Влияние тектонических структур на ореолы рассеяния загрязняющих веществ в подработанном массиве горных пород
У статті розглянуто вплив тектонічної порушенності гірського масиву на розповсюдження шкідливих забруднюючих речовин. Виявлено відповідність між ореолами розповсюдження полютантів та тектонічними структурами Ріделя. Визначено вплив напрямку падіння тектонічних порушень на характер міграції забруднюв...
Saved in:
| Published in: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2011
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99718 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Влияние тектонических структур на ореолы рассеяния загрязняющих веществ в подработанном массиве горных пород / Н.А. Дуброва, Н.А. Дьяченко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2011. — № 9, ч. 1. — С. 485-501. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860016086898966528 |
|---|---|
| author | Дуброва, Н.А. Дьяченко, Н.А. |
| author_facet | Дуброва, Н.А. Дьяченко, Н.А. |
| citation_txt | Влияние тектонических структур на ореолы рассеяния загрязняющих веществ в подработанном массиве горных пород / Н.А. Дуброва, Н.А. Дьяченко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2011. — № 9, ч. 1. — С. 485-501. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| description | У статті розглянуто вплив тектонічної порушенності гірського масиву на розповсюдження шкідливих забруднюючих речовин. Виявлено відповідність між ореолами розповсюдження полютантів та тектонічними структурами Ріделя. Визначено вплив напрямку падіння тектонічних порушень на характер міграції забруднювачів. Проаналізовано залежність концентрацій контамінантів від відстані до джерела забруднення.
The influence of rock mass faulting on pollutant distributions is studied. Conformity of circle of pollutant distributions and Riedel shears is determined. Effect of the dip in fault direction on the pattern of contaminant migration is identified. Dependence of contaminant concentrations on the distance to the source of pollution is analyzed.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:44:46Z |
| format | Article |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
485
УДК 556.3
ВЛИЯНИЕ ТЕКТОНИЧЕСКИХ СТРУКТУР НА ОРЕОЛЫ
РАССЕЯНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В
ПОДРАБОТАННОМ МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД
Дуброва Н. А., Дьяченко Н. А.
(УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина)
У статті розглянуто вплив тектонічної порушенності гір-
ського масиву на розповсюдження шкідливих забруднюючих ре-
човин. Виявлено відповідність між ореолами розповсюдження
полютантів та тектонічними структурами Ріделя. Визначено
вплив напрямку падіння тектонічних порушень на характер міг-
рації забруднювачів. Проаналізовано залежність концентрацій
контамінантів від відстані до джерела забруднення.
The influence of rock mass faulting on pollutant distributions is
studied. Conformity of circle of pollutant distributions and Riedel
shears is determined. Effect of the dip in fault direction on the pattern
of contaminant migration is identified. Dependence of contaminant
concentrations on the distance to the source of pollution is analyzed.
Вопрос загрязнения верхней части массива горных пород
(ВЧР) в результате техногенной деятельности человека является
объектом пристального внимания ученых. Особую остроту эта
проблема приобретает в горнодобывающих регионах, когда на
подрабатываемой территории оказываются источники поверх-
ностного загрязнения вредными веществами. В подобных случа-
ях достоверное прогнозирование вертикальной и площадной ми-
грации вредных загрязняющих веществ (ВЗВ) в нарушенном гор-
ными работами массиве представляет весьма сложную задачу.
Сложность изучения ореолов распространения загрязните-
лей в массиве горных пород вызвана необходимостью учета мно-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
486
гочисленных техногенных и эндогенных факторов влияния (тек-
тонических, гидрогеологических, геохимических, геодинамиче-
ских, геомеханических) на пути проникновения вредных токси-
ческих веществ от поверхностных источников загрязнения и их
дальнейшей локализации.
Наиболее известным примером в Украине, явилась аварий-
ная ситуация отравления шахтной атмосферы [1-4] ВЗВ в
г. Горловка (1989-1990 гг.). Концентрации химических соедине-
ний достигли летально опасных уровней на шахтах Угле горская
и Александр-Запад. В непосредственной близости от очага эколо-
гической катастрофы расположены многочисленные объекты
крупных химических производств: Горловский химический за-
вод, ПО «Стирол» (рис. 1). По всей видимости, хозяйственная де-
ятельность на данных объектах обусловила изменение состава
природных вод посредством внедрения в гидросферу огромного
количества отходов промышленного производства (химических
соединений).
