликвидированных угольных шахт. « Проведенная с использованием ландшафтных съемок оценка масштабов

техногенного загрязнения территорий ликвидируемых угольных шахт Восточного Донбасса породными отвалами, показала следующее:

- источниками повышенной опасности являются горящие отвалы, интенсивно загрязняющие приповерхностный слой атмосферы, почвы и воду токсичными элементами, а также долгоживущими радионуклидами (радия 226, тория 222, калия 40).

- вследствие фильтрации через отвалы дождевых, талых и грунтовых вод, происходит вынос на поверхность техногенных растворов, с концентрацией токсичных веществ и тяжелых металлов в десятки раз превышающей ПДК;

- вокруг отвалов имеет место загрязнение почвенного покрова микроэлементами, тяжелыми металлами и различными твердыми соединениями, а также различные виды деформаций - оползни, обрушения, осыпи, сдвижение пород в результате подработки территории подземными горными выработками.

Породы отвалов шахт содержат значительное количество угля. Так, по данным Ростовгипрошахта, в отвальной массе размером + 25 мм находится от 1.7 до 12.4 %, а размером - 25 мм - 28.6-38.6% угля. Горючие компоненты (уголь, колчедан) в разрезе террикона распределяется неравномерно; наи/ большую зольность породы имеют в нижней по высоте части отвала, к вершине она повышается до 25-30%. Исследования отвальной массы 66 действующих отвалов шахт Донбасса показали, что породы 14.4 % отвалов содержат более 5 % серы; 25.6 % отвалов - 3.5%; 22.3 % отвалов-1.5-3 % и 15.6 % отвалов менее 0.5 % серы.

Эксплуатируемые и брошенные породные отвалы являются основными поставщиками загрязняющих веществ в атмосферу, количество которых по состоянию на 01.01.1994 г. составляло 168 тыс. т. /год; общее же количество учтенных на территории области шахтных терриконов составляет более 370 тыс. т./год В среднем, более 50% отвалов (из 370 учтенных и подведомственных ОАО «Ростовуголь» и «Гуковуголь»), являлись горящими, ежегодно выделяя в атмосферу до 6 и более тысяч тонн загрязняющих веществ. Отвалы

занимают более 8 тыс. гектаров качественных земель, выведенных из важнейшего в условиях области сельскохозяйственного оборота и других видов использования

Глава 5. Обоснование комплексов рациональных методов геоэкологического мониторинга ликвидируемых шахт Восточного Донбасса

Особенности рационального комплексирования методов (РКМ), для решения задач газо- и геодинамического мониторинга, рассмотрены на примерах шахт Белокалитвенской № 5, Горняцкая, Донецкая, Комиссаровской, Краснодонецкой,, Синегорской, Степной,.

Возможности применения РКМ для решения задач газового мониторинга иллюстрируются результатами рабог, проведенными при участии автора на поле закрытой шахты «Краснодонецкой» По данным наземных газовых сье-мок ¡десь установлены обширные площади (до 30 % территории пос. Синегорского) со значительным превышением ПДК по всем газам, т.е. площади «опасные» по газовому фактору. Другая важная особенность, установленная и на других шахтных полях Восточного Донбасса, - ярко выраженная пространственная локализованность аномальных газопроявлений, что является следствием скрытой техногенной нарушенное™ углепородного массива, его гетерогенности по параметрам порисгости и газопроницаемости. Газовые аиомалии кислорода, углекислого газа, метана в покровных отложениях имеют вытянутую форму (до 50 - 100 м) и ширину до 20-50 м, резкий (первые метры) переход к фоновым значениям Важной особенностью газодинамических процессов на шахтных угольных полях в период затопления является их взаимосвязь с процессами гидродинамическими, когда подъем уровня воды ведет к поршневому эффекту вы галкивания шахтных и породных I азов на поверхность.

Комплексные исследования выполнены на опорном профиле, проходящем вдоль шахтною поля шахты Краснодонецкой. Анализ данных позволил сделать выводы о том, ню ме!аново - у! лекислотнотазовые аномалии имеют у жую локализованность (ширина до 30 - 50 м при шаге наблюдений 30 м).

Рациональные комплексы методов для решения задач геодинамического мониторинга апробированы на угольных полях шахт Горняцкая, Белокалит-винская, Донецкая и др. При этом решались задачи выявления оседаний и провалов, деформаций рельефа и оснований инженерных сооружений, сдвижений, микроземлетрясений и др.

В качестве примера на рис. 2 приведены результаты электромагнитной съемки по улицам Новогорняцкой, Балочной, Гагарина. На графике Нг в виде локальных максимумов отображаются разрывные нарушения, зоны дробления и оседания пород, ослабления сплошности оснований сооружений. Так, положительная аномалия по ул. Новогорняцкой связана с известным по гор-

но-геологическим данным разрывным нарушением Более сложная, изрезанная аномальная зона на ул. Гагарина (ПК 76-84) связана с ослаблением пород и неравномерной их усадкой - на глубине около 200 м здесь проходила одиночная лава по пласту К21В, а на поверхности расположена полуразрушенная (с зияющими трещинами) кирпичная постройка. Эффективным методом картирования неглубоко залегающих горных выработок Сдо 200м) в условиях Восточного Донбасса является электромагнитное профилирование (ЭМП) с измерением вертикальной составляющей естественного поля Нге.

Рис. 2. Картирование методом электромагнитного профилирования разрывов,

нарушенных техногенных зон на поле шахты «Горняцкой»: 1 - графики электромагнитной съемки (естественное поле на частоте 20 кГц), 2 - разрывные нарушения по данным горных работ, 3 - нарушенная техногенная зона.

Достаточно эффективными при решении геодинамических и геомеханических задач оказались съемки ЭМП на северных территориях Восточного Донбасса (ШУ «Горняцке» ОАО «Ростовуголь», Донецкий район ОАО «Гу-ковуголь»).

Проведенные в поселке Горняцком съемки ЭМП на частоте приемной аппаратуры 20 кГц выявили ряд аномальных зон, связанных с горными выработками и разрывной тектоникой и позволили установить связь последних с нарушениями в наземной инфраструктуре. Результаты электромагнитной съемки по улицам Новог орняцкой, Балочной, Гагарина представлены на рис. 3.

-0 5-10-

-0.5-1.0-

1.00.6-

0.50—

0-

\

Профиль 1

Профиль 6

20

40

60

80

100 М

Рис 3. Картирование методом электромагнитного профилирования горных выработок в районе сбойки 5 на поле шахты «Краснодонецкой» ОАО «Ростовуголь».

На графиках Нг в виде локальных максимумов отображаются разрывные нарушения, зоны дробления и оседания пород, ослабления сплошности оснований сооружений. Так, положительная аномалия по ул. Новогорняцкой свя-¡ана с известным по горно-геологическим данным разрывным нарушением. Более сложная, изрезанная аномальная зона, выявленная на ул. Гагарина, связана с ослаблением пород и неравномерной их усадкой в том месте, где проходила одиночная лава на глубине 200 м.

В рациональный комплекс методов геодинамического мониторинга для картирования нарушений ландшафта на подработанных площадях следует включать также проведение ландшафтных съемок (с периодичностью 1-2 раза в год) с нанесением на карты масштаба слоя, дренажных канав, водоотстойников.

