Комплексна оцінка і прогнозування еколого - гідрогеологічного стану Червоноградського вугільного регіону в умовах експлуатації та закриття шахт : Комплексная оценка и прогнозирование эколого - гидрогеологического состояния Червоноградского угольного региона в условиях эксплуатации и закрытие шахт

Краткое описание

Міністерство освіти і науки України
Національний технічний університет України
Київський політехнічний інститут”

На правах рукопису

Шевчук Наталія Анатоліївна

УДК 504.06; 556.3

Комплексна оцінка і прогнозування еколого - гідрогеологічного стану Червоноградського вугільного регіону в умовах експлуатації та
закриття шахт

Спеціальність 21.06.01 - Екологічна безпека

Дисертаційна робота на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук

Науковий керівник

доктор техн. наук, професор Пирський Олексій Антонович

Київ 2004

ЗМІСТ
Вступ 5
РОЗДІЛ 1. Аналіз еколого-гідрогеологічнОго стану Червоноградського регіону 14
1.1.Огляд еколого-гідрогеологічних досліджень¼¼¼¼.....................¼14
1.2.Аналіз розвитку методів прогнозування в гідрогеології ¼¼¼¼..¼20
1.3.Характерні особливості вуглевидобутку, геологічної будови і
гідрогеологічних умов Червоноградського регіону¼¼¼¼¼¼¼¼.¼24
1.3.1.Загальна характеристика і перспективи вуглевидобутку..¼...24
1.3.2.Характеристика стратиграфії і літології регіону ¼¼¼¼..¼33
1.3.3.Характеристика тектоніки регіону¼¼¼¼¼¼........¼¼.¼38
1.3.4.Особливості гідрогеологічних умов родовища¼¼¼¼.....¼42
Висновки.....¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼...............¼54
РОЗДІЛ 2. забруднення поверхневих і підземних вод та Міграція ЗАБРУДНЮЮЧИХ РЕЧОВИН в масивах порід 56
2.1.Динаміка стану забруднення грунтів¼¼¼¼¼¼¼¼¼..................56
2.2.Змінення гідрохімічних параметрів складу підземних вод¼¼¼¼...65
2.3.Стан поверхневих вод регіону¼¼¼...¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼..85
Висновки.....¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼...................90
РОЗДІЛ 3. ДОСЛІДЖЕННЯ впливу фільтраційно-деформаційних процесів на забруднення довкілля 93
3.1Дослідження впливу породних відвалів на якість підземних
і поверхневих вод ..........................¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼.....................93
3.2.Дослідження впливу на довкілля систем водовідливу і вуглезбагачення¼....................¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼...................................107
3.3.Дослідження часового процесу ущільнення основ породних
відвалів ..........................¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼..............................................112
3.4.Дослідження впливу породних відвалів на забруднення атмосфери
та грунтів¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼....................118
3.5.Дослідження впливу деформаційних процесів на еколого-гідрогеологічний стан...........¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼..122
Висновки...............¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼.......129
РОЗДІЛ 4. Моделювання еколого - гідрогеомеханічного стану породних масивів 131
4.1.Загальні закономірності формування відвальних масивів¼¼¼¼..131
4.2.Критерії обґрунтування формування моделей суцільного
та зернистого дискретного середовища¼¼¼¼¼¼¼¼..¼¼¼¼....136
4.3.Закономірності ущільнення часток зернистого середовища, їх
щільність та принципи формування оптимальних слабо проникливих
горизонтів масиву¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼.............139
4.4.Напружено-деформаційний стан зернистих відвальних порід¼¼...142
4.5.Формування еколого - гідрогеомеханічної розрахункової моделі розвитку фільтраційно-деформаційних процесів у відвальних масивах¼¼..144
Висновки.....¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼................158
РОЗДІЛ 5. Прогнозні оцінки та погіршення тенденцій змінення екологічного стану 162
5.1.Напрямки змін мікрокомпонентного складу грунтів¼¼¼¼¼¼...162
5.2.Прогноз розвитку забруднення підземних вод¼¼¼¼¼¼¼¼¼.166
5.3.Трансформації гідрогеологічного середовища підроблених
шахтами територій¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼......172
Висновки...............¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼.......185
загальні висновки та рекомендації по роботі..¼¼¼¼...........187
Список використаних джерел......¼¼¼¼¼¼¼¼¼¼.................192
ДОДАТОК А. Картосхеми валового вмісту важких металів в
грунтах Червоноградського гірничо-промислового регіону
ДОДАТОК Б. Акт впровадження результатів дисертаційної роботи
ДП Львіввугілля”
ДОДАТОК В. Акт впровадження результатів дисертаційної роботи УкрНДІпроект”

ВСТУП
Актуальність роботи.
Видобуток вугілля підземним способом в Червоноградському регіоні Львівсько-Волинського басейну є одним із важливих чинників в загальному техногенному навантаженні на довкілля. Так, до основних екологічних проблем цього регіону слід віднести: просадки територій, зміни гідрохімічних полів та забруднення грунтів, утворення техногенних ландшафтів, забруднення повітря, поверхневих і підземних вод. На особливу важливість реабілітації гірничовидобувних регіонів, в тому числі і вугільних басейнів, звертається увага в Постановах Кабінету Міністрів України від 12 січня 1999 року за №31 Про заходи щодо розв’язання еколого-гідрогеологічних проблем, які виникають внаслідок закриття гірничо видобувних підприємств, шахт і розрізів” та від 31 серпня 1999 року за №1606 Про концепцію поліпшення екологічного становища гірничо видобувних регіонів України”. Комплексний характер проблеми вимагає постановки і координації зусиль наукових закладів різних напрямів діяльності і в першу чергу актуальним є створення системи моніторингу геологічного середовища та стану забруднення навколишнього середовища. На жаль, державна система режимних спостережень практично відсутня навіть в межах підроблених гірничими роботами територій.
Ці зауваження найбільшою мірою відносяться і до Львівсько-Волинського кам’яновугільного басейну, де видобуток вугілля розпочався в середині минулого сторіччя. Найбільшу тривогу викликає Червоноградський гірничо-промисловий регіон басейну, геоморфологічні умови якого більш вразливі, ніж на півночі басейну і де ще довгий час буде діяти багато шахт з поетапним їх закриттям. Вже в даний час, в зв’язку з значним забрудненням, існує проблема безпечного питного водопостачання багатьох населених пунктів, а також проблема землекористування.
З урахуванням раніше виконаних досліджень по окремих аспектах екології (ДГП Західукргеологія”, Укрвуглегеологія”, АГН України та інститутом УкрНДІпроект”, НТУУ КПІ”) в даній роботі викладаються дослідження еколого-гідрогеологічного стану на підроблених шахтами площах в Червоноградському гірничо-промисловому регіоні, а також проводиться комплексна оцінка і прогноз негативного впливу на довкілля окремих техногенних складових вуглевидобутку. Реалізація прогнозних розрахунків актуальна і з точки зору проектування та виконання заходів по запобіганню техногенного навантаження територій.