По предварительным оценкам [4] площадная миграция хи-
мических загрязнителей горловской горно-городской агломера-
ции связана преимущественно с ростом проницаемости породно-
го массива вследствие влияния техногенных факторов, которые
способствовали формированию дополнительных путей миграции
загрязнителей в горные выработки и подземные воды.
Следует отметить, что в естественных условиях содержание
тех или иных компонентов химического состава вод регулирует-
ся природными процессами. В нарушенном горными выработка-
ми массиве формирование химического состава подземных вод и,
как следствие, шахтной атмосферы происходит под влиянием
уже двух независимых факторов – геологических условий и ан-
тропогенного воздействия. В ходе анализа [1-2] влияние эндоген-
ных (тектонических) факторов не было включено в область ис-
следуемых.
Актуальность настоящей работы обусловлена недоста-
точной изученностью процесса формирования ореолов распро-
странения ВЗВ и степени загрязнения в условиях сложного тек-
тонического строения подработанных территорий Центрального
геолого-промышленного района Донбасса (ЦРД), расположенно-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
487
Ри
с.
1.
О
бз
ор
на
я
ге
ол
ог
ич
ес
ка
я
ка
рт
а
те
рр
ит
ор
ии
и
сс
ле
до
ва
ни
я
с
де
та
ли
за
ци
ей
п
ов
ер
хн
ос
т-
ны
х
об
ъе
кт
ов
(и
ст
оч
ни
ки
за
гр
яз
не
ни
я)
и
г
ид
ро
на
бл
ю
да
те
ль
ны
х
ск
ва
ж
ин
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
488
го на площади центральной части Главной антиклинали Донбасса
в зоне влияния глубинного Осевого разрыва.
Цель исследований – установление влияния структурно-
кинематических особенностей разрывной тектонической нару-
шенности на формирование ореолов рассеяния и современные
процессы миграции ВЗВ (дифенилолпропана, ацетона, фенола,
формальдегида, бензола, оксилола и др.) в техногенно нарушен-
ном массиве горных пород.
Задачи исследования: 1. Установить особенности струк-
турно-кинематической организации мозаично-блокового строе-
ния территории исследования с позиции сдвиговой тектоники.
2. Выбрать методы для оптимальной обработки имеющихся дан-
ных и выделить техногенные аномалии с повышенным содержа-
нием ВЗВ в пробах гидронаблюдательных скважин. 3. Построить
3D модели распределения ВЗВ на исследуемой площади с ис-
пользованием ГИС-технологий. 4. Исследовать закономерности
пространственного распределения химических элементов на дан-
ной территории под влиянием тектонического фактора. 5. Про-
анализировать ореолы рассеяния ВЗВ в зависимости от удален-
ности от источника загрязнения 6. Выявить источники загрязне-
ния конкретными химическими соединениями.
Территория исследования – горные отводы шахт: им. Кали-
нина, Кондратьевская, Александр-Запад общей площадью около
45 км2 (см. рис. 1).
Шахтой Александр-Запад с 1957 г. отрабатывались уголь-
ные пласты h3, h5, h6, i1
5, k1, k2
2, k3, k4
1, k6 на горизонтах 150, 250,
350 и 450 м. В пределах ее горного отвода на более глубоких го-
ризонтах производилась разработка угольных пластов шахтами
им. Калинина (k8, k7
1, k7, k6, k5
2, k4
1, k2
2, h3) и Кондратьевка (k7
1,
k7, k5
2). Шахтное поле вскрыто двумя вертикальными централь-
но-раслоложенными стволами, пройденными до горизонтов 150 и
250 м, и двумя наклонными стволами, пройденными по пласту h3
с горизонтов 150 и 250 м до горизонта 450 м. На всех горизонтах
горных работ имеются сбойки с горными выработкми шахт им.
Калинина, а на горизонтах 150 и 250 м с выработками шахты им.
Румянцева.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
489
С 1989 г. горнодобывающее предприятие переведено в ре-
жим сухой консервации в связи с аварией, вызванной загрязнени-
ем восточного крыла шахтного поля ВЗВ, по всей видимости, по-
ступивших с территории склада легковоспламеняющихся жидко-
стей (ЛВЖ) Горловского химзавода.