Глава 6. Районирование территории Восточного Донбасса

по особенностям строения и степени техногенной нарушенное™ окружающей среды

На основе приоритетных показателей территория Восточного Донбасса разделена на три района - Северный, Центральный и Южный. При этом особое внимание уделено изучению их техногенной нарушенности, связанной с природной газоносностью и обогащенное гью ргутью отдельных угольных

пластов и, как следствие, вполне прогнозируемого усиления эмиссии данных компонентов в окружающую среду при ведении геолого - разведочных и эксплуатационных работ. По сведениям (Федоров и др, 1998-2004) ртуть (приоритетное загрязняющее вещество 1-ого класса опасности)остается единственным из ТМ чьи уровни концентраций в атмосферных осадках, природных водах и донных отложениях региона, по крайней мере до 2002г., не имели тенденции к снижению. В свою очередь метан является парниковым газом, негативное воздействие которого на атмосферу в региональном и глобальном масштабах хорошо известно. Это обстоятельство, а также часто регистрируемая связь концентраций и потоков метана и ртути (Федоров, 2004; Федоров, Рылов, Чумаченко и др.,2004) в окружающей среде и предопределили необходимость их сопряженного исследования.

Северный район, общей площадью 4130 км2, располагается в границах структурно-тектонической зоны мелкой складчатости и охватывает территорию трех административного районов Ростовской области - Каменского, Бе-локалитвенского и, частично, Тацииского. Северным Донцом она разделена на две примерно равные по площади, но отличающиеся геоморфологическими особенностями части: северо- восточную, перекрытую чехлом кайнозойских отложений и юго-западную - «открытую». Наиболее крупные города -Донецк, Каменск-Шахтинский, Белая Калитва и рабочие поселки - Коксовый, Горняцкий, Михайлов, Синегорский, Углекаменный, Волченский имеют численность населения 216.4 тыс. чел. Углепромышленные районы - Камен-ско-Гундоровский, Белокалитвенский, Краснодонецкий, Тацинском. Ликвидированы как не перспективные - 26 шахт и 3 обогатительные фабрики. Общее количество горных отводов (шахтных полей, выделенных как геотехногенные узлы с прекращенной добычей угля) - 12; площадь с нарушенным в результате ведения горных работ ландшафтом - 294 км2. Количество учтенных инвентаризацией шахтных отвалов - 94, в том числе перегоревших - 79. Большая часть отвалов сосредоточена на территории Белокалитвенского (47%) и Каменско-Гундоровского (39,2%) геолого-промышленных районов Отчуждение сельскохозяйственных угодий под горные отводы шахт - 7,1%, подработка застроенных территорий - 40%, плотность размещения отходов -от 2,01 до 16,8 тыс. м3 / км2. Большинство из учтенных отвалов (83%) относятся к категории горящих, потушенных или перегоревших.

Центральный район, имеющий площадь 3410 км2, расположен в пределах Красносулинского и северной части Усть-Донецкого административных районов Наиболее крупные города - Гуково, Красный Сулин, Зверево и рабочие поселки - Лиховской, Углеродовский имеют численность населения 161.2 тыс. чел. Промышленная угледобыча производится в пределах двух наиболее крупных геолого-промышленных районов «открытой» части Восточного Донбасса - Гуково-Зверевском и Сулино-Садкинском В границах района выделено 5 геотехногенных узлов представляющих собой сближен-

ные юрные отводы (шахтные поля) действующих или уже ликвидированных у1 ледобывающих предприятий. Площадь с нарушенным в результате ведения горных работ ландшафтом - 452 км2, в том числе по Гуково-Зверевскому району - 397 км2, Сулино-Садкинскому - 55 км2, На территории расположено 22 угольные шахты (половина из которых - действующие) и порядка 100 отвалов (38 относятся к группе горящих или перегоревших).

Усредненные параметры техногенной нагрузки на окружающую среду, находятся в следующих пределах: подработка застроенных территорий -80'/, отчуждение сельхозутодий - 21,1%, плотность размещения твердых отходов - 15,4 тыс. м^/км2

Южный район, площадью 1830 км2 , охватывает большую часть Октябрьского, Родионово-Несвегаевского и южную Усть-Донецкого административных районов. Наиболее крупные города - Новошахтинск, Шахты и рабочие поселки - Люта, Самбек , Каменоломни, имеют численность населения 359.5 тыс чел. Промышленная угледобыча производилась в пределах старейшею в Донбассе Шахтинско-Несветаевского геолого-промышленного района, в границах которого выделено 4 геотехногенных узла (Шахтинский, Акнинский, Новошахтинский и Самбековский). Площадь нарушенных веде ннем юрпых рабо1 ландшафта - 434 км2 Ликвидированы как не перспективные - 34 шахты и 5 обогатительных фабрик. На территории района размещено 144 породных огвала из которых 51 (или 35,4% от общего количества) относится к группе перегоревших. Рассматриваемый район характеризуется наибольшей степенью нарушенностч окружающей среды подработанное] ь застроенных территорий - 96%, отчуждение сельскохозяйственных угодий юрными отводами шахт - 23,7%, плотность размещения углеотходов -38,7 тыс. м^/км2.

По результатам исследования 378 проб, установлено, что распределение рт> 1и в углях и продуктах его обогащения, характеризуется высокой диспер-сией(Фсдоров и др. ,2004) Построенные гистограммы распределения элемента, сгруппированные по выделенным районам - Северному, Центральному (с двумя подрайонами - Садкинскому Центральному и Гуково-Зверевскому) и Южному При разбросе значений от 0 до 40.96 г/т, вариационные кривые распределения рту г и имели отчетливый 2-3 вершинный характер, что обусловлено, по-видимому, многообразием форм её нахождения в углях Восточного Донбасса: минеральной (киноварь), металлической (самородной), в виде органно-минеральных соединений и сульфидной (в ассоциации с осадочно-диагепетическим пиритом). Близкие значения, полученные методом нентронно-активационного анализа для разрабатываемых угольных планов Шахтинско-Несветаевского района, приводятся Л.Я Кизильштейном (2002).

С южный характер распределения ртути свидетельствует о том, чго её накопление в угле-породных формациях Восточного Донбасса генетически

связано, по меньшей мере с двумя процессами. Первый - осадочно-диагенетический, обусловил площадной характер распределения элемента в пределах палеозойского бассейна седиментации. Особенностью его проявления является закономерное снижение значений «фоновых» концентраций ртути в углях выделенных районов, в направлении от Главной антиклинали к Северной зоне мелкой складчатости (в среднем от 2 0 мкг/г до 0 12 мкг/г). Со вторым процессом - наложенным, связано перераспределение и локальное накопление ртути в отдельных структурно-тектонических зонах, пересекающих угольные пласты. Содержания элемента в этом случае достигало более высоких значений (от 2,5 - 5,0 до 40.9 мкг/г).

Предварительная оценка степени опасности ртутным загрязнения прилегающих к отвалам земель, произведена в пределах нормативно-установленных границ санитарно-защитной зоны террикоников (радиус СЗЗ - 500 м, площадь СЗЗ - 0.785 км2). В качестве исходных, использованы: результаты объемного моделирования внутреннего строения отвалов конической и хребтовидно-конической формы; основные геотехнологические параметры отвалов, различающихся по физико-химическому состоянию складированных пород (горящий, не горящий, перегоревший) и распределению ресурсов горючих материалов в разрезе терриконика; данные инвентаризации 337 не горящих и перегоревших отвалов Ростовской области. На основании обобщения полученных результатов, была построена карта-схема техногенной нарушенности ландшафтов Восточного Донбасса.

