Техногенные опускания земной поверхности

 

Отвалы горных пород, золоотвалы угольных