Шахта им. Калинина сдана в эксплуатацию в 1985 году, вос-
тановлена после затопления 1945 г. Отработка производилась по
угольным пластам h3, k1, k2
2, k3, k4
1, k5
2, k6, k7, k7
1, k8, l3, l4
H, l5, l6,
m2, m3, m4
4, m5, m5
1, m6
2, m7. Шахтное поле вскрыто 3 вертикаль-
ными стволами и этажными квершлагами на горизонтах 85, 150,
225, 300, 410, 520, 630, 740, 850, 960, 1080 м. Горные выработки
имеют сбойки с шахтой Кондратьевка на гор. 620-630 м. Площадь
шахтного поля 15,4 км2.
Шахта Кондратьевка сдана в эксплуатацию в 30-х годах
прошлого столетия, отработка производилась по угольным пла-
стам h3, h10, i1
5, k1, k2
2, k3, k3
1, k5
2, k6, k7, k7
1, k7
2, l1, l2, l3, l5, l6, l8
1,
m2, m5, m5
1. Площадь горного отвода 21 км2. Шахтное поле
вскрыто вертикальными стволами и этажными квершлагами на
горизонтах 150, 250, 380, 500, 620, 740, 860, 980 и 1100 м. Экс-
плуатация шахты прекращена в 1999 г. Затоплены стволы и ОКБ
горизонтов 1100 и 980 м до абсолютной отметки -610 м (глубина
870 м). Уровень подтопления поддерживается отливной установ-
кой горизонта 860 м.
Нижняя глубина отработки угольных пластов находится в
пределах 750-1000 м на шахтах им. Калинина, Кондратьевская и
450 м на шахте Александр-Запад.
На территории горных отводов породы карбона характери-
зуются преобладающим моноклинальным залеганием. Падение
пород северо-восточное под углом 54-62° и простирание по ази-
муту 115-120°.
В тектоническом отношении территория исследований при-
урочена к сводовой части и северному крылу Главной антикли-
нали (ГА) Донбасса (рис. 2) – узкой линейной, практически сим-
метричной складке с крутонаклонными южным и северным кры-
льями (60-65о). Она является осевой линейной структурой Донец-
кого складчатого сооружения и генетически связана с Осевым
(Центрально-Донбасским) глубинным разломом, представляет
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
490
собой цепочку кулисообразных антиклинальных поднятий протя-
гивающихся с ЮВ на СЗ по азимуту 300-310°.
Рис. 2. Схема и элементы тектонического строения Горлов-
ской антиклинали с детализацией структур растяже-
ния (а) и купольно-сдвиговых структур сжатия (б)
[5], дополненная схемой формирования разрывов
сдвиговой кинематики в контуре сдвиговой зоны
диагонального простирания (в): 1 – сопряженные
сколы Риделя R1 и R2, 2 – вторичные синтетические
сдвиги Р; 3 – трещины растяжения Т, а также купола,
формирующиеся перпендикулярно к оси сжатия σ1
Ось антиклинальной складки погружается в северо-
западном направлении, углы падения крутые (50-75º) и приуро-
чена к зоне влияния Осевого глубинного разрыва СЗ ориентиров-
ки. Северное крыло антиклинали в западной части района более
крутое, чем южное. Тектонические разрывы северного крыла
имеют крутое С-СЗ падение. Практически все надвиги (взбросо-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
491
сдвиги), имеющие юго-западное падение, развитые в осевой ча-
сти и на крыльях антиклинали, сливаются в осевой части в еди-
ную зону. Амплитуды разрывов при этом быстро уменьшаются.
Осевая часть антиклинали осложнена волновым и последова-
тельным чередованием более мелких гофрированных складок –
брахиантиклиналей и брахисинклиналей с кулисообразным сме-
щением осей, которые повернуты против часовой стрелки на 15-
30º относительно оси антиклинали. Они представлены при-
разломными складками небольшой амплитуды широтной ориен-
тировки простирания осевой поверхности и складками продоль-
ного изгиба большей амплитуды с субширотным (40º) азимутом
простирания осевой поверхности. Последние образовались после
инверсии Горловской антиклинали в результате сжатия, спрово-
цированного сдвиговым полем напряжений (σ1 – 330-340º , σ3 –
60-70º, σ2 – субвертикальна) и представляющие собой купольно-
сдвиговые структуры сжатия [5, 6]. В своде ГА выделено семь
купольно-сдвиговых структур сжатия: с запада на восток отме-
чаются Чернобугорский, Чернокурганский, Катушкинский, Со-
фиевский, Новый, Чегарникский, Кировский купола (см. рис. 2).