Анализ карты показывает, что потенциальная опасность по отношению к ртутному загрязнению варьирует в широких пределах. Так, в углях Северного района, установлены самые низкие содержания этого элемента, изменяющиеся от нулевых значений до 0.38 мкг/г (в среднем 0.12 мкг/г) В локальных зонах субмеридионального и диагонального простирания содержание ртути в пробах угля достигало 1.5 - 10.0 мкг/г и более. В пределах Центрального района распределение ртути оказалось крайне неравномерным. В Гуково-Зверевском подрайоне её содержание изменялось от 0.02 до 5.12 мкг/г (в среднем 0.32 мкг/г при частоте встречаемости проб с вышекларковыми значениями 73 %.). В углях разведочного участка Садкинский Центральный были установлены более высокие концентрации ртути - от 0.16 до 20.48 мкг/г (в среднем 4.9 мкг/г, при частоте встречаемости значимых проб около 50%). Установлено также, что в пробах с аномально высокими значениями содержаний ртути, совершенно отсутствовали фоновые концентрации элемента, находящиеся на гистограмме в области значений 0 02 - 0 16 мкг/г Угли Южного района характеризуются площадным характером распределения повышенных содержаний ртути на уровне 2 мкг/г, при широкой дисперсии её значений в проанализированных пробах (от 0.2 до 40.96 мкг/г). С учетом приведенных результатов, осуществлена оценка уровня опасности загрязнения ландшафтов (по отношению к ртути), вблизи перегоревших террикоников.

Северный район. В процессе эксплуатации шах! в отвалах было накоплено 8 3 млн тонн угольных частиц и колчедана; в настоящее время оцененный общий-объем складированных отходов угледобычи - 89.4 млн. тонн (перегоревших пород - 75.1 млн тонн, термически не преобразованных - 14.3 млн тонн), первоначальный объем ртути разных форм, связанных с органи кой и колчеданом - 1000 К1, предполагаемая эмиссия ртути в результате горения отвалов - 840 кг, осталось в негорящих отвалах ртути связанной с ор-I аникой и минеральным веществом - 160 кг; интенсивность загрязнения территории СЗЗ - 13.5 кг/км2.

Центральный район: в процессе эксплуатации шахт в отвалах было накоплено 10 3 млн. тонн угольных частиц и колчедана; в настоящее время оцененный общий объем складированных отходов угледобычи 110.8 млн. ЮПИ (перетревших пород - 42.5 млн. тонн, термически не преобразованных -68 3 млн. юнн), первоначальный объем р[ути разных форм, связанных с органикой и колчеданом - 3300 кг, предполагаемая эмиссия ртути в результате I орения отвалов - 1270 кг, осталось в не) орящих отвалах ртути, связанной с ор|аникой и минеральным веществом -2030 кг, интенсивность загрязнения территории СЗЗ - 93.7 кг/км2.

Южный район, в процессе эксплуатации шахт в отвалах было накоплено 13 6 млн. тонн угольных частиц и колчедана; в настоящее время оцененный общий объем складированных отходов угледобычи - 146.6 млн. тонн (перегоревших пород - 51.9 млн тонн, термически не преобразованных - 94.7 млн. тонн), первоначальный объем ртути разных форм, связанных с органикой и колчеданом - 27200 кг, предполагаемая эмиссия ртути в результате горения отвалов - 9690 кг, ооалось в негорящих отвалах ртути, связанной с органикой и минеральным веществом - 17510 кг; интенсивность загрязнения территории СЗЗ 242.2 кг/км".

По результатам проведенных исследований, потенциальная опасность 1а!рязнения ландшафтов ртутыо, обусловленная процессами угледобычи, уг-летреработки, отсыпки и последующей трансформации шахтных отвалов, може 1 быть оценена для Северного, Центрального и Южного геоэкологических районов Восточного Донбасса, соответственно как: низкая, низкая -средняя и высокая

Показано также, что зоны повышенных (до аномальных) концентраций рту!и, установленные в виде локальных пятнисто-полосовых аномалий в пределах угленосных территорий Восточного Донбасса, зачастую пространственно совпадают с зонами аномально высокой метаноносносги угольных пластов (от 18 до 25 м'/т сух. беззольной массы и более), что наиболее отчетливо проявлено в антрацитовых углях Сулино-Садкинского и Краснодонец-кого теолого-промышленных районов. Такая закономерность предполагает возможнос1Ь стационарной эмиссии угольною метана и ртути, которая уси-личае1ся юхпогенным вмешательством человека в процессе разведки, добы-

чи и переработки угля, а также в результате угле- и породно-газовых выбросов, взрыва шахтного метана и горения террикоников. Это также актуально в связи с тем, что в рамках Киотского соглашения возникла потребность проведения инвентаризации угольного метана как парникового газа и квотирования его выбросов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполненных исследований были получены следующие результаты:

1. Обоснована многоуровневая система комплексного геоэкологического мониторинга территорий закрываемых угольных шахт, включающая моделирование и типизацию объектов мониторинга, типовое и рациональное ком-плексирование применяемых методов, создание баз данных.

2. Проведен анализ и обобщение сведений о состоянии окружающей среды, возможных негативных эколого-деструктивных процессах и отвечающих им направлениях и задачах мониторинга Разработана классификация закрываемых шахт по сложности геоэкологических условий их мониторинга в зависимости от степени техногенной нарушенное™ угольных полей -слабо нарушенные (тип 1), слабо - средне нарушенные (тип 2), сильно нарушенные (тип 3). Унифицированы требования к исходным данным мониторинга и основным положениям методики первичной автоматизированной обработки результатов наблюдений для оперативной и достоверной оценки параметров изменения окружающей среды под воздействием угледобывающего комплекса.

3. Составлены укрупненные типовые комплексы мониторинга для углепромышленных районов и шахтных полей, с учетом возможных геоэкологических последствий проведения ликвидационных мероприятий. Выполнены группировка и классификация существующих, используемых и перспективных методов по направлениям экологическою мониторинга и проведена оценка эффективности их применения.

4. На основе разработанной методики рационального комплексирования, продемонстрирована возможность её практического применения для целей локального прогнозирования нарушенное™ отдельных компонентов окружающей среды - горного массива, подземной атмосферы, гидросферы, урбанизированных и сельскохозяйственных ландшафтов.

5. Выявлена пространственная связь между аномальными значениями природной газоносности углей и содержанием в них ртути, свидетельствую щая о существовании активизированных разработкой угольных месторождений локальных проявлений метано-ртутной эмиссии, суммарное воздействие на окружающую среду которых представляет угрозу для всего региона.

6. Территория Восточного Донбасса разделена по приоритетным показателям на три геоэкологических района - Северный, Центральный и Южный,

от тачающихся площадью, численностью населения, геоморфолого-геоло! ическими условиями, направлением транзитного стока рек, инфраструктурой угледобывающей отрасли, количеством и состоянием шахтных 01 палов, их плотностью размещения, потенциальной опасностью загрязнения ландшафтов ртутью, углеводородными газами и другими компонентами.