Роботу виконано у відповідності з державною програмою Оцінка навколишнього середовища України”. Здобувач брала участь у виконанні науково-дослідної роботи Держ. реєстр. №0101U003810 Розв’язання еколого-гідрогеологічних проблем, що виникають внаслідок закриття гірничодобувних підприємств, шахт і розрізів” (Виконати науково-технічне обґрунтування та розробити комплекс заходів, спрямованих на покращення еколого-гідрогеологічного стану в районах спільного впливу діючих шахт і тих, що закриваються у Львівсько-Волинському кам’яновугільному басейні), яка виконувалася згідно постанови Кабінету Міністрів України та по завданню Мінпаливенерго України. Затверджено Вченою Радою інституту «УкрНДІпроект» протокол № 4 від 02 грудня 2003 р.

Мета і завдання дослідження встановити закономірності, фактори та причини техногенного впливу вуглевидобутку у регіоні на стан навколишнього середовища та здійснення на їх основі розробки рекомендацій щодо запобігання техногенної дії вуглевидобутку на еколого - гідрогеологічну ситуацію Червоноградського регіону.

Задачами дослідження являються:
1. Дослідити фактичний еколого гідрогеологічний стан в регіоні на основі натурних обстежень, лабораторних експериментів і аналітичних розрахунків; з’ясувати основні джерела забруднення довкілля регіону, причини їх виникнення, термін та масштаби дії.
2. З’ясувати особливості техногенного впливу на довкілля: окремих технологічних процесів вуглевидобутку, включаючи відвали шахтних порід і вуглезбагачення, ставки-освітлювачі шахтного водовідливу; зміни фільтраційно-деформаційних властивостей масивів підроблених територій.
3. Встановити регіональні закономірності динаміки техногенних процесів у відвальних масивах порід та механізм їх впливу на забруднення поверхневих і підземних вод.
4. Розробити еколого - гідрогеомеханічну модель розвитку техногенних процесів у масиві відвальних порід і рекомендації щодо запобігання техногенної дії вуглевидобутку на еколого - гідрогеологічну ситуацію довкілля.
5. Встановити основні тенденції зміни гідрохімічних показників підземних і поверхневих вод та здійснити прогноз геоморфологічних трансформацій підроблених шахтами породних масивів.

Об’єкт дослідження явища техногенного впливу вуглевидобутку на еколого - гідрогеологічну ситуацію територій.

Предмет дослідження техногенні процеси формування еколого - гідрогеологічних змін Червоноградського гірничо промислового регіону в результаті дії вуглевидобутку.

Ідея роботи встановлення закономірностей, факторів та причин техногенного впливу вуглевидобутку в регіоні на екологічний стан довкілля шляхом моніторингових спостережень з врахуванням комплексного впливу на навколишнє середовище як діючих так і закритих шахт.

Методи дослідження. Методична основа дисертаційної роботи полягає в аналізах та узагальненнях моніторингових досліджень техногенного впливу вуглевидобутку в Червоноградському регіоні на еколого - гідрогеологічний стан навколишнього середовища. Дослідження виконувались на основі моделювання техногенних процесів у відвальному масиві, моніторингу гідрогеологічних ситуацій на підроблених шахтами площ регіону, методології експертної оцінки заходів по запобіганню техногенного впливу вуглевидобутку на довкілля. Інформаційною базою дисертаційної роботи є законодавчі та нормативні акти Верховної Ради, Президента і Кабінету Міністрів України, матеріали Департаменту вугільної промисловості Мінпаливенерго України, ДП Львіввугілля”, УкрНДІпроект” стосовно оцінки впливу на навколишнє природне середовище, Державної Компанії Укрвуглереструктуризація” з екологічних проблем природокористування.

Наукова новизна роботи
1. Вперше на основі моніторингових досліджень встановлені фактори, характер та фактичні рівні техногенного навантаження на еколого-гідрогеологічний стан регіону, враховуючи комплексний вплив як діючих, так і закритих шахт.
2. Вперше обґрунтована значущість джерел забруднення довкілля регіону та причин їх виникнення, а також кількісно визначено термін та масштаби можливої дії забруднюючих речовин.
3. Теоретично обґрунтовано і практично підтверджено специфічний характер формування техногенного водоносного горизонту у породних відвалах та пульсуючий механізм забруднення поверхневих та підземних вод концентровано забрудненими інфільтраційними потоками, що ґрунтуються на концепції суттєвої зміни у десятки і тисячі разів коефіцієнту фільтрації сегрегованої частини відвалу в залежності від ступеня її водонасичення.
4. Вперше розроблено еколого - гідрогеомеханічну розрахункову модель техногенних процесів у масиві відвальних порід з врахуванням формування техногенного горизонту інфільтраційних потоків і прогнозом циклічних викидів забруднюючих речовин в поверхневі і підземні води.