Поле шахты «Александр-Запад» характеризуется сложным
тектоническим строением и расположено в сводовой части анти-
клинали, в месте кулисообразного сочленения Горловской и Оль-
ховатско-Волынской антиклинальных структур. Залегание пород
осложнено тектоническими разрывами широтного и субширотно-
го простирания взбросо-сдвигового типа, традиционно интерпре-
тируемых как надвиги продольного (параллельно оси Главной
антиклинали – Осевой, Продольный и др.) и широтного (Кали-
нинский, Байракский, Кондратьевский) простираний, сопровож-
дающихся многочисленной малоамплитудной нарушенностью.
Следует отметить, что современные представления о приро-
де возникновения и деформаций осадочных бассейнов показыва-
ют, что наряду с механизмами литосферного растяжения и по-
следующего проседания основания бассейна вследствие остыва-
ния литосферы возможно формирование глубоких бассейнов в
условиях локального растяжения вдоль систем региональных
эшелонированных сдвигов. В этом случае, основные напряжения
и деформации, возникающие как реакция на движения тектони-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
492
ческих плит, накапливаются и реализуются в пределах принци-
пиальной дислокационной зоны [7]. Именно такая стержневая
структура, состоящая из отдельных кулисообразно-
сочленяющихся отрезков глубинных сдвигов, выделена в цен-
тральной части Донецкого бассейна [5]. Тектонический режим
правого сдвигания [8], сохранился в Донбассе и на современном
этапе. Он несет ответственность за смещение дугообразных «кар-
касных линий Главного водораздела» к северу от Главной анти-
клинали [9].
В тектоническом режиме сдвигания (горизонтальное поло-
жение главной кинематической плоскости (σ1- σ3)) в контуре
сдвиговой зоны образуется сложный комплекс структур Риделя,
включающий:
1. Сдвиги, среди которых: сопряженные сколы Риделя (син-
тетические R1 и антитетические R2), которые формируются под
углом сдвига ±θ симметрично относительно направления оси со-
кращения (оси сжатия σ1); вторичные синтетические сдвиги Р;
параллельные основной зоне смещения сдвиги Y;
2. Трещины растяжения и сбросы Т, формирующиеся пер-
пендикулярно к оси удлинения (оси растяжения σ3);
3. Складки F и взбросы (надвиги) C, формирующиеся пер-
пендикулярно к оси сокращения (оси сжатия σ1).
Аргументы, доказывающие принадлежность разрывов Глав-
ной антиклинали к типу сдвиговых дислокаций, приведены в ра-
ботах [10, 11].
Учитывая вышеизложенное, простирание субширотного
Осевого надвига, сопряженного с субмеридиональными разрыва-
ми под углом 55-60º, позволяет интерпретировать его как правый
синтетический скол Риделя (R1) (см. рис 2, в). Основные крупно-
амплитудные разрывы района: Калининский, Кондратьевский,
Байракский северный, Бормутовский I надвиги (взбросо-сдвиги)
и соосные им тектонические разрывы представлены вторичными
синтетическими сколами Р. 2 Кондратьевский надвиг юго-
западного падения кинематически представлен сколом R1,
Комплементарные правые и левые сдвиги в месте эшелони-
рованного примыкания их фрагментов образовали присдвиговый
бассейн растяжения (пулл-апарт) в районе Константиновского-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
493
Горловского участка. Малоамплитудные нарушения группируют-
ся в субширотные зоны – «тектонополосы» – правые: синтетиче-
ские сдвиги Риделя (R1) субширотной ориентировки и вторичные
синтетические сколы Р (взбросо-сдвиги), образованные в контуре
региональной сдвиговой зоны субширотной северо-западной
(юго-восточной) ориентировки: σ1 – 330–340º (150–160º), σ3 – 60–
70º (240–250º), σ2 – субвертикальна [5, 12] (см. рис. 2). Зоны ма-
лоамлитудных разрывов образуют ромбоидальную сетку с вели-
чиной острого угла 2θ = 55-65º.
Зоны тектонических нарушений на поле шахты Александр-
Запад и смежных шахт преимущественно слабоводонасыщены
или осушены (водопроявления в виде «потения», капежей и
струй с величинами притоков преимущественно 1-2 м3/ч).
