Типизация пересечения углепородных отвалов геодинамически опасными зонами

Развиты представления о существовании в земной коре геодинамически опасных зон, влияющих на безопасность эксплуатации инженерных сооружений и ведение горных работ. Используется концепция геодинамического районирования, согласно которой геодинамически опасные зоны возникают при взаимодействии блоков земной коры различных иерархических рангов. На примере Восточного Донбасса рассмотрена типизация пересечения углепородных отвалов геодинамически опасными зонами. Учтено положение 34 горящих и перегоревших отвалов, расположенных вблизи городов Шахты и Новошахтинск Ростовской области, их размеры R и ширина геодинамически опасных зон r. На основе использования данных геодинамического районирования проведен анализ характера взаимного расположения углепородных отвалов и границ блоков земной коры (геодинамически опасных зон). Выделено 4 типа пересечения границами блоков, расположенных на поверхности отвалов. Пересечение первого типа возникает при R > r и расположении участка пересечения целиком под отвалом. Пересечение второго типа возникает при R < r и расположении отвала целиком в геодинамически опасной зоне. Пересечение третьего типа возникает при любом соотношении R и r, но отвал перекрывает геодинамически опасную зону лишь частично (касание). При четвертом типе пересечения множество общих точек R и r пустое (не пересекаются). Типизация может быть использована при выборе мест для размещения отвалов и компьютерном моделировании их теплового состояния.

Мусина В.Р., Головко И.В., Шерматова С. Типизация пересечения углепородных отвалов геодинамически опасными зонами // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 6-1. — С. 233–241. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-61-0233-241.

Мусина Валерия Раисовна¹ — канд. техн. наук, старший преподаватель, e-mail: musinavaleriya@mail.ru;
Головко Ирина Владимировна¹ — старший преподаватель;
Шерматова Сайера¹ — аспирант;
¹ Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Ленинский пр., 4, Москва, 119049.

1. Гамов М.И., Рылов В.Г., Мещанинов Ф.В., Наставкин А.В. Термобарогеохимическое моделирование процессов преобразования породных отвалов угольных шахт Восточного Донбасса // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2016. — №11. — С. 158—168.

2. Pone, J.D.N., Hein, K.A.A., Stracher, G.B., Annegarn, H.J., Finkleman, R.B., Blake, D.R., Schroeder, P. (2007). The spontaneous combustion of coal and its by-products in the witbank and sasolburg coalfields of South Africa // International Journal of Coal Geology, 2007, Vol. 72, no 2, pp. 124—140. DOI:10.1016/j.coal.2007.01.001.

3. Hu Z., Xia Q. An integrated methodology for monitoring spontaneous combustion of coal waste dumps based on surface temperature detection. // Applied Thermal Engineering, 2017, 122, pp. 27—38. DOI: 10.1016/j.applthermaleng. 2017.05.019.

4. Jendrus R. Environmental protection in industrial areas and applying thermal analysis to coal dumps // Polish journal of Environmental Studies, 2017, Vol. 26, no 1, pp. 137—146. DOI:10.15244/pjoes/64743.

5. Carras J.N., Day S.J., Saghafi A., & Williams D.J. Greenhouse gas emissions from lowtemperature oxidation and spontaneous combustion at open-cut coal mines in Australia // International Journal of Coal Geology, 2009, Vol.78, no2, pp. 161—168. DOI:10.1016/j.coal.2008.12.001.

6. Wasilewski S., Skotniczny P. Mining waste dumps — modern monitoring of thermal and gas activities // Gospodarka surowcami mineralnymi — mineral resources management. 2015, Vol. 31, pp. 155 — 182. DOI:10.1515/gospo-2015—0010.

7. Мусина В.Р. Геодинамическая позиция горящего углепородного отвала шахты Несветаевская // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — №7. — С. 219—228. DOI:10.25018/0236—1493—2018—7-0—219—228.

8. Batugin A.S., Kobylkin A.S., Musina V.R. Effect of geodynamic setting on spontaneous combustion of coal waste dumps // Eurasian mining, 2019, no. 2, pp. 64—69. DOI:10.17580/ em.2019.02.14.

9. Kobulkin A.S., Musina V.R., Batugin A.S., Ponomarev V.S., Vorobyeva O.V., Vishnevskaya E. Modeling of aerodynamic process for coal waste dump located in geodynamically dangerous zone // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2019, Vol. 221, no 1. DOI:10.1088/1755—1315/221/1/012087.