Практичне значення одержаних результатів
Встановлені закономірності, фактори та причини техногенного впливу вуглевидобутку в регіоні на екологічний стан довкілля дозволяють кількісно визначити термін та масштаби можливої дії забруднюючих речовин, здійснити прогноз основних тенденцій змін екологічного стану навколишнього середовища та розробити рекомендації по запобіганню та реабілітації техногенної дії вуглевидобутку на екологічну ситуацію регіону.
Розроблена еколого - гідрогеомеханічна модель техногенних процесів у масиві відвальних порід, обґрунтовано механізм формування техногенних горизонтів інфільтраційних потоків та прогнозовано безпечний термін часу до початку рекультивації відвалів.

Особистий внесок здобувача
Основні наукові положення і результати, наведені в дисертації, отримані автором особисто. Здобувачем сформульовані мета та задачі досліджень, оброблений фактичний матеріал дослідження еколого-гідрогеологічного стану на підроблених шахтами площах в Червоноградському гірничо-промисловому регіоні, проаналізовані процеси впливу вуглевидобутку на гідрогеологічні режими регіону та запропоновані рекомендації по запобіганню техногенної дії вуглевидобутку на екологічний стан довкілля. Результати наукових досліджень та рекомендацій, які отримані здобувачем самостійно і у співавторстві відображені в нижченаведених наукових статтях:
1. Сидоренко Н.А. (Шевчук Н.А.) Прогноз стану поверхневих вод в зоні дії гірничого підприємства.// Вісник ЖІТІ. 2001. - №18/Технічні науки. С. 181-182.
2. Рижов Г.М., Сидоренко Н.А. (Шевчук Н.А.) Прогноз міграції забруднюючих речовин у підземні води з хвосто- та шламосховищ гірничих підприємств. // Вісник Національного технічного університету України (КПІ). Серія "Гірництво".-К.:НТУУ "КПІ".-Випуск 6.- 2002. - С 111-114.
Визначена концепція максимального використання даних натурних спостережень для прогнозу міграції забруднюючих речовин. Запропонована модель прогнозу розповсюдження забруднюючих речовин в зоні впливу хвосто- та шламосховищ. Сформульована математична модель нестаціонарного планового масопереносу, яка базується на врахуванні механізмів конвективного масопереносу, молекулярної дифузії, гідродисперсії.
3. Демут М.І., Могилко А.М., Пирський О.А., Сидоренко Н.А. (Шевчук Н.А.) Особливості міграції забруднюючих речовин в Червоноградському гірничо - промисловому районі. // Вісник Житомирського інженерно-технічного інституту. 2002. - №3(22)/Технічні науки. С. 150-151.
Особливості міграції забруднюючих речовин. Методика оцінки впливу забруднюючих речовин на грунти, поверхневі та підземні води за результатами виконаних спостережень.
4. Пирський О.А., Сидоренко Н.А. (Шевчук Н.А.), Могилко А.Н., Вовк В.Т. Изменение гидрогеологических условий при подработке породных массивов шахтами. //Вісник Національного технічного університету України (КПІ). Серія: Гірництво.-К.:НТУУ "КПІ".-Випуск 7.- 2002.- С. 55-60.
Аналіз еколого-гідрогеологічних наслідків підроблених шахтами територій, аналіз процесу прискореної геомеханічної деградації підробленої товщі порід. Рекомендації для існуючих шахт і для тих, що підлягають закриттю.
5. Пирський О.А., Сидоренко Н.А. (Шевчук Н.А.), Вовк О.О. Розробка пластових родовищ корисних копалин під водоймищами. //Вісник Національного технічного університету України (КПІ). Серія: Гірництво.-К.:НТУУ "КПІ".-Випуск 4.- 2000.- С. 65-71.
Механізм зсуву гірничих порід над виробленим простором та тріщинноутворення вище лежачих пластів в залежності від їх фізико механічних властивостей. Рекомендації по послідовності ведення очисних робіт, які сприяють зменшенню негативного впливу.
6. Пирский А.А., Вовк О.А., Сидоренко Н.А. (Шевчук Н.А.) Некоторые вопросы улучшения горноэкологической ситуации в Украине. // Енергетика: економіка, технології, екологія.-2001.-№2.- С.17-21.
Рекомендації по зниженню шкідливого впливу на навколишнє середовище.
7. Сидоренко Н.А. (Шевчук Н.А.), Пирський О.А. Оцінка впливу процесу закриття шахт на еколого-гідрогеологічну ситуацію. Матеріали студентський науково-технічних конференцій 2001-2002 рр. Частина 1. Гірництво. Екологія. Геологія. Електротехніка. Електромеханіка. Комп’ютерні технології. Дніпропетровськ 2002. с 60-61.
Визначено основні джерела забруднення ґрунтів та водного басейну, запропоновано заходи для зменшення подальшого погіршення створеної техногенної ситуації.
8. Куліш В.А., Вовк В.Т., Могилко А.М., Сидоренко Н.А. (Шевчук Н.А.). Нові підходи до оцінки процесу деформування земної поверхні в районі дії вугільних шахт у Львівсько-Волинському басейні. Матеріали третьої Промислової конференції з міжнародною участю і бліц-виставкою Ефективність реалізації наукового, ресурсного і промислового потенціалу в сучасних умовах” с. Славське, Карпати, 2003р.
Проведено порівняння розрахункових і фактичних деформацій поверхні землі при гідростатичному зважуванні масивів порід та релаксації залишкових напружень. Визначені особливості формування мульд зрушення в південній частині Львівсько-Волинського басейну.
9. Сидоренко Н.А. (Шевчук Н.А.) Прогнозна оцінка тенденції трансформації мікрокомпонентного складу грунтів Червоноградського гірничо-промислового району. Матеріали третьої Промислової конференції з міжнародною участю і бліц-виставкою Ефективність реалізації наукового, ресурсного і промислового потенціалу в сучасних умовах” с. Славське, Карпати, 2003р.
10. Шевчук Н.А., Могилко А.Н., Вовк В.Т. Заходи по покращенню та стабілізації еколого-гідрогеологічного стану Львівсько-Волинського басейну. Матеріали четвертої Промислової конференції з міжнародною участю і виставкою Ефективність реалізації наукового, ресурсного і промислового потенціалу в сучасних умовах” с. Славське, Карпати, 2004р.
Рекомендовано в межах мульд зрушення створення меліоративних систем із скидом дренажних вод; запропоновано проводити рекультивацію як горілих так і негорілих породних відвалів.
11. Шевчук Н.А. Екологічні тенденції трансформації забруднення підземних вод Червоноградського вуглевидобувного регіону. // Економічний вісник Національного технічного університету України (КПІ) К. НТУУ КПІ” Випуск 1.- 2004. С 89-94.