Фактический материал, использованный для оценки влия-
ния тектонических структур на ореолы рассеяния ВЗВ в подрабо-
танном массиве горных пород, представлен данными гидро-
геохимического опробования на наличие веществ класса легких
нефтепродуктов (хлорбензол, бутилацетат, дефинелолпропан,
моноэтилфосфат, толуол, М-, П-, О-ксилолы и др.) по 58 гидро-
наблюдательным скважинам (1392 пробы). Характерной особен-
ностью вышеперечисленных ВЗВ являются их практически иден-
тичные физико-химические свойства: маслянистые слабораство-
римые в воде углеводороды, с плотностью менее 1; способны к
сорбированию горными породами; устойчивы к биогенному и
химическому окислению; обладающие токсичным действием.
Значения ПДК регламентирует ГОСТ 2874-82.
Применение программного пакета RockWare2002 (демон-
страционная полнофункциональная версия) позволило построить
3D модель и визуализировать ореол рассеяния загрязнения в
условиях высокой тектонической нарушенности массива горных
пород.
Анализ результатов моделирования позволил выявить тек-
тонические блоки, в контуре которых сконцентрированы ореолы
рассеяния основных ВЗВ, границами которых служат вторичные
синтетические сдвиги (Р-сколы) – Калининский, Кондратьев-
ский 1 и Байракский северный взбросо-сдвиги (рис. 3).
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
494
Рис. 3. Модель ореола рассеяния дифенилолпропана в тек-
тонически нарушенном массиве
Например, в приповерхностной зоне массива (0 – 200 м)
концентрации дефинелолпропана достигают 120-160 ПДК (см.
рис. 3). Увеличение концентраций до 170-200 ПДК (тело макси-
мального скопления ВЗВ) пространственно приурочено к глуби-
нам 250-400м. Дифенилолпропан является одним из основных за-
грязняющих органических веществ и обнаружен в подземных во-
дах в значительных концентрациях. Глубина распространения за-
грязнителя в пределах модели от +207,9 м до -419,7 м. Макси-
мальная концентрация – 0,42 мг/дм3 (220 ПДК) – проба отобрана
из песчаника h1-h3 и горной выработки по пласту h3. Визуализа-
ция тела загрязнения (см. рис. 3), ограниченна значением в 100
ПДК. Геометрия тела загрязнения полностью наследует сходные
элементы залегания Калининского, Кондратьевского и Байрак-
ского надвигов по простиранию и падению и пространственно
ограничена плоскостями их сместителей. Общее направление
движения миграционного потока в блоке представляет собой
«миграционный коридор», ограниченный разрывными наруше-
ниями. Подобные закономерности распределения были выявлены
и для других ВЗВ - хлорбензола, моноэтилфосфата и толуола.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
495
Однако, в районе Кондратьевских сбросов I и II характер
распределения полютантов (рис. 4) не коррелируется с предыду-
щими выводами.
Рис. 4. Результаты визуализации ореола рассеяния бутила-
цетата на площади исследования, дополненные схе-
мой тектонического сдвигообразования (а)
Объясняется это тем, что участок исследования, находясь в
северном крыле Главной антиклинали Донбасса, преимуще-
ственно характеризуется северным направлением падения горных
пород и тектонических нарушений, а Кондратьевские сбросы
(морфологически сбросо-сдвиги) I, II (правый синтетический
сдвиг R1) имеют южное падение. Предположительно, тектониче-
ские нарушения с направлением падения сместителя противопо-
ложным направлению падения пород выполняют функцию тек-
тонического экрана (барьера) при распространении ВЗВ. В ре-
зультате совмещения геологических разрезов (см. рис. 4) с карта-
ми ореолов рассеяния полютантов (рис. 5) выявлено, что в сква-
жинах № 1004, № 1003 и № 1284, расположенных к югу от Кон-
дратьевских сбросо-сдвигов, концентрации бутилацетата значи-
тельно превышают соответствующие значения в скважинах
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
496
№ 1240 и № 1243, расположенных к северу от указанных нару-
шений.. О-ксилол, наоборот, был обнаружен в количестве значи-
тельно превышающем ПДК (10-12 ПДК) к северу от Кондратьев-
ских сбросо-сдвигов и практически отсутствует (1-5 ПДК) в
скважинах, расположенных южнее.
Рис. 5. Геологические разрезы по линии IV-IV: а) бутилацетат;
б) О-ксилол
Аналогично ведут себя М+П-ксилолы и этилацетат на гра-
нице зоны экранирующих барьеров Кондратьевских дизъюнктив-
ных тектонических нарушений (сбросо-сдвигов).