Список трудов автора, опубликованных по теме диссертации

1 Форматы цифровых картографических изображений и их краткое описание / Проблемы географии и экологии. - Ростов-на-Дону, 1999. - с. 319323

2 Экологический мониторинг угольных бассейнов на основе методов дистанционного зондирования / Ресурсный потенциал твердых горючих ископаемых на рубеже XXI века. Ростов-на-Дону, ВНИГРИуголь, 1999. - с 241-242

3 Экологический мониторинг Южно-Якутского угольного бассейна на основе методов дистанционного зондирования параметров биосферы / «Геолого-экологическое обеспечение реструктуризации угольной промышленности России». Труды Всероссийского научно- технического семинара. Ростов-па-Дону, ВНИГРИуголь, 1999.-е. 126-131.

4 Опыт проектирования и реализации рабочих проектов экологического мониторинга / Экологические проблемы при ликвидации шахт и разрезов Пермь, «Золотой город», 2001 - с. 193- 206.(соавторы Б И. Журбицкий, А.И. Дымна, I К Карасев, Н Е Фоменко).

5 Комплексы геолого-геофизических методов при решении задач экологическою мониторинга па полях закрываемых угольных шахт Восточного Донбасса / Научно-методическое обеспечение мониторинга угольных бассейнов и месторождений России Сборник трудов Всероссийского научно-технического семинара. Ростов-на-Дону, ВНИГРИуголь, 2001. - с. 121-124. (соавторы Т В Сидорова, ЕТ Першикова, Н.И Перепечаева, ЕП Личев-ская).

6 Экологическая характеристика и перспективы утилизации углепромышленных 01 ходов Росювской области // Эколого-географический вестник Юга России, 2002 № 1, с 72-78 (соавторы Коломенский Г.Ю, Гипич JI В , Коломенская В.Г.)

7 Опы1 проектирования и реализации рабочих проектов экологического мониторинга в Восточном Донбассе / Геотехническая механика. Вып 33 Днепропетровск, 2002, с 87 - 99 (соавторы Журбицкий Б.И., Дымна А.И., Карасев Г К , Фоменко Н.Е ).

8 Меюдика формирования типовых и рациональных комплексов методов лкологического мониторинга закрываемых угольных шахт / Проблемы комплексною использования техногенных месторождений угольного ряда.

Сборник трудов Всероссийского научно-технического семинара. Ростов-на-Дону, ВНИГРИуголь, 2002-с. 84-86.

9. Метаново - ртутная эмиссия и её влияние на окружающую среду / Тез. Докл. «Экологические проблемы. Взгляд в будущее. Ростов н/Д, 2004. (соавторы Фёдоров Ю.А., Рылов В Г , Гарькуша Д.Н , Овсепян А.Э.).

Подписано в печать 13.04.05 г. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Ризография. Объем 1,0 уч.-изд. л. Тираж 100. Заказ № 25/04.

Отпечатано в типографии ООО «Диапазон». 344010, г. Ростов-на-Дону, ул. Красноармейская, 206. Лиц. ПЛД № 65-116 от 29.09.1997 г.

18 - 7 6 8 в

РНБ Русский фонд

2006-4 6547

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Чумаченко, Федор Андреевич

введение.

1. краткий обзор и анализ состояния проблемы. постановка задачи и выбор направления исследований.

1.1. научно-теоретические основы мониторинга.

1.2. Объекты, виды, направления и методы мониторинга.

2. методика проведения исследований.

2.1. Методы дистанционных исследований (МДИ).

2.2. Наземные геофизические и газо-химические исследования.

2.3. Работы обще-геологического назначения.

2.4. ллбораторно-аналитические исследования.

3. методология комплексного геоэкологического мониторинга территорий ликвидируемых шахт.

3.1. Принципы построения и реализации методики комплексного геоэкологического мониторинга.

3.2. Разработка баз данных и технология их применения в комплексном геоэкологическом мониторинге.

4. анализ и оценка техногенной нарушенности территорий ликвидируемых шахт восточного донбасса.

4.1. Общая характеристика Восточного Донбасса.

4.2 Оценка нарушенности подземных и поверхностных вод.

4.3. Оценка загрязнения окружающей среды подземными газами.

4.4. Деформация горного массива и её проявление в ландшафтах.

4. 5. Оценка загрязнения покровных отложений и ландшафтной нарушенности окружающей среды.'.

5. обоснование комплексов рациональных методов геоэкологического мониторинга ликвидируемых угольных шахт восточного донбасса.

5.1. методика рационального комплексирования.

5.2. Примеры использования рациональных комплексов методов для

РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА.

6. районирование территории восточного донбасса по особенностям строения и степени техногенной нарушенности окружающей среды

6.1. ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ И СТРУКТУРНО-ТЕКТОНИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ

Восточного Донбасса.

6.2. Районирование ландшафтов по степени техногенной нарушенности.

6.3. Геохимическое районирование техногенных ландшафтов, потенциально опасных по отношению к ртутному загрязнению.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Районирование техногенной нарушенности территории Восточного Донбасса на основе комплексного геоэкологического мониторинга"

Одной из наиболее актуальных проблем Восточного Донбасса является неблагополучная экологическая обстановка, обострившаяся в связи с проводимой здесь широкомасштабной реструктуризацией угледобывающего комплекса и ликвидацией более 40 угольных шахт. На значительной части рассматриваемой территории, общей площадью около 10 тыс. км , нарушено естественное состояние горного массива, ландшафта, подземных и поверхностных вод, приземного слоя атмосферы. В зоне влияния угледобывающего комплекса сформировались специфические, в том числе негативные в экологическом отношении процессы и явления, связанные с откачкой агрессивных подземных вод, вентиляционными выбросами токсичных и взрывоопасных газов, подработкой дневной поверхности, образованием шахтных отвалов и другими причинами производственного характера.

Ликвидация шахт на территории Восточного Донбасса привела к возникновению и развитию «вторичных» техногенных процессов, обусловленных закономерными тенденциями природной среды к достижению равновесного состояния в условиях прекращения общешахтного водоотлива, изоляции и затопления подземных горных выработок, вытеснения из техногенных пустот на поверхность рудничных газов, оставления породных отвалов и т.п.

Для изменения сложившейся ситуации необходимы, прежде всего, целенаправленные усилия по изучению и оценке наиболее значимых «вторичных» техногенных процессов и явлений, сопровождающих закрытие шахт, а также прогнозированию и заблаговременному предотвращению дальнейшего нарушения окружающей среды на территории Восточного Донбасса.

Исходя из изложенного, целыо работы является районирование территории Восточного Донбасса по степени техногенной нарушенности окружающей среды на основе многоуровневой системы геоэкологического мониторинга.

Поставленная цель предопределила необходимость решения следующих задач:

• провести анализ и обобщение данных о состоянии окружающей среды в пределах шахтных полей ликвидируемых горнодобывающих предприятий Восточного Донбасса;

• разработать методологические основы геоэкологического мониторинга с использованием типовых и рациональных комплексов методов наблюдения и оценки нарушенности территорий закрываемых угольных шахт;

• подготовить требования к первичным электронным базам данных и материалам отчетности с построением ситуационных геоэкологических моделей для отдельных участков шахтных полей Восточного Донбасса,

• провести районирование территории Восточного Донбасса по особенностям техногенной нарушенности, и прогнозирование потенциальной опасности загрязнения ландшафтов ртутью вблизи горящих и перегоревших шахтных отвалов.