10. Батугина И.М., Петухов И.М. Геодинамическое районирование месторождений при проектировании и эксплуатации рудников. — М.: Недра, 1988. — 166 с.

11. Геомеханические поля и процессы: экспериментально-аналитические исследования формирования и развития очаговых зон катастрофических событий в горнотехнических и природных системах / ред. Мельников Н.Н. Том 1. Изд. СО РАН. 2018. ISBN: 978—5-7692—1575—9. 539 с.

12. Batugin A., Myaskov A., Ignatov Y., Khotchenkov E., & Krasnoshtanov D. Re-using of data on rockbursts for up-to-date research of the geodynamic safety problem // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2019, Vol. 221, no 1. DOI:10.1088/1755— 1315/221/1/012089.

13. Козырев А.А., Семенова И.И., Журавлева О.Г., Пантелеев А.В. Гипотеза о происхождении сильного сейсмического события на шахте Расвумчорр 9 января 2018 года // Горный информационно-аналитический бюллетень. —2018. — № 12. — С. 74—83. DOI: 10.25018 / 0236-1493-2018-12-0-74-83.

14. Рассказов И.Ю., Саксин Б.Г., Усиков В.И., Потапчук М.И. Геодинамическое состояние массива пород Николаевского полиметаллического месторождения и особенности проявления удароопасности при его освоении // Горный журнал. — 2016. — № 12. — С. 13–19. DOI: 10.17580/gzh.2016.12.03

15. Kamnev E.N., Morozov V.N., Tatarinov V.N., Kaftan V.I. (2018). Geodynamic aspects of investigations in underground research laboratory (Nizhnekansk massif) // Eurasian Mining, 2018, no 2, pp. 11—14. DOI:10.17580/em.2018.02.03.

16. Jun Han, Hongwei Zhang, Bin Liang, Hai Rong, Tianwei Lan et al. Influence of Large Syncline on In Situ Stress Field: A Case Study of the Kaiping Coalfield, China // Rock Mechanics and Rock Engineering, 2016, Vol. 49, no 11, pp. 4423–4440. DOI: 10.1007/ s00603—016—1039—4.

17. Kaledina N., Malashkina V. Preliminary and post-working degassing for effective and safe mining // The 23rd Annual International Pittsburgh Coal Conference, PCC — CoalEnergy, Environment and Sustainable Development, 2006.

18. Баловцев С.В. К методике прогноза взрывобезопасности выемочных участков угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — №11. — С. 218—226. DOI: 10.25018/0236—1493—2018—11—0-218—226.

19. Скопинцева О.В., Ганова С.Д., Демин Н.В., Папичев В.И. Комплексный метод снижения пылевой и газовой опасностей в угольных шахтах // Горный журнал. — 2018. — № 11. — С. 97—100. DOI: 10. 17580/gzh.2018.11.18.

20. Kulikova E.Y., Ivannikov A.L. The terms of soils removal from the defects of the underground structures’ lining // IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series, 2020, Vol. 1425, 012062. DOI:10.1088/1742—6596/1425/1/012062

21. Сластунов С.В., Коликов К.С., Ермак Г.П., Ютяев Е.П. Решение проблемы безопасности угледобычи в долгосрочной программе развития отрасли // Горный журнал. — 2015. — №4 — С. 46—49. DOI: 10.17580/gzh.2015.04.08

22. Dzhumayan N.R., Nastavkin A.V. (2019). Maceral and chemical compositions of brown coals from the mugunsk deposit // Solid Fuel Chemistry, 2019, Vol. 53, no 4, pp. 197—201. DOI:10.3103/S0361521919040050.

23. Chmykhalova S. Quality of mineral wealth as a factor affecting the formation of refuse of ore mining and processing enterprises // VII International Scientific Conference «Problems of Complex Development of Georesources» E3S Web of Conference, 2018, Vol. 56, 6 p. 04018. DOI.10.1051/e3sconf/20185604018.

24. Рекомендации по выявлению на горных отводах ликвидируемых шахт техногенных источников негативного влияния на окружающую природную среду методом дистанционного зондирования беспилотными летательными аппаратами: отчет о НИР (4 этап) / ФГУП ННЦ ГП — ИГД им. А.А. Скочинского; рук. Лиманский А.В., исполн.: Пономарев В.С. [и др.]. — Люберцы, 2011 г.