В современной геологической литературе [13] известны
природные резервуары или участки, по которым флюиды или
а)
б) б)
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
497
растворы не могут перемещаться и образуют ореолы скопления
(ловушки). Классификации ловушек чрезвычайно разнообраз-
ны. Но среди всех видов выделяют структурные, в которых
флюиды (растворы) улавливаются обратным падением пород,
локальными куполами или тектоническим экраном, то есть об-
разованные структурными формами. Как правило, с таким ти-
пом экранирования связаны нефтегазовые месторождения. Но,
очевидно, естественные структурные формы могут аналогич-
ным образом влиять на скопление загрязняющих веществ, по-
ступающих с земной поверхности.
Следует обратить внимание и на то, что рассматриваемые
блоки имеют различные объемы запасенной кинетической энер-
гии и соответственно, влиять на геодинамические параметры
процесса аккумуляции ВЗВ: опущенные блоки испытывают ло-
кальное растяжение, а приподнятые – локальное сжатие.
На территории исследования находятся шесть потенциаль-
ных источников загрязнения: северная и южная промплощадки
ПО «Стирол», территория ГХЗ, склад ЛВЖ, склад и свалка ГХЗ
(см. рис. 1, 4).
Результаты проведенного авторами регрессионного анализа
позволяют наглядно показать и оценить тенденции изменения
концентраций ВЗВ в зависимости от удаленности от источника
загрязнения (рис. 6, 7). Следует отметить, что данные о концен-
трациях шести загрязнителей (ацетон, бензол, фенол, формальде-
гид, дефинелолпропан и МЕП) по 58 скважинам были нормиро-
ваны по максимальным значениям, а расстояния измерены с уче-
том глубины обнаружения.
В статистическом анализе, используемом для выявления
взаимосвязи набора данных, используется множество функций,
которые способны аппроксимировать выборку и оценить степень
связи между переменными, предлагая механизм вычисления
предполагаемого значения переменной из нескольких уже из-
вестных значений. В данной работе использовались аппроксима-
ции в виде линий тренда с линейной фильтрацией (см. рис. 6) и
экспоненциальные линии тренда (см. рис. 6, 7).
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
498
Зависимость нормированных концентраций полютантов от
удаленности от центра объекта загрязнения
(ПО "СТИРОЛ" 1)
y = 0.5082e-0.039x
R2 = 0.3108
y = 0.6278e-0.0224x
R2 = 0.3252
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
12
11
14
51
20
13
23
33
24
23
24
58
26
70
29
12
32
73
35
96
39
63
47
56
54
36
58
72
61
01
62
89
68
49
71
07
80
30
расстояние, м
но
рм
ир
ов
ан
ны
е
ко
нц
ен
тр
ац
ии
бензол дифинололпропан
Экспоненциальный (бензол) Экспоненциальный (дифинололпропан)
4 линейный фильтр (дифинололпропан) 4 линейный фильтр (бензол)
Рис. 6. Результаты регрессионного анализа взаимосвязи
нормированных концентраций полютантов и уда-
ленности от центра источника загрязнения (ПО
«Стирол)
Зависимость нормированных концентраций полютантов от
удаленности от центра источника загрязнения
(склад ГХЗ)
y = 0.4431e-0.0013x
R2 = 0.0006
y = 0.0572e-0.0277x
R2 = 0.0668
y = 0.6277e-0.0584x
R2 = 0.6171
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
41
6
76
5
91
4
14
59
19
43
22
38
24
78
26
22
28
51
32
05
32
93
35
16
37
49
39
23
41
89
43
47
48
95
52
05
60
83
расстояние, м
но
рм
ир
ов
ан
ны
е
ко
нц
ен
тр
ац
ии
формальдегид фенол
бензол Экспоненциальный (формальд
Экспоненциальный (фенол) Экспоненциальный (бензол)
Рис. 7. Результаты регрессионного анализа взаимосвязи
нормированных концентраций полютантов и уда-
ленности от центра источника загрязнения (склад
ГХЗ)
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
499
Первые позволяют сгладить колебания данных и таким об-
разом более наглядно показать характер зависимости на локаль-
ных участках. Вторые используются только в том случае, когда
скорость изменения данных непрерывно возрастает (убывает).