В диссертации широко использованы методы натурных экспериментов, лабораторных исследований и аналитических построений, включая современные компьютерные технологии и разработки, в том числе, выполненные при непосредственном участии автора.

Научная новизна диссертационной работы заключается в обосновании методологии комплексного геоэкологического мониторинга, принципов рационального комплексирования методов для решения локальных задач мониторинга в зависимости от сложности горно-технических условий угледобычи и прогнозируемых экологических последствий ликвидации шахт. Впервые разработана принципиально новая схема процессов миграции углеводородных газов по техногенно-нарушенным зонам в горном массиве и создана концептуальная модель формирования «вторичных» газовых аномалий в почвах вблизи ликвидируемых шахтных стволов и выявлена тесная связь между газоносностью углей и содержанием в них ртути.

Практическая значимость выполненных исследований состоит в разработке: универсальных принципов комплексирования методов геоэкологического мониторинга, используемых для составления рабочих проектов ТЭО ликвидации угольных шахт Восточного Донбасса; технологий проведения локального мониторинга шахтных полей, позволяющих существенно повысить достоверность экологических оценок и прогнозов; требований к исходным базам данных для оперативной оценки изменения состояния окружающей среды Восточного Донбасса.

Проведенные исследования в рамках данной работы позволили сформулировать следующие защищаемые положения:

• многоуровневая система геоэкологического мониторинга как основа районирования территории Восточного Донбасса по степени техногенной нарушенности окружающей среды;

• концептуальная модель миграции метана и других вредных и взрывоопасных газов из разведочных скважин при перебуривании угольных пластов, из эксплуатационных горных выработок при ведении горнопроходческих работ, в процессе ликвидации шахт методом затопления и в постликвидационный период;

• разделение территории Восточного Донбасса по комплексу приоритетных природных и антропогенных показателей на три геоэкологических района Северный, Центральный и Южный;

• прогнозируемая опасность загрязнения ландшафтов ртутью, эмиссия которой в окружающую среду происходит при извлечении, переработке, складировании, а также транспортировке угля и углепородных отходов.

Основные положения диссертации опубликованы в девяти научных работах. Основные результаты докладывались и представлялись на семи научно-технических семинарах, конференциях и совещаниях: Всероссийском научно-техническом семинаре «Геолого-экологическое обеспечение реструктуризации угольной промышленности» (г. Ростов-на-Дону, 1997 г.); X Всероссийском угольном совещании «Ресурсный потенциал твердых горючих ископаемых на рубеже XXI века» (г. Ростов-на-Дону, 1999 г); Всероссийском научнотехническом семинаре «Проблемы комплексного освоения техногенных месторождений угольного ряда» (г. Ростов-на-Дону, 2000 г.); Международной конференции «Экологические проблемы при ликвидации шахт и разрезов» (г. Пермь, 2001 г.); Всероссийском научно-техническом семинаре «Научно -методическое обеспечение мониторинга угольных бассейнов и месторождений России» (г. Ростов-на-Дону, 2001 г.); Международной конференции по геотехнической механике (г. Днепропетровск, 2002 г.); Региональной конференции «Экологические проблемы. Взгляд в будущее» (г. Ростов-на-Дону, 2004 г.).

При подготовке диссертации автор встречал постоянную поддержку директора ВНИГРИуголь, канд. геол.-мин. наук М.И. Логвинова, зав. Отделом геологии, информационных ресурсов и технологий, док. геол.-мин. наук Б.И. Журбицкого; сотрудников института ВНИГРИуголь - канд. геол.-мин. наук А. Е. Виницкого, А. И. Дымны, Г. К. Карасева, Г.Ю. Коломенского, JI.B. Гипич; профессора кафедры геоэкологии и прикладной геохимии РГУ, док. геол.-мин. наук Н.Е. Фоменко, доц. каф. месторождений полезных ископаемых РГУ, канд. геол.-мин. наук В.Г. Рылова. Большую помощь в оформлении работы оказали Мельникова О.А. и Борщова Н.П. Всем им автор искренне благодарен.

Особую признательность автор выражает научному руководителю зав. кафедрой физической географии, экологии и охраны природы РГУ, док. геогр. наук, профессору Ю.А. Федорову, а также док. геол.-мин. наук, профессору чьи помощь, участие, советы и поддержка сделали

Ю. П. Хрусталёву возможным завершение данного исследования. Работа выполнена на кафедре физической географии, экологии и охраны природы при поддержке гранта НШ-1967. 2003.5.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Чумаченко, Федор Андреевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ведущим фактором дестабилизации окружающей среды в Восточном Донбассе является широкомасштабная реструктуризация угледобывающего комплекса с ликвидацией убыточных горнодобывающих предприятий. В связи с массовым закрытием угольных шахт, в Восточном Донбассе отмечается значительное усиление «вторичного» техногенного воздействий на окружающую среду. Для прогноза возможного развития негативных экологических ситуации и разработки планов проведения реабилитационных мероприятий в районах ликвидируемых угольных шахт Восточного Донбасса, автором предложена эффективная система комплексного геоэкологического мониторинга. Важнейший информационный блок такой системы представлен типовыми и рациональными комплексами методов, разработке которых и методологии практического применения, посвящена диссертационная работа.

В ходе выполненных исследований были получены следующие результаты:

1. Обоснована многоуровневая система комплексного геоэкологического мониторинга территорий закрываемых угольных шахт и составлена схема процесса комплексирования, включающая 4 основных этапа: a. моделирования и типизации объектов мониторинга, b. типового комплексирования, c. рационального комплексирования, d. создания баз данных и построения первичных моделей мониторинга.

2. Проведен анализ исходных геэ ко логических условий мониторинга с составлением таблицы обобщенных данных о состоянии окружающей среды, возможных негативных эколого - деструктивных процессах и отвечающих им направлениях и задачах мониторинга. С учетом этих материалов разработана классификация закрываемых шахт по сложности геоэкологических условий намечаемого мониторинга, в зависимости от степени техногенной нарушенности угольных полей - слабо нарушенные (тип 1), слабо - средне нарушенные (тип 2), сильно нарушенные (тип 3).

3. Выполнены группировка и классификация существующих, используемых и перспективных методов по направлениям экологического мониторинга, проведена оценка эффективности методов по направлениям мониторинга.

4. Разработана трехэтапная методика типового комплексирования: a. подготовка и типизация исходных горно- экологических данных; b. отбор методов в типовой комплекс с использованием матрицы оценок «задачи» - «методы»; c. расчет параметров и характеристик ТКМ применительно к углепромышленному району или выбранной типовой группе закрытых угольных шахт.

Составлены типовые комплексы методов для решения основных задач гидрогеологического мониторинга с характеристикой типовых методик исследований и объемов по методам и видам работ

Составлены укрупненные типовые комплексы для шахтных полей средней сложности ожидаемых геоэкологических условий и всех основных направлений мониторинга с оценкой их объемов и стоимостей в базовых ценах 2000 г.

