Вплив зсувної тектоніки на деформації земної поверхні при підземної розробці вугільних родовищ

Abstract

Робота присвячена вирішенню актуальної науково-практичної проблеми впливу зсувної тектоніки на характер деформацій земної поверхні, які утворені внаслідок підземної розробки кам'яного вугілля. На підставі використання апарату комплексної систематизації, оброблення, аналізу і інтерпретації початкових даних режимних структурно-геологічних й топографо-геодезичних зйомок, методів цифрової геологічної картографії, гірничо-геометричного моделювання, статистичного оброблення та морфометричного й морфоструктурного аналізів стосовно ре- льєфу та осідань земної поверхні у роботі запропоновано нове рішення проблеми прогнозування небезпечних зон локалізації деформаційних аномалій. Встановлено, що деформаційні процеси геологічної природи на територіях видобутку виражені в сучасному рельєфі земної поверхні у вигляді просторово-успадкованих зон деформаційних аномалій генетично пов'язаних з тектонічними порушеннями, утвореними в умовах зсувного поля напружень. Нерівномірний розвиток сучасних деформаційних аномалій земної поверхні обумовлений мозаїчно-блоковою структурою вугленосних відкладів, а морфометричні аномалії сучасного рельєфу та сполучених вертикальних деформацій земної поверхні (осідань), які викликані підземною розробкою кам'яного вугілля, контролюються наявністю в масиві гірських порід синтетичних і антитетичних зколів Ріделя, що утворені в контурі розвитку виявлених регіональних зсувних зон. Вивчено та систематизовано особливості тектонічної порушеності Донецького та Львівсько-Волинського вугільних басейнів. Малоамплітудні розриви, що традиційно інтерпретуються як скиди та насуви, в більшості випадків мають зсувну складову. В Донбасі, у зв'язку з розвитком зсувних зон зафіксовані ліві і праві обертальні рухи тектонічних блоків, в ЛВБ – тільки праві. Результати досліджень використані при оцінюванні гірничо-геологічних умов та прогнозуванні небезпечних зон локалізації деформаційних процесів в межах м. Донецька.

Диссертация посвящена проблемам влияния сдвиговой тектоники на деформации земной поверхности, которые образованны в результате подземной разработки каменного угля. В работе предложено новое решение актуальной научной задачи влияния структурно-кинематических особенностей сдвиговых дислокаций в пределах структурно-тектонических зон Донбасса и ЛВБ на деформации земной поверхности. Использование полученных научных результатов и выводов при оценке горно-геологических условий ведения эксплуатационных работ и прогнозировании зон, связанных с деформациями земной поверхности при добыче угля, имеет важное значение для угольной геологии и для решения прикладных задач. Разработан и применен аппарат комплексной систематизации, обработки, анализа и интерпретации начальных данных режимных структурно-геологических и топографо-геодезических съемок. Изучены особенности тектонической нарушенности Донецкого и Львовско-Волынского угольных бассейнов. Установлено, что малоамплитудные разрывы, традиционно интерпретируемые как сбросы и надвиги, в большинстве случаев имеют сдвиговую составляющую. В Донбассе, в связи с развитием сдвиговых зон, зафиксированы левые и правые вращательные движения тектонических блоков, в ЛВБ – только правые. В результате экспериментальных исследований установлено, что деформационные процессы геологической природы на подработанных территориях выражены в современном рельефе земной поверхности в виде пространственно-унаследованных зон деформационных аномалий, генетически связанных с текто-ническими нарушениями, образованными в условиях сдвигового поля напряжений. Неравномерное развитие современных деформационных аномалий земной поверхности подработанных территорий обусловлено мозаично-блоковой структурой угленосных отложений, а морфометрические аномалии современного рельефа и «рельефа оседаний» земной поверхности, образование которых вызвано подземной разработкой каменного угля, контролируются наличием в массиве горных пород сопряженных «тектонополос» – синтетических и антитетических сколов Риделя и наследуют простирание и угол сопряжения зон малоамплитудных тектонических разрывов, морфологически представленных сдвигами, образованными в контуре развития выявленных региональных сдвиговых зон. Результаты исследований использованы при оценке горно-геологических условий и прогнозировании опасных зон локализации деформационных аномалий в пределах подработанных территорий г. Донецка.

The thesis is devoted to solution of the problem related to the influence of strike-slip faults on the recent deformation processes of the ground surfaces due to mine subsidence. On the basis of detailed systematization and treatment of geological and geodetic leveling data, geometric modeling of structural and mining data, integrated morphostructural and morphometric analysis of subsidence surface topography there has been proposed a new solution of the problem of the delineating deformation anomalies of ground surfaces. The obtained results proved that zones of modern deformation anomalies in the mine subsidence relief due to underground coal mining are spatially correlated with faults within tectonic zones of strike-slip origin. Inhomogeneous development of recent deformation anomalies of the ground surface is caused by mosaic block structure of coal-bearing sediments which bear marks of synthetic and antithetic Riedel shears. Peculiarities for tectonic patterns of the Donets and Lviv-Volyn coal basins have been investigated. Small displacement faults have been traditionally interpreted in the Donbas as normal or reversed faults. However, most of them have strike-slip component of movement. Clockwise and counter-clockwise rotation of block within strike-slip zones is recorded in the Donbas and clockwise rotation – in the Lviv-Volyn basin. Results of the research are implemented in the forecast of ground surface deformation hazards within the limits of closed coal mines in Donetsk.