Экспоненциальные тренды позволили визуализировать характер
распределения ВЗВ и установить, что источником утечки бензо-
ла, дефинелолпропана и МЭП является ГХЗ, фенола и формаль-
дегида – ПО «Стирол», а ацетон мигрирует с территории свалок
ГХЗ. Величина достоверности аппроксимации бензола (R2=0,617)
свидетельствует о достаточно хорошем совпадении кривой с дан-
ными (см. рис. 7). Отсутствие взаимосвязи поступления фенола и
формальдегида с территории ГХЗ также подтверждается практи-
чески близкими к нулю значениями величин достоверности
(R2=0,0006; R2=0,0668). Утечки ВЗВ на исследуемой территории
приводят к формированию ореолов рассеяния загрязнения горно-
го массива с распределением концентраций полютантов по экс-
поненциальному закону в зависимости от удаленности от источ-
ника загрязнения, но только в направлениях, свободных от влия-
ния тектонических нарушений со сдвиговой компонентой сме-
щения. Более того, поверхностные источники поступления хими-
ческих соединений в массив горных пород различны, однако бло-
ковый путь миграции идентичен.
Экспоненциальная динамика движения ВЗВ не распростра-
няется на участки с высокой степенью малоамплитудной текто-
нической нарушенности (выявленные с помощью расчета коэф-
фициента нарушенности). В последнем случае характер локаль-
ных аномалий концентрированного скопления и распределения
загрязнителей в зонах тектонополос имеет более сложный вид.
Выводы. Тектоническая нарушенность горных пород, без-
условно, является одним из основополагающих факторов, влия-
ющих на распределение ВЗВ в горном массиве. В результате по-
строения пространственных моделей ореолов рассеяния ВЗВ в
массиве горных пород со сложным тектоническим строением,
выявлено, что ореолы рассеяния ВЗВ (по максимумам параметра)
концентрируются в пределах внутренней части блоков, не пере-
секая зоны сдвиговых нарушений (P-сколов) широтного и близ
широтного простираний (Калининский, Байракский северный
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
500
взбросо-сдвиги), которые ограничивают «транспортный кори-
дор». Установлено, что тектонические нарушения (сдвиги R1) с
направлением падения сместителя, противоположным направле-
нию падения пород, экранируют распространение ВЗВ. Проана-
лизирована зависимость концентраций контаминантов от удален-
ности от источника загрязнения. Установлено, что в большинстве
случаев, концентрации ВЗВ снижаются по мере удаления от ис-
точника, однако на тектонически нарушенных участках, выяв-
ленная экспоненциальная зависимость теряет функциональную
зависимость, что свидетельствует о влиянии дизъюнктивной тек-
тоники на процесс распределения ВЗВ поверхностных объектов в
массиве горных пород.
СПИСОК ССЫЛОК
1. Разработка методических положений прогноза загрязнения
горного массива поверхностными источниками в условиях
месторождения, эксплуатируемого подземным способом
(применительно к шахтам Центрального района Донбасса) :
отчет о НИР / фонд УкрНИМИ НАНУ; рук. В.А. Канин; ГР
1484, – Донецк, 1990. – 101 с.
2. Результаты разведки очагов загрязнения и созданию сети
наблюдательных скважин на полях шахт Центрального райо-
на Донбасса : отчет о НИР / фонд Госуглепром Украины, ПО
«Укруглегеология», ЦДГРЭ; рук. О.А. Кущ; ГР 39-90, – До-
нецк, 1993. – 117 с.
3. Предварительная оценка регионального влияния закрытия
шахт Донецко-Макеевско-Горловско-Енакиевской горно-
городской агломерации на активизацию процессов подтопле-
ния, ухудшение инженерно-геологических условий и рост
экологической уязвимости подземных вод : информационный
бюллетень № 2 / фонд ИГЭПД; рук. Е.А. Яковлев, – Киев-
Донецк-Копенгаген, 2001. – 172 с.
4. Предварительная оценка эколого-геологического риска за-
топления шахт горловской горно-городской агломерации /
Э. Госк, В.А. Сляднев, Н.А. Юркова, Е.А. Яковлев // Экотех-
нологии и ресурсосбережение, 2004. – № 3. – С. 60 – 65.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
501
5. Привалов В.А. Принципиальная дислокационная зона Дон-
басса / В.А. Привалов // Наукові праці ДонНТУ : серія гірн.-
геол. – Донецьк: РІК ДонНТУ, 2001. – Вип. 36. – С. 34 – 40.