5. Разработана методика рационального комплексирования методов экологического мониторинга, которая предусматривает следующие возможные направления оптимизации типового комплекса методов: a. переоценка методов и модификаций типового комплекса; b. применение новых, более эффективных методов; c. использование новых компьютеризованных технологий; d. усовершенствование методик и технологий мониторинга; e. повышение точности измерений целевых характеристик и точности их пространственно- временной привязки; f. оптимизация объемов работ за счет системного использования информации различных методов мониторинга.

Рассмотрены примеры использования рациональных комплексов для решения конкретных задач гидрогеологического, газового, геодинамического мониторинга на шахтных полях Восточного Донбасса.

6. Разработанная методика рационального комплексирования, включающая гидрогеологические, геофизические, инженерно-геологические, газогеохимические и аналитические методы геоэкологического мониторинга, применена для оценки характера и степени нарушенности окружающей среды в районах пяти ликвидированных угольных шахт: Горняцкое Ш/У, шахта № 5 Белокалитвенское Ш/У, Краснодонецкое Ш/У, шахта Комисса-ровская, шахта Степная. Продемонстрирована возможность практического применения этой методики для целей локального прогнозирования изменений состояния отдельных компонентов окружающей среды - горного массива, подземной атмосферы, гидросферы, селитебных и сельскохозяйственных ландшафтов.

7. Унифицированы требования к исходным данным мониторинга и основным положениям методики первичной автоматизированной обработки результатов наблюдений для оперативной и достоверной оценки параметров изменения окружающей среды под воздействием угледобывающего комплекса.

8. По приоритетным показателям (геоморфологическим, структурно-тектоническим, гидрологическим и гидрогеологическим; количество и состояние шахтных отвалов - негорящие, перегоревшие, горящие; плотность размещения экологически опасных углепородных отходов; направление транзитного стока малых рек; потенциальная опасность загрязнения ландшафтов по отношению к ртути и др.) на территории Восточного Донбасса выделены три геоэкологических района: Северный - Центральный - Южный, ранжированные в последовательности возрастания степени их техногенной нарушенности.

9. Выявленная пространственная связь между аномальными значениями природной газоносности углей и содержанием в них ртути, свидетельствует о существовании активизированных разработкой угольных месторождений локальных участков природной метано-ртутной эмиссии, что особенно актуально сейчас, когда возникла потребность в оперативном проведении инвентаризации метана, как парникового газа и квотирования его выбросов в атмосферу.

Полученные в ходе работы над диссертацией научные, методические и прикладные результаты доложены на Всероссийских, международных и региональных конференциях, девять из них опубликованы в печати, апробированы в научно-производственных организациях (ВНИГРИуголь, Центр Мониторинга СЭП Восточного Донбасса и др.), используются при производстве геоэкологического мониторинга в ТЭО ликвидации угольных шахт.

Дальнейшее развитие научных и прикладных разработок по рассматриваемой проблеме экологической реабилитации территорий, нарушенных угледобывающим комплексом, должно, по нашему мнению, охватывать следующие направления:

• разработка и утверждение на уровне МПР РФ, Минэнерго РФ нормативных документов в виде «Типовых и рациональных комплексов методов экологического мониторинга угольных регионов России»;

• дополнение разработанных типовых комплексов с охватом более полного списка обязательных направлений мониторинга - ландшафтного, земельного, социального, медико - санитарного и др.

• широкое использование новых технологий, в том числе: дистанционных и GPS- исследований, геофизических методов, а также компьютерного ГИС- анализа и прогноза.

Автор выражает надежду на то, что выполненные и изложенные выше результаты найдут свое место в решении актуальной проблемы охраны окружающей природной среды Восточного Донбасса и других угольных реги-нов России.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Чумаченко, Федор Андреевич, Ростов-на-Дону

1. Азимов Б.В., Балашов И.Б. и др. Результаты научных исследований по предотвращению и ликвидации отрицательных экологических последствий на горных отводах и прилегающих территориях закрываемых нерентабельных шахт и разрезов. «Уголь», 2001. № 3.

2. Беккер А.А., Агаев Т.Б. Охрана и контроль загрязнения окружающей природной среды. Учебное пособие Л., Гидрометеоиздат, 1989,286с.

3. Богословский В.А., Жигалин А.Д., Хмелевской В.К. Основы учения об эколого-геофизической функции литосферы. Экологическая геофизика и геохимия. Международная конференция./ Сборник материалов. М.: Дубна, 1998. - 252 с.

4. Ваганова Л.Л., Коробкин В.И., Малиненко Ю.С., Тяглов С.Г. Стратегия развития научных исследований в области экологических наук //Проблемы гидрогеологии и геоэкологии. Ростов-на-Дону, СКНЦ ВШ, 2004, с. 28-41.

5. Водный кодекс РФ от 16.11.95 № 167-ФЗ.

6. Временные требования к геологическому изучению и прогнозированию воздействия на окружающую среду разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. ГКЗ СССР. М. 1990.

7. Временные указания по выбору комплексов геолого-геофизических методов для составления проектов углеразведочных работ в Донбассе. / Утверждены зам. министра геологии СССР/. Ростов-на-Дону, 1987.-91 с.

8. Временные указания по выявлению и контролю зон риска возникновения аварий и чрезвычайных ситуаций при освоении недр и земной поверхности на основе результатов геодинамического районирования. СПб., 1997. 12 с. (Минтопэнерго РФ, РАН, МНЦ ВНИМИ).

9. Вронский В.А. Прикладная экология. Ростов-на-Дону. Изд-во «Феникс», 1996.

10. Вторжение в природную среду. Оценка воздействия (основные положения и методы): Пер. с англ./ Под ред. А.Ю. Ретеюма.- М.: Изд-во «Прогресс», 1983.- 191 с.

11. Гавришин А.И., Мохов А.В., Коломенская В.Г. Геоэкологические проблемы Восточного Донбасса, обусловленные деятельностью угольной промышленности. «Экологическая безопасность и рациональное природопользование». Ростов-н/Д, 2004, с. 78-81.

12. Геодинамическое районирование недр: Методические указания. Министерство угольной промышленности СССР — НИИ горной механики и маркшейдерского дела ВНИМИ КузПИ. - Л., 1990.

13. ГОСТ 17.4.1.02.-83. Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения.

14. ГОСТ 17.4.3.04.-85. Охрана природы. Почвы. Общие требования к контролю и охране от загрязнения.

15. ГОСТ 17.5.1.03-86. Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель.

16. ГОСТ 2874-82 с учетом изменений 1 и 2. Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством.

17. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Российский Федерации в 1997 году». Москва, Госкомгеоло-гии России, 1997, 34 с.

18. Гриненко В.А. Федоров Ю.А. Исследование взаимосвязи изотопного состава сульфатов с химическим составом шахтных вод Восточного Донбасса. «Водные ресурсы», № 6, 1990, с. 152-159.

19. Журбицкий Б.И. Методические указания по комплексированию геофизических и геологических методов на разных стадиях разведки угольных месторождений. Ростов-на-Дону, 1977.-52 с.

20. Журбицкий Б.И., Дымна А.И., Карасев Г.К., Фоменко Н.Е., Чумаченко Ф.А. Опыт проектирования и реализации рабочих проектов экологического мониторинга в Восточном Донбассе // Геотехническая механика. Вып.ЗЗ. Днепропетровск, 2002, с. 87 99.

