3.3.5. Гідроекологічні проблеми закриття шахт

Гідрогеологічна структура Донецького кам’яновугільного басейну являє собою систему пологозалягаючих і крутопадаючих водоносних горизонтів, які приурочені до тріщинуватих піщаників і вапняків з розподільчими слабководопроникливими шарами у вигляді аргілітів і алевролітів. Умови взаємозв’язку між окремими водоносними горизонтами визначаються, насамперед, фільтраційними властивостями слабкопроникливих шарів, а також наявністю в масиві зон геологічних руйнувань.

Внаслідок підземного видобування вугілля в природній гідродинамічній структурі масиву гірничих порід трапляються корінні зміни в природній проникливості, а саме, гідродінамики підземних потоків.

Ступінь дренування водоносних горизонтів підземними виробками, яка визначається величинами припливу води в очисні простори, тісно пов’язана з параметрами ведення гірничих робіт, застосовуваними технологією і видобувним обладнанням, способом керування покрівлею та іншими факторами.

В даний час на площах всіх вугледобувних районів Донбасу спостерігається значне регіональне пониження рівнів підземних вод як кам’яновугільних, так і покривних відкладень, що практично повністю порушує водний баланс зони активного водообміну і помітно впливає на водні об’єкти: припинили існування десятки джерел і колодязів, знизилися притоки річок і підземних потоків.

В тих місцях де утворюються провалини, або осідання денної поверхні навпаки спостерігається підйом рівнів підземних вод і, як наслідок, підтоплення житлових масивів, тобто затоплення підвалів, погребів, комунікацій, фундаментів будинків, кореневої системи рослин тощо.

Зміна гідрогеологічного режиму спостерігається при повному або частковому затопленні шахти. Повне затоплення є оптимальним способом ліквідації шахти. Але це можливо тоді, коли затоплення шахти не веде до погіршення еколого-геологічної ситуації, яка пов’язана з підтопленням житлових і промислових об’єктів. Такі обставини придатні для ізольованих віддалених від населених пунктів і промислових об’єктів шахт.

В більшості випадків шахти, що підлягають закриттю розташовані біля населених пунктів і промислових підприємств. При повному затопленні шахти тут виникає загроза як підтоплення цивільних і промислових об’єктів, так і проривів води в сусідні працюючі шахти. Тому ліквідація таких шахт звичайно виконується частковим затопленням виробок до певного рівня, який встановлюється за даними спостережень та характером поведінки підземних вод навколо затопленого об’єкту.

Зміни гідрогеологічного режиму при затоплені шахт полягають в наступному:

1. Зміна режиму перших від поверхні водоносних горизонтів починається зараз же, коли верхня відмітка рівнів шахтних вод зрівнюється з відміткою ложа водоносу, так як до цього моменту вода рухалась зверху униз (з водоносного горизонту у виробку). Далі цей процес буде поступово затухати, а, у ряді випадків, може розпочатись переток шахтних вод у водоносні пласти.

2. Долини глибоко врізаних річок і балок, які перерізають шахтні поля і прилеглі до них простори до затоплення були областями живлення і часто основними складовими водопритоку у виробки. Після затоплення вони перетворюються в область розвантаження шахтних вод.

3. При затопленні шахт, лише в початковий період (3–4 роки) має місце скорочення притоку води з водозбірної площі до водотоків. Після оновлення всього розрахункового простору шахти стік в природні водотоки поступово збільшується до тих розмірів, які спостерігались до будівництва шахти.

4. Збільшується величина інфільтраційного живлення водотоків, якщо на шахтному полі розташовані об’єкти водогосподарського призначення: ставки – відстійники, водосховища, зрошувальні масиви та інші.

5. Збільшується мінералізація шахтних вод і, в тому числі, тих, що виходять на денну поверхню. В них міститься, порівняно з водою водоносних горизонтів до затоплення, надлишкова кількість сульфатів, магнію, кальцію, заліза і алюмінію. Найбільша мінералізація води, що виходить з шахти після її затоплення спостерігається в перший період виклинювання їх на денну поверхню. З часом мінералізація знижується але не сягає того рівня, який був до затоплення. Причиною підвищеної мінералізації шахтних вод є розчинення ряду хімічних елементів, що містяться у вугіллі або в супутніх породах.

Так як демінералізація шахтних вод, що потрапляють у водотоки і водозабори не можлива, то основними заходами по покращанню даної екологічної ситуації є: виключення виходу шахтних вод у водоносні горизонти при частковому заповненні відпрацьованого простору шахти або організація збору і відводу надлишкових мінералізованих шахтних вод за допомогою спеціальних колекторів за межі депресійних лійок або водозборів, які живлять водозабірні споруди.