Впровадження результатів роботи
Науково обґрунтовані рекомендації по запобіганню негативного впливу вуглевидобутку на екологічну ситуацію Червоноградського регіону впроваджені в практику ДП Львіввугілля”, а також використовуються при виконанні науково-дослідних робіт УкрНДІпроект” і у плануванні природоохоронних заходів у гірничопромислових регіонах України.

Апробація результатів роботи
Основні теоретичні, методологічні та практичні результати дисертаційної роботи доповідались і обговорювались на міжнародних науково-практичних конференціях студентів, аспірантів та молодих вчених Екологія. Людина. Суспільство” (НТУУ КПІ” м.Київ 1998, 2001рр.); на 7 загальноукраїнській студентській науковій конференції Розбудова держави: духовність, екологія, економіка” (м.Київ 2001р.); на студентській науково-технічній конференції Крок у ХХІ століття” (м. Дніпропетровськ 2002 р.); ІІ науково - практичній конференції студентів та молодих вчених вищих навчальних закладів України Економічні науки як фактор трансформаційних процесів в економіці України” (м. Київ 2004 р.); на третій і четвертій міжнародних промислових конференціях Ефективність реалізації наукового, ресурсного і промислового потенціалу в сучасних умовах” с. Славське, (Карпати, 2003, 2004рр.); на розширених засіданнях кафедри Інженерної екології Інституту енергозбереження та енергоменеджменту Національного технічного університету України КПІ” (2003, 2004 рр); на засіданні науково-технічної ради ДП Львіввугілля” (м.Сокаль, 2003р); на звітній науково-практичній конференції професорсько-викладацького складу Інституту енергозбереження та енергоменеджменту Національного технічного університету України КПІ” (2004р.).
Публікації. Основні результати дисертації опубліковані у 11 друкованих статтях, у т.ч. 6 статей у фахових наукових виданнях, затверджених ВАК України, 5 - у матеріалах конференцій.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація складається із вступу, 5 розділів, загальних висновків, переліку посилань і додатків. Загальний обсяг дисертаційної роботи складає 191 сторінок, у тому числі: 158 сторінок основного тексту, 24 рисунка, 35 таблиць, список використаних літературних джерел із 116 найменувань, а також 3 додатка.

Науковий керівник роботи доктор технічних наук, професор кафедри інженерної екології ІЕЕ НТУУ КПІ” Пирський Олексій Антонович.