21. Закон Российской Федерации «Об охране окружающей среды» (от 10 января 2002 года, К7-Ф3)

22. Закруткин В.Е., Рышков М.М. Комплексное экологическое районирование Ростовской области. Методические аспекты. «Изв. ВУЗов, Северо- Кавк. регион. Естественные науки», 1996, N3, с. 3-9.

23. Зверев B.JL, Зверев П.В. Биосферное знание и экологическая безопасность России. Экологическая геофизика и геохимия. Международная конференция. // Сборник материалов. М.: Дубна, 1998.-252с.

24. Земельный кодекс РСФСР от 25.04.91 (с изменениями и дополнениями).

25. Иванов А.И. Методологические основы геофизического мониторинга и надежность геоэкологического прогноза. Экологическая геофизика и геохимия. Международная конференция.// Сборник материалов. М.: Дубна, 1998.- 252 с.

26. Инструкция о порядке ведения работ по ликвидации и консервации опасных производственных объектов, связанных с пользованием недрами РД 07-91-99 (утвержд. Госгортехнадзором России 02.06.99 пост. № 33).

27. Инструкция о порядке контроля за выделением газов на земную поверхность при ликвидации (консервации) шахт. ВостНИИ, Кемерово, 1998.

28. Инструкция о порядке проведения оценки воздействия на окружающую среду предприятий угольной промышленности (ОВОС-уголь). Гипрошахт, СПб., 1993.

29. Инструкция по безопасному ведению горных работ у затопленных выработок. // Госгортехнадзор РФ, Минтопэнерго РФ, ВНИМИ. -М., 1996.

30. Инструкция по защите зданий от проникновения метана. МакНИИ. Макеевка Донбасс, 1986.

31. Инструкция по изучению и прогнозированию гидрогеологических условий угольных месторождений при геологоразведочных работах / Утверждена Мингео СССР, Минуглепром СССР, ГКЗ СССР, 1985.

32. Инструкция по изучению и прогнозированию гидрогеологических условий угольных месторождений при геологоразведочных работах. ВНИГРИуголь, ВСЕГИНГЕО и др. Ростов-на-Дону, 1985.

33. Инструкция по определению и прогнозу газоносности угольных пластов и вмещающих пород при геологоразведочных работах. -М.:

34. Недра, 1977.-96 с. (утверждена Мингео СССР, ГКЗ СССР, Минугле-промом СССР, согласована с Госгортехнадзором СССР).

35. Карта размещения углепромышленных отходов Ростовской области. М-ба 1:200000 (под ред.Коломенского Г.Ю.). Ростов-на-Дону. ВНИГРИуголь, 2001.

36. Каплунов Ю.В., Рогозов В. В., Смирнов А. М., Богин В. Е. Основы организации автоматизированной системы экологического мониторинга в угольной промышленности России. « Уголь», № 2, 1995, с. 49-51.

37. Керимов И.А. О методологических проблемах экологической геофизики. Экологическая геофизика и геохимия. Международная конференция./ Сборник материалов. М.: Дубна, 1998.- 252 с.

38. Кизилыитейн Л.Я. Экогеохимия элементов-примесей в углях. Ростов н/Д, изд-во СКНЦ ВШ, 2002, 295 с.

39. Коломенский Г.Ю., Гипич Л.В. Загрязнение почв породными отвалами угледобывающих предприятий Восточного Донбасса. // Экологическая безопасность и рациональное природопользование. Ростов н/Д-М., 2004. с.82-88.

40. Коломенский Г.Ю., Чумаченко Ф.А., Гипич Л.В., Коломенская В.Г. Экологическая характеристика и перспективы утилизации углепромышленных отходов Ростовской области // Эколого-географический вестник Юга России, 2002, № 1.-е. 72-78.

41. Комплексирование методов разведочной геофизики. Справочник геофизика. М:, «Недра», 1984.

42. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. Ростов-на-Дону. Изд. «Феникс»,2003, 575 с.

43. Лапин АА., Меркулова А.П., Посыльный В.Я. Причины самовозгорания породных отвалов в антрацитовых районах Восточного Донбасса. —Тр. ШахтНИУИ, т. Ill, 1963, с. 86-105.

44. Методика оценки радиационной обстановки на угольных шахтах и разрезах. РД8-016-91. ВНИПИ промышленной технологии, М., 1992.

45. Методические рекомендации по обследованию и картографированию почвенного покрова по уровням загрязненности промышленными выбросами. ВАСХНИЛ, М., 1987.

46. Методические рекомендации по проектированию рекультивации нарушенных земель на действующих и проектируемых предприятиях угольной промышленности. ВНИИОСуголь, Пермь, 1991.

47. Методические указания по изучению и прогнозу техногенного режима подземных вод при освоении угольных месторождений.- Ч. 1 и 2. СПб.: ВНИМИ, 1992. - 165 с.

48. Методические указания по оценке гидрогеологических условий ликвидации угольных шахт, обоснованию мероприятий по управлению режимом подземных вод и обеспечению экологической безопасности. М.: ИПКОН РАН, 1997. - 24 с.

49. Методическое руководство по проектированию горноэкологического мониторинга при ликвидации шахт угольной отрасли РФ. М. 2001. (согласовано с Госгортехнадзором, МПР РФ, утверждено МЭ РФ).

50. Научно-методическое обеспечение мониторинга угольных бассейнов и месторождений России // Сборник трудов Всероссийского научно-технического семинара. Ростов-на-Дону, 2001, 146 с.

51. Нормативно-методическая база документов по экологии угольной промышленности // Под редакцией А.Г.Саламатина. М., 1999г.

52. Нормы радиационной безопасности (НРБ-96). Гигиенические нормативы. М., 1996.

53. Обобщенный перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов. Росрыбвод, М., 1993.

54. Ограничение облучения населения от природных источников ионизирующего излучения. Временные критерии для принятия решений и организации контроля. М., 1990.

55. Организация дистанционного природоресурсного мониторинга с использованием данных спутников NOOAA для программы "Экологическая безопасность Якутии"//ИКФИА СО РАН. Якутск, 1995.

56. Основы ГИС: теория и практика / Под ред. Мартыненко А. И. -М: 1995.-294 с. (МП "Геоинформационные системы".).

57. Погребнов Н. Н., Поздышева Д. П. Дистанционные методы при поисках, оценке, и разведке угольных месторождений (методическое пособие). Ростов-н/Д, изд-во СКНЦ ВШ, 2000. 248 с.

58. Положение о "Единой государственной системе экологического мониторинга". М., 1995.

59. Положение о порядке осуществления государственного мониторинга состояния недр Российской Федерации. Утверждено приказом МПР РФ № 433 от 21.05.2001 г., зарегистрировано в Минюсте РФ.

60. Положение о порядке проведения геологоразведочных работ по этапам и стадиям (твердые полезные ископаемые). М., МПР РФ, 1999.-20 с.

61. Положение об организации контроля за загрязнением атмосферы на предприятиях угольной промышленности РФ. ВНИИОС уголь, Пермь, 1993.

62. Пособие по проектированию охраны подземных и поверхностных вод проектов предприятий угольной промышленности. Центроги-прошахт. М. СПб: Гипрошахт, 1993.

