Анотація до роботи:

Шевчук Н.А. Комплексна оцінка і прогнозування еколого - гідрогеологічного стану Червоноградського вугільного регіону в умовах експлуатації та закриття шахт. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01 – Екологічна безпека. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2004.

Досліджено техногенні процеси формування гідрогеологічних змін в Червоноградському регіоні в результаті дії вуглевидобутку. Встановлені фактори та причини техногенного навантаження на еколого-гідрогеологічний стан регіону, враховуючи комплексну дію як діючих, так і закритих шахт. Доведено, що головним фактором техногенного впливу на еколого-гідрогеологічний стан регіону є відвальні масиви гірських порід та існуюча система вуглевидобутку. Визначено термін та масштаби можливої дії забруднюючих речовин, встановлені фактичні рівні забруднення довкілля регіону. Обґрунтована фізика явища техногенних процесів у відвальному масиві гірських порід та розроблена еколого-гідромеханічна модель динаміки цих процесів з врахуванням формування техногенного горизонту інфільтраційних потоків, що надає можливість прогнозу циклічних надходжень концентрованих забруднюючих речовин в поверхневі та підземні води, а також дозволяє спрогнозувати безпечний термін часу до початку рекультивації відвалів та впровадження інших запобіжних заходів по стабілізації екологічної ситуації довкілля. На основі експериментальних польових досліджень фактичного рівня забруднення підземних вод і їх зміни з глибиною встановлені граничні глибини розповсюдження якісних підземних вод для централізованого господарсько – питного забезпечення населених пунктів Червоноградського регіону.

1. 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 стану навколишнього середовища. Розроблені рекомендації по запобіганню негативної дії вуглевидобутку на екологічний стан регіону, що має суттєве значення для гірничовидобувної галузі в регіоні і надає практичну можливість покращенню екологічної безпеки вуглевидобувного регіону в цілому.

2. 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.

3. 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.

4. Уперше розроблена еколого - гідрогеомеханічна розрахункова модель техногенних процесів у масиві відвалу. Модель враховує сегрегації фракційного складу порід по висоті та збільшення гравітаційних навантажень, змінність по висоті відвалу щільності, пористості та коефіцієнта фільтрації, явище формування техногенного горизонта інфільтраційних потоків та залежність коефіцієнта фільтрації порід від ступеня їх водонасичення.

5. 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 розрахунків 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.

6. 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.

7. 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.

Основний зміст дисертаційної роботи відображено у публікаціях:

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.

Здобувачем визначена концепція максимального використання даних натурних спостережень для прогнозу міграції забруднюючих речовин, запропонована модель прогнозу розповсюдження забруднюючих речовин в зоні впливу хвосто- та шламосховищ.

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.

Здобувачем визначені особливості міграції забруднюючих речовин, запропонована методика оцінки впливу забруднюючих речовин на грунти, поверхневі та підземні води.

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.

Здобувачем проведено аналіз еколого-гідрогеологічних наслідків підроблених шахтами територій та аналіз процесу прискореної геомеханічної деградації підробленої товщі порід.

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.

Автором досліджено механізм зсуву гірничих порід над виробленим простором та тріщинноутворення вище лежачих пластів в залежності від їх фізико – механічних властивостей, дані рекомендації по послідовності ведення очисних робіт, які сприяють зменшенню негативного впливу на довкілля.

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.

Здобувачеві належать 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.

Здобувачеві належить дослідження процесу осідання поверхні землі в межах підроблених територій.

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. с. 168-171.

Здобувачеві належить визначення основних джерел забруднення ґрунтів та водного басейну, запропоновано заходи для зменшення подальшого погіршення створеної техногенної ситуації.

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. с. 185-186.

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. с. 331-333.

Здобувачеві належить проведення екологічної оцінки породних відвалів, запропоновані рекомендації щодо зменшення негативного впливу.

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.