Список литературы

загальні висновки та рекомендації по роботі

Уперше для Червоноградського вугільного регіону Львівсько-Волинського басейну розв’язана актуальна науково-практична задача встановлення закономірностей та причин техногенного впливу на екологічний стан довкілля і здійснення на цій основі прогнозу змін навколишнього середовища. Розроблені рекомендації по запобіганню негативної дії вуглевидобутку на екологічний стан регіону, що має суттєве значення для гірничовидобувної галузі і надає практичну можливість покращенню екологічної безпеки вуглевидобувного регіону в цілому. Основні результати:
1. Уперше для регіону проведений моніторинговий аналіз техногенного впливу на стан довкілля засвідчив, що основними забруднювачами навколишнього середовища являються підприємства вугільної промисловості. Встановлено, що в процесі експлуатації та закритті шахт головними чинниками техногенного впливу на навколишнє середовище є формування відвалів шахтних порід, просідання земної поверхні в зонах підробки (мульди деформації), скиди шахтних вод в поверхневі водні системи після освітлення в ставках накопичувачах, порушення режимів підземних вод, захоронення в шламосховищах відходів збагачення вугілля та створення зольних відвалів при шахтних котельнях.
2. Уперше для Червоноградського регіону розроблено комплексний метод оцінки еколого-гідрогеологічного стану підроблених територій.
3. Встановлено, що у результаті складування порід та завдячуючи внутрішнім фізико-хімічним змінам в породних відвалах, взаємодії їх з атмосферою, утворюються шкідливі хімічні сполуки, що негативно вплинуло на стан ґрунтів, режим та якість підземних та поверхневих вод. Результати дослідження процесу утворення відвалів свідчать, що в результаті міграції забруднюючих речовин у масивах породних відвалів, взаємодії з атмосферними опадами та киснем в поверхневій зоні відвалів пірит окислюється до лимоніту з утворенням значної кількості сірчано - кислих розчинів, які потрапляють в поверхневі та ґрунтові води.
4. Результати досліджень динаміки стану забруднюючих речовин свідчать, що основними складовими порід відвалів Червоноградського регіону, які впливають на стан навколишнього середовища, являються: свинець (Pb), молібден (Mo), цинк (Zn). При цьому зона максимального вмісту свинцю розташована на захід від ліній шахт №10 ВМ” (Степова) №6 ВМ” (Лісова) і перевищує межі СЗЗ.
5. Лабораторні дослідження валового вмісту важких металів в породах відвалів (окремо в горілих і негорілих), дозволили встановити незначний вплив забруднення грунтів Червоноградської зони від вітрової ерозії. При цьому основним забруднюючим джерелом довкілля є інфільтраційні потоки відвалів, порода яких спочатку знаходиться у відновлювальному середовищі, а з часом під дією атмосферних опадів стає окислювальним середовищем з утворенням сірчаної кислоти H2SO4, та з’єднань забруднюючих елементів: свинцю Pb, хрому Cr, міді Cu та нікелю Ni.
6. Уперше еколого геохімічним моніторингом встановлено парадоксальне явище наявності більш очищених вод р. Західний Буг на виході з Червоноградського регіону порівняно з хімічним складом вод на вході в регіон. Встановлене явище свідчить, що в межах регіону мають місце акумулюючі властивості накопичення шкідливих речовин в руслах річок. Таким чином, регіон не тільки втратив природну очисну дію річок, а накопичує регіональне забруднення, що привноситься річками прилеглих територій. В результаті створюється і посилюється загрозливий техногенний вплив на довкілля.
7. Уперше розроблена еколого - гідрогеомеханічна розрахункова модель техногенних процесів у відвальному масиві. Модель враховує сегрегації фракційного складу порід по висоті та збільшення гравітаційних навантажень, змінність по висоті відвалу щільності, пористості та коефіцієнту фільтрації, явище формування техногенного горизонту інфільтраційних потоків та залежність коефіцієнта фільтрації порід від ступеня їх водонасичення. Розрахунки за вказаною моделлю дозволили встановити:
- незалежно від потужності слабопроникного шару при середньорічній кількості інфільтраційного потоку в 0,2м3/м2 площині відвалу формується техногенний горизонт;
- збільшення коефіцієнту фільтрації з 0,0365 м/рік до 0,365 м/рік зменшує потужність техногенного горизонту в 2,5-8,0 разів в залежності від пористості розташованих вище шарів порід;
- в умовах невисоких коефіцієнтів фільтрації техногенних водоносний горизонт може існувати 1,34-5,1 року, що відповідає результатам спостережень;
- при більш високих коефіцієнтах фільтрації, - незалежно від потужності слабопроникного шару, - техногенний горизонт розвантажується вниз за час, що не перевищує одного року.
Розрахунки дозволяють зробити висновок, що в породних відвалах спостерігається широка гама варіантів забруднення ґрунтових вод: від прямого перетікання інфільтраційних вод до специфічного, пульсуючого”. З точки зору забруднення ґрунтових вод більш небезпечним являється пульсуючий” варіант тому, що в процесі формування техногенного горизонту протягом того чи іншого часу з порід вилуговується більший відсоток токсичних мікрокомпонентів і в потік ґрунтових вод концентрований об’єм води надходить залпово.
8. Уперше встановлено, що в горілих відвалах природна вологість не тільки не збільшується, а й навіть зменшується за рахунок випаровування. Після закінчення формування відвалу його зволоження атмосферними опадами проходить за значно більший час. Розрахунковий час зволоження горілих відвалів висотою 30 і 40м складе 25,5 і 34 роки після зупинки робіт.
Польові спостереження на відвалах свідчать, що в горілих відвалах техногенний водоносний горизонт дійсно формується десь через 25-30 років.
9. Доведено, що при виборі стратегії стабілізації та поліпшення еколого-гідрогеологічного стану в регіоні необхідно враховувати тип породного відвалу (горілий чи не горілий), час його формування та особливості режиму техногенного водоносного горизонту. Для таких оцінок у всіх випадках необхідні моніторингові спостереження. З урахуванням реальних технічних можливостей основним варіантом впливу на еколого-гідрогеологічний стан в зонах відвалів залишається їх рекультивація. Кількісна оцінка процесу формування техногенного горизонту інфільтраційних потоків в масиві відвалу виконана з допомогою розробленої моделі. Результати реалізації свідчать, що початок його створення у відвалах висотою 30 і 40 м відповідно становить 3,6 та 4,8 років після зупинки робіт при попередньому щорічному нарощуванні відвалу на 1 м висоти. Тобто, рекультивація породного відвалу, протягом 3,5-4,5 років після закриття шахти дозволяє значно зменшити техногенний вплив на поверхневі і підземні води.
10.Вивчення змін еколого-гідрогеологічного стану Червоноградського регіону дозволили встановити, що в 2002 р. у порівнянні з 1996 р. на підроблених територіях забруднення грунтів токсичними елементами (крім молібдену (Мо) та фосфору (Р)) знизилось до мінімальних значень, які не перевищують ГДК. Оскільки покращення стану грунтів за останні 5-6 років пояснюється міграцією забруднюючих речовин через грунти в води четвертинного горизонту, останні, відповідно, продовжують забруднюватись, накопичуючи токсичні елементи, а через те, що молібден і фосфор мало схильні до міграційних процесів їх концентрації у всіх геоморфологічних зонах будуть збільшуватися.
11.Встановлено, що у найближчі роки значення середнього рівня осідання не перевищить 1,8 1,9 м. Ці прогнозні значення результуючого осідання поверхні землі пропонується приймати при проведенні робіт по реабілітації підроблених територій і виконанні заходів по покращенню екологічного стану у техногенно навантажених районах в межах мульд зрушення.

12.На основі встановлених закономірностей, чинників техногенного впливу вуглевидобутку на екологічний стан довкілля регіону визначені тенденції, періоди та масштаби розвитку змін екологічного стану. Розроблені рекомендації по запобіганню негативного впливу вуглевидобутку на екологічну ситуацію регіону, які впроваджені в практику діяльності ДП Львіввугілля”, в проектні розробки УкрНДІпроект” по рекультивації відвалів, реконструкції та ліквідації шахт, та закладені в основу розробленого комплексного методу оцінки еколого-гідрогеологічного стану підроблених територій.