63. Постановление правительства Российской Федерации "О создании единой государственной системы экологического мониторинга" (№ 1229 от 24.11.1993 г.).

64. Потапов И.И., Сафронов И.Н. Рельеф, геологическое строение и полезные ископаемые Северо-Кавказского экономического района. Ростов н/Д, изд-во РГУ, 1985, 154 с.

65. Правила безопасности при геологоразведочных работах. М: "Недра", 1991.-218 с. (согласованы Госпроматомнадзором СССР, утверждены Мингео ССС 27.03.1990).

66. Правила охраны поверхностных вод. М.: Госкомприрода, 1991.

67. Предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Минздрав СССР. М., 1983.

68. Рабочий проект Центра мониторинга социально-экологических последствий ликвидации шахт Восточного Донбасса. Том 2. Горноэкологический мониторинг. МПР РФ, ВНИГРИуголь , 2002 г., 118 с.

69. Рекомендации по методике прогноза условий подтопления территории при отработке угольных месторождений. СПб. ВНИМИ, 1993. - 102 с.

70. Рекомендации по оценке воздействия ионизирующего излучения на окружающую среду предприятий угольной промышленности. СПб.: Гипрошахт СПНИИРГ, 1992.

71. Рекомендации по снижению отрицательного воздействия горных работ на геологическую среду основных угольных бассейнов СССР. // ИГД им. Скочинского, М., 1987.

72. Руководство по геодинамическим наблюдениям и исследованиям для объектов топливно-энергетического комплекса. Минтопэнерго РФ. М., 1997.

73. Руководство по дегазации угольных шахт. М., Недра, 1990.

74. Санитарные нормы допустимых концентраций химических веществ в почве. СанПиН 42-128-1433-87. Минздрав СССР, М., 1988.

75. Сергеев И.В., Забурдаев B.C. Эмиссия угольного метана: Научные проблемы и технологии его извлечения // Докл. Второй между-нар.конф. "Сокращение эмиссии метана". Новосибирск. 2000. с. 435450.

76. Смагина Т. А., Кутилин В. С. Антропогенное преобразование естественных ландшафтов Ростовской области. // Эколого- географический вестник юга России, 2000, № 2, с. 33- 41.

77. Смирнов A.M. Организация мониторинга отрицательных техногенных воздействий предприятий угольной промышленности. "Уголь". 2001, №7.

78. СНиП 2.01.15-90. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения проектирования.

79. СНиП 2.06.15-85. Инженерная защита территорий от затопления и подтопления.

80. Справочник по охране геологической среды. Т.1. / авт.: Г. В. Войт-кевич, И. В. Голиков Заволженский, В. И. Коробкин и др./ Ростов -н/Д.: Феникс, 1996.-448 с.

81. Технологические схемы рекультивации терриконов и плоских породных отвалов шахт и обогатительных фабрик. ВНИИОСуголь, Пермь, 1981.

82. Толковый словарь основных терминов по геоинформатике. Под редакцией Берлянта, А. М, Кошкарева А. В.// ГИС-Ассоциация, МГУ, ИГ РАН, ИВ ДВО РАН, МГА им. С. Орджоникидзе, Москва, 1999 г., 204 с.

83. Требования к мониторингу месторождений твердых полезных ископаемых. М. 2000 г. (согласованы с Госгортехнадзором, утверждены МПР РФ 04.08.2000 г.).

84. Труфанов В.Н, Гамов М.И., Рылов В.Г. и др. Геотехнологические методы оценки газоотдачи угольных пластов // Издательство «Тер-ра», Ростов н/Д, 2003. 67 с.

85. Труфанов В.Н, Гамов М.И., Рылов В.Г. и др. Углеводородные флюидодинамические системы метаноугольных месторождений Восточного Донбасса. // Тез докл. 7 международной конф. «Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа». М. МГУ, 2004.

86. Труфанов В.Н., Гамов М.И., Рылов В.Г. и др. Углеводородная флюидизация ископаемых углей Восточного Донбасса. Ростов н/Д, изд-во РГУ, 2004, 270 с.

87. Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г. Учение об экологических функциях литосферы фундаментальное основание экологической геологии. Экологическая геофизика и геохимия. Международная конференция.// Сборник материалов. - М.: Дубна, 1998.- 252 с.

88. Угольная база России. Т. 1. Угольные бассейны и месторождения европейской части России (Северный Кавказ, Восточный Донбасс, Подмосковный, Камский и Печорский бассейны, Урал). М.: ЗАО "Геоинформмарк", 2000. — 483 с. ил.

89. Фёдоров Ю.А. Стабильные изотопы и эволюция гидросферы. М.: МО РФ Центр «Истина», 1999. 370 с.

90. Фёдоров Ю.А. Ртуть и метан: особенности образования и распределения в поверхностных водах // Проблемы гидрометеорологии и геоэкологии. Ростов н/Д, СКНЦ ВШ, 2004, с. 200 - 213.

91. Фёдоров Ю.А., Рылов В.Г., Чумаченко Ю.А. и др. Метаново ртутная эмиссия и её влияние на окружающую среду // Тез. Докл. «Экологические проблемы. Взгляд в будущее. Ростов — на /Д, 2004.

92. Хрусталев Ю. П. Эколого географический словарь. - Батайск, 2000.198 с.

93. Ценные и токсичные элементы в товарных углях России. (Под ред. В.Ф. Череповского). М.: Недра, 1996, 237 с. '

94. Чубаров В.Н., Шарапанов Н.Н., Горяинов Н.Н. Экология и экоге-офизика. Экологическая геофизика и геохимия. Международная конференция. /Сборник материалов. М.: Дубна, 1998.- 252 с.

95. Чумаченко Ф. А. Форматы цифровых картографических изображений и их краткое описание./ Проблемы географии и экологии. — Ростов-н/Д, 1999, с. 319- 323.

96. Чумаченко Ф.А. Экологический мониторинг угольных бассейнов на основе методов дистанционного зондирования. Ресурсный потенциал твердых горючих ископаемых на рубеже XXI века. Ростов-н/Д. 1999, с.241-242.

97. Чумаченко Ф.А. Экологический мониторинг Южно- Якутского угольного бассейна бассейнов на основе методов дистанционного зондирования параметров биосферы. Труды Всероссийского научно-технического семенара. Ростов- н/Д. 1999, 126- 131.

98. Чумаченко Ф.А. Методика формирования типовых и рациональных комплексов методов экологического мониторинга закрываемых угольных шахт. Труды Всероссийского научно- технического семенара. Ростов- н/Д. 2002, 126- 131.

99. Шахтные воды угольной промышленности (справочник), ч. I III, ВНИИОСуголь, Пермь, 1989.

100. Экологическая геофизика и геохимия. Международная конференция.// Сборник материалов. М.: Дубна, 1998.- 252 с.

101. Экологический атлас Ростовской области (под ред. В.Е. Закрут-кина). Ростов н/Д, СКНЦ ВШ, 2000. 120 е.: 50 ил.

102. Эталон проекта ликвидации шахты (разреза). Минтопэнерго РФ, М., 1998.109. 109.Экологический мониторинг ликвидации неперспективных шахт Восточного Донбасса (под редакцией В.М. Еремеева). Шахты.: ЮГО АГН. 2001, 182 с.