6. Дьяченко Н.А. Структуры Риделя в сдвиговой тектонике До-
нецкого и Львовско-Волынского каменноугольных бассейнов
/ Н.А. Дьяченко, В.А. Привалов // Геология і геохімія горю-
чих копалин. – 2008. – № 4. – С. 21 – 36.
7. Sylvester A.G. Strike-slip faults // Bull. Geol. Soc. Am. – 1988. –
V.100. – P. 1666 – 1703.
8. Привалов В.А. Вращение блоков и сценарий тектонической
эволюции Донецкого бассейна // Геологія і геохімія горючих
копалин, 1998. – № 4. – С. 142 – 158.
9. Привалов В.А. Нетектонический этап в истории развития До-
нецкого бассейна // Наукові праці ДонНТУ: Серія гірн.-
геол. – 2002. – Вип. 54. – С. 38 – 50.
10. Эз В.В. К вопросу о связи трещиноватости в каменных углях
Донбасса со складчатой структурой // Складчатые деформа-
ции земной коры, их типы и механизм образования. – М.:
Изд. АН СССР, 1962. – С. 250 – 264.
11. Пимоненко Л.И. О возможном механизме образования раз-
рывных нарушений на крыльях Главной антиклинали // Ме-
ханика сплошных сред. – Пермь, 1980. – С. 20 – 22.
12. Д`яченко Н.О. Вплив зсувної тектоніки на деформації земної
поверхні при підземній розробці вугільних родовищ : авто-
реф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. геол. наук : спец.
04.00.16 "Геологія твердих горючих копалин" / Н.О. Д`яченко. –
Дніпропетровськ, 2011. – 20 с.
13. Основы нефтегазового производства [уч. пособие] / Л. П.
Мстиславская, М. Ф. Павлинич, В. П. Филиппов // M.: Нефть
и газ РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2008. – 276 с.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99718 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1996-885X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:44:46Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Дуброва, Н.А. Дьяченко, Н.А. 2016-05-02T11:08:49Z 2016-05-02T11:08:49Z 2011 Влияние тектонических структур на ореолы рассеяния загрязняющих веществ в подработанном массиве горных пород / Н.А. Дуброва, Н.А. Дьяченко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2011. — № 9, ч. 1. — С. 485-501. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99718 556.3 У статті розглянуто вплив тектонічної порушенності гірського масиву на розповсюдження шкідливих забруднюючих речовин. Виявлено відповідність між ореолами розповсюдження полютантів та тектонічними структурами Ріделя. Визначено вплив напрямку падіння тектонічних порушень на характер міграції забруднювачів. Проаналізовано залежність концентрацій контамінантів від відстані до джерела забруднення. The influence of rock mass faulting on pollutant distributions is studied. Conformity of circle of pollutant distributions and Riedel shears is determined. Effect of the dip in fault direction on the pattern of contaminant migration is identified. Dependence of contaminant concentrations on the distance to the source of pollution is analyzed. ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Наукові праці УкрНДМІ НАН України Влияние тектонических структур на ореолы рассеяния загрязняющих веществ в подработанном массиве горных пород Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние тектонических структур на ореолы рассеяния загрязняющих веществ в подработанном массиве горных пород Дуброва, Н.А. Дьяченко, Н.А. |
| title | Влияние тектонических структур на ореолы рассеяния загрязняющих веществ в подработанном массиве горных пород |
| title_full | Влияние тектонических структур на ореолы рассеяния загрязняющих веществ в подработанном массиве горных пород |
| title_fullStr | Влияние тектонических структур на ореолы рассеяния загрязняющих веществ в подработанном массиве горных пород |
| title_full_unstemmed | Влияние тектонических структур на ореолы рассеяния загрязняющих веществ в подработанном массиве горных пород |
| title_short | Влияние тектонических структур на ореолы рассеяния загрязняющих веществ в подработанном массиве горных пород |
| title_sort | влияние тектонических структур на ореолы рассеяния загрязняющих веществ в подработанном массиве горных пород |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99718 |
| work_keys_str_mv | AT dubrovana vliânietektoničeskihstrukturnaoreolyrasseâniâzagrâznâûŝihveŝestvvpodrabotannommassivegornyhporod AT dʹâčenkona vliânietektoničeskihstrukturnaoreolyrasseâniâzagrâznâûŝihveŝestvvpodrabotannommassivegornyhporod |