Список використаних джерел
1. Алекин О.А. Основы гидрохимии. Л., Гидрометеоиздат, 1970. 444с.
2. Антонцев С.Н. Мейранов А.М. Математические модели совместного движения поверхностных и подземных вод. НГУ, 1979, 156 с.
3. Арье А.Г. Физические основы фильтрации подземных вод. М.: Недра, 1984.
4. Бабинец А.Е. Подземные воды юго-запада Русской платформы (распространение и условия формирования). Изд-во АН УССР, 1961. 378 с.
5. Баклашев И.В., Картозия Б.А. Механические процессы в породных массивах. М.: Недра, 1986. 272с.
6. Бочевер Ф. М., Лапшин Н.Н., Орадовская А.Е. Защита подземных вод от загрязнений. М.: Недра, 1979. 230 с.
7. Вернадський В.И. История минералов земной коры.: В 2-х т. Л.: ОНТИ Химтеорет, 1936. Т.2. История природных вод. Ч.1. В.3.
8. Вода питьевая. ГОСТ 2874-82. М. 1983.
9. ВСН 33-5.5-01-97, - М., 1997.
10.Гавич И.К. Методы охраны подземных вод от истощения и загрязнения. М.: Недра, 1985, 320 с.
11.Гаврюшин А.И. Гидрохимические исследования с применением математической статистики и ЄВМ. М.: Недра, 1974. 144 с.
12.Гаврюшин А.И. О качестве геохимической информации. В кн.: Математические методы при геохимических исследованиях. Свердловск: Изд. УНЦ, 1973. с.75-76.
13.Гаврюшин А.И. Оценка и контроль качества геохимической информации. М.: Недра, 1980. 285 с.
14.Гальперин А.М., Зайцев В.С., Норватов Ю.А. Гидрогеология и инженерная геология. М.: Недра, 1989. 383 с.
15.Голод Н.А. Отчет о детальной разведке хозяйственно-питьевых и технических вод на участке Сокальского водозабора Львовской области, 1957.
16.Гольдберг В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды. М.: Гидрометеоиздат, 1987. 245 с.
17.Гольдберг В.М., Газда С. Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения. М.: Недра, 1984. 262 с.
18.Гомеля М.Д. Отримання основних солей алюмінію високоефективних коагулянтів для очищення води // Наукові вісті НТУУ КПІ”. 199. -№2.-с.150-154.
19.Гомеля М.Д., Калабіна Л.В., Хоботова О.П. Вибір оптимальних умов електрофлотаційної очистки нафтовмісних стічних вод. // Экотехнологии и ресурсосбережение. 2000. №5. с.44-46.
20.Гомеля М.Д., Шаблій Т.О. Розробка маловідхідної іонообмінної технології пом’якшення води // Экотехнологии и ресурсосбережение. 2000. №1. с.59-64.
21.Гомеля М.Д., Шаблій Т.О., Носачеві Ю.В. Вдосконалення технології реагентного пом’якшення води для зменшення антропогенного навантаження на природні водойми. // Сб. Научн. Ст. Одеса: ОЦНТЭИ, 2001. с.59-63.
22.Гомеля Н.Д., Превер А.В., Радовенчик В.М. Вплив рН на ефективність механічної очистки стічних вод виробництва картону // Экотехнологии и ресурсосбережение. 1998. №2. с.62-65.
23.Гуров А.В. К геологии Екатеринославской и Харьковской губ. Тр. о-ва испытателей природы при Харьк. Ун-те, 1882. 17. с.1-448.
24.Дебров Э.М., Любченко В.А., Анфимов В.А., Каменецкая Л.Б., Кравченко В.Г. Крупнообломочные грунты в дорожном строительстве. М.: Транспорт, 1984. 180с.
25.Дересевич Г. Механика зернистой среды: - В сб.: Проблемы механики, вып.8. М.: НИЛ, 1961, с91-152.
26.Дудушкина К.М. и др. Влияние открытых горных выработок на состояние и свойства пород массивов. Сб. Формирование и изменение физико-механических свойств”. М., 1964.
27.Ефременко А.В. Зависимость структуры рядов гидрогеологических наблюдений от их длины. В сб. науч. тр. Методические аспекты решения гидрогеологических и инженерно-геологических задач. 1985. с.52-54.
28.Ж. Фрид. Загрязнение подземных вод. Пер. с англ. М.: Недра, 1981. 304с.
29.Жернов И.Е. Динамика подземных вод. Киев.: Вища школа. Головное изд-во. 1982. 324 с.
30.Звіт Україна” 2001.
31.Иванов Н.Н. Строительство автомобильных дорог. Часть 1. М.: Транспорт, 1969. 412с.
32.Кандуаров И.И. Механика зернистых сред и ее применение в строительстве. Л.: ВТА, 1940. 204с.
33.Кириллов В.Ф. и др. Радиационная гигиена. М., Медицина”, 1988.
34.Комплексный проект инженерной защиты территории Стахановского региона в связи с закрытием группы шахт ОВОС Стахановского региона в связи с закрытием шахт. Отчет УкрНИИЭПа, - Харьков, 1999.
35.Кондрашов Н.Н. Механика зернистых сред и ее применение в строительстве, - Л., Стройиздат, 1988.
36.Конопляцев А.А., Семенов С.М. Прогноз и картирование режима грунтових вод. М., Недра, 1974, 143 с.
37.Кравец В.Г. и др. Вопросы охраны поверхностных зданий и сооружений на подрабатываемых территориях. Препринт ИГМ НАН Украины, 1996.
38.Кравец В.Г., Вовк О.О. Некоторые проблемы горной и геоэкологии Украины. Зб Przemysl wydobywczyterazniejszosci I przyszlosc. Вид. Skryptym Краків, 1999.
39.Кравец В.Г., Смирнов В.В., Самедов А.М. Физико-химическая активизация золошлаковых смесей как сырья для получения строительных конструкций и изделий. Сб. «Проблемы и перспективы освоения подземного пространства крупных городов», изд. НГА Украины, Днепропетровск, 1997.
40.Кравець В.Г. Динамічний спосіб ущільнення золошлакової суміші у карстових провалах та грунту за його межами. Вісник НТУУ КПІ” сер. Гірництво вип.3. К.; 2000.
41.Кравець В.Г., Воробйов В.Д., Фролов О.О. Визначення параметрів активної набічки у свердловині. Вісник НТУУ КПІ” сер. Гірництво вип.31 К.; 1999.
42.Крайнов С.Р. Методы геохимического моделирования и прогнозирования в гидрогеологии. М.: недра, 1988, 254 с.
43.Крайнов С.Р., Швец В.М. Основы геохимии подземных вод. М.: Недра, 1980, 285 с.
44.Ломтадзе В.Д. Инженерная геология. Инженерная петрология. Л.: Недра, 1970. 528с.
45.Лункер Л., Шестаков В.М. Моделирование миграции подземных вод. М.: Недра. 1986. 208 с.
46.Лялько В.И. и др. Моделирование гидрогеологических условий охраны подземных вод. К.: Наукова думка, 1980, 190 с.
47.Лялько В.И. Моделирование гидрохимических прогнозов и научные основы гидрохимических прогнозов. М.: Наука, 1985, 152 с.
48.Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме охраны окружающей среды. М.: Наука, 1982. 319 с.
49.Математические методы в инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях. Сборник научных трудов. М.: Стройиздат, 1980, 203 с.
50.Месчян С.Р. Начальная и длительная прочность глинистых грунтов. М. Недра, 1978.
51.Методические рекомендации по курсу Основы математического моделирования в гидрохимии” /Сост. Л.Н. Горев, В.И. Пелешенко, В.В. Кирничный. К.: УМК ВО, 1990, 119 с.
52.Мироненко В.А. Динамика подземных вод. М.: Недра, 1984.
53.Мироненко В.А. Изучение загрязнения подземных вод в горно-добывающих районах. - Л.: Недра. 1988. 279 с.
54.Мироненко В.А., Мольский Е.В., Румынин В.Г. Горнопромышленная гидрогеология. - М.: Недра, 1989.
55.Мироненко В.А., Румынин В.Г. Опытно-миграционные работы в водоносных пластах. М.: Недра,1986.
56.Мироненко В.А., Румынин В.Г., Учаев В.К. Охрана подземных вод в горно-добывающих районах (опыт гидрогеологических исследований). Л.: Недра, 1980. 320 с.
57.Мироненко В.А., Шестаков В.М. Основы гидрогеомеханики. М.; Недра, 1974.
58.Мироненко В.А., Шестаков В.М. Теория и методы интерпретации опытно-фильтрационных работ. М.: Недра, 1978.
59.Могилко А.Н. , Куваев Н.Н. Об оценке длительной устойчивости бортов карьеров. Сб. Вопросы инженерной геологии при проектировании, строительстве и эксплуатации подземных сооружений”, вып. 2, - Л., 1970.
60.Овчинников А.М. Гидрогеохимия. М.: Недра, 1970. 200 с.
61.Отраслевая методика расчета количества отходящих, уловленных и выбрасываемых в атмосферу вредных веществ предприятиями по добыче и переработке угля.//ВНИИОСуголь. Пермь, 1989.
62.Отчет института УкрНИИпроект” решить гидрогеомеханические проблемы при ведении вскрышных работ на разрезах”, Киев, 1990.
63.Отчет о результатах работ на первом этапе по оценке экологических последствий ликвидации шахты №1 Червоноградская”, ПО Укруглегеология”, - г.Владимир-Волынский, 2000.
64.Охрана окружающей среды в районе размещения породных отвалов угольных шахт. Методические рекомендации Министерства здравоохранения УССР. Киев, 1988.
65.Оценить негативное влияние породных отвалов закрытых и закрываемых шахт, расположенных в районе деятельности ПО Волыньуголь” на эколого-гидрогеологическую обстановку и разработать научно-технические рекомендации по обеспечению охраны окружающей природной среды. Отчет АГН Украины по работе Н899/2000, фонды АГН Украины, Киев, 1999.
66.Оценка воздействия объектов энергетики на окружающую среду. Феликс В. Стольберг (Украина), Мартти Лаайя (Финляндия), Дэйвид Дж.Блэквуд (Великобритания). Пирский А.А., Белявский Г.А., Варламов Г.Б. и др. Совместный европейский проект Темпус-Тацис. Харьков, 2002.
67.Assessment of the impacts of power engineering of the environment. Kharkiv, 2002.
68.Оценка изменений гидрогеологических условий под влиянием производственной деятельности. М.: Недра, 1978.
69.Павчич М.П., Балыков Б.И. Методы определения коэффициента фильтрации грунта. М.: Энергия, 1976.
70.Пашковский И.С. Методы определения инфильтрационного питания по расчетам влагопереноса в зоне аэрации. М.: Изд-во МГУ, 1973. 119 с.
71.Пирский А.А. Выбор рационального варианта отработки пластов на Нововолынских шахтах. Уголь Украины, №11, 1959.
72.Пирский А.А. К определению величины смещения подработанных пластов и окружающих пород. Горный журнал №3, 1961.
73.Пирський О.А. И др. Изменение гидрогеологических условий при подработке породных массивов шахтами. Вісник Національного технічного університету України КПІ”, серія Гірництво”, вип. 7, - к., 2002.
74.Повстяной Н.М. Отчет о детальной разведке меловых вод на участке Борятинского водозабора Забугского района Львовской обл., для постоянного хозяйственно питьевого и технического водоснабжения, 1958.
75.Повстяной Н.М. Отчет о детальной разведке меловых вод на участке Правдинского водозабора Забугского района Львовской обл., для постоянного хозяйственно питьевого и технического водоснабжения Червоноградской группы шахт и рабочего города, 1959.
76.Повстяной Н.М. Отчет о работах по установлению взаимосвязи подземных вод с рекой Западным Бугом в пределах Волынского каменноугольного месторождения 1960.
77.Полубаринова-Кочина П.Я. Теория движения грунтовых вод. М.: Наука”, 1977. 664 с.
78.Посохов Е.В. Формирование химического состава подземных вод. Л.: Гидрометеоиздат, 1969, 334 с.
79.Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях, - М., Недра, 1981.
80.Применение математического моделирования для изучения формирования эксплуатационных запасов подземных вод в различных районах УССР. Институт геологических наук АН УССР. Препр.” 1987, №40, с.3-53.
81.Проекты ликвидации шахт Львовско-Волынского бассейна (№2,3,4,6,7,8 Нововолынские”, №1 Червоноградская”, №5 Великомостовская”), фонды "УкрНИИпроекта". Киев, 1995-1998.
82.Прочухан Д.П. Остаточные напряжения в скальных массивах и возникающие при их разгрузке деформации. Сб. Формирование и изменение физико-механических свойств горных пород под влиянием естественных и искусственных факторов”, ІІІ регион. совещ. по инж. геологии, - Л., 1966.
83.Радовский Н.С. Плотность беспорядочной упаковки твердых частиц сферичной формы. Известия АН СССР. Механика твердого тела, 1972, №4, с. 195-198.
84.Рац М.В. Неоднородность горных пород и их физических свойств. М.: Наука, 1968. 110с.
85.Рац М.В., Чернышев С.Н. Трещиноватость и свойства трещиноватых пород, - М., Недра, 1970.
86.Рекомендации по управлению устойчивостью высокого комбинированного породного отвала шахты Украина”, Отче института УкрНИИпроект”, Киев, 2001.
87.Романика Л. Прогноз изменения режима подземных вод. М.: Госстойиздат, 1963, 156 с.
88.Рудько Г.И. Молодых И. И. Теоретические и методические основы мониторинга геологической среды Украины. Киев: Знание. 1990. 32 с.
89.Руппенейт К.В. Деформируемость массивов трещиноватых горных пород, - М. Недра”, 1975.
90.Руппенейт К.В., Либерман Ю.М. Введение в механику горных пород. М.: Госгортехиздат, 1960. 356с.
91.Самсонов Б.Г. Миграция веществ и решение гидрогеологических задач. М.: Недра. 1987. 118 с.
92.СанПиН 4630-88. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения, - М., 1988.
93.Сарманов О.В., Сарманов И.О. Основные типы корреляции применяемые в гидрогеологии. М.: - Наука, 1983, 200с.
94.Скатинский Ю.П., Рудько Г.І., Федосєєв В.П. та ін. Оцінка екологічного стану геологічного середовища Червоноградського ГПР і умов водопостачання населенню. Звіт ДГП "Західукргеологія". - Львів, 1996.
95.Соломатин В.Н., Рудько Г.И. Методические рекомендации по основным принципам ведения мониторинга геологической среды для НИРС и студентов. Симферополь. 1990. 48 с.
96.Струев М.И. Волынский каменноугольный район (геолого промышленный очерк), 1952.
97.Струев М.И. и др. Геологический отчет о поисково разведочных работах на каменный уголь, 1948.
98.Струев М.И. Львовско Волынский каменноугольный бассейн (геолого промышленный очерк), 1959.
99.Струев М.И. Львовско-Волынский каменноугольный бассейн. - Киев, Наукова думка”, 1984.
100. Сухоребрый А.А. Формирование химического состава поровых растворов платформенных артезианских бассейнов в зоне интенсивного водообмена. //Геол. Журнал 1986. №4. с.96-105.
101. Технический отчет об инженерно-геодезических работах по анализу эколого-гидрогеологической обстановки в Червоноградском геолого-промышленном районе. Фонды института УкрНИИпроект”, - Киев, 1999.
102. Токсиколого-гігієнічна та радіометрична оцінка гірничої породи відвалу шахт №5 ВМ” в/о Укрзахідвугілля” (Заключний звіт), Медико-біологічний центр Вітеко”, м. Львів, 1992.
103. Токсиколого-гігієнічна та радіометрична оцінка породи породного відвалу шахт Червоноградська” Львівсько-Волинського вугільного басейну використовуючої для рекультивації земель, Медико-біологічний центр Вітеко”, м. Львів, 1993.
104. Туменко Н.Р. Прогноз химического состава воды поступающей в водозаборы при их эксплуатации. Сб. науч. работ НИИ геологии Днепропетр. ун-та, 1972. вып. 4. с.94-118.
105. Усиков И.Д. Отчет о дополнительных гидрогеологических изысканиях с целью расширения Красноградского подземного эксалуатационного водозабора Львовской области, 1954.
106. Усиков И.Д. Отчет о разведке подземных вод в районе г. Краснограда Львовской области, 1953.
107. Цытович Н.А. Механика грунтов, - М. Высшая школа”, 1983.
108. Червякова Р. Ф. Гидрогеологический анализ условий отработки угольных пластов на поле шахты №2 Червоноградская” в связи с затоплением ликвидированной смежной шахты №1 Червоноградская”. г.Владимир-Волынский 2001.
109. Червякова Р.Ф. Гидрогеологический отчет по предварительной оценке запасов дренажных вод шахт объединения «Укрзападуголь» для технического водоснабжения предприятий Львовско-Волынского бассейна. г.Донецк. 1993.
110. Черний В.Г. Роль режиму річного зволоження у зрушенні зсувів в умовах м’яких грунтів українських регіонів. Зб. Екологія і ресурси” №4 Вид-во Сталь”, Київ 2002, с. 101-107.
111. Чернышев С.Н. Движение воды по сетям трещин, - М., Недра, 1979.
112. Шестаков В.М. Динамика подземных вод. М.: Изд-во МГУ, 1979.
113. Шестаков В.М. К теории фильтрации растворов в грунтах. В кн.: Вопросы формирования химического состава подземных вод. М., 1963, с.192-213.
114. Шестопавлов В.М., Ситников А.Б., Лялько В.И. и др. Водообмен в гидрогеологических структурах Украины: Методы изучения водообмена. Киев: Наук. Думка, 1988. 272 с.
115. Шпакова В.Б. и др. Геологический отчет по участку Красноградскому 1-2, 1953.
116. Юсова Э.Н. Интенсивность выщелачивания мело-мергелевых отложений при техногенном воздействии. Исследование изменений гидрогеологических и инженерно-геологических условий под влиянием водохозяйственной деятельности”. М., 1988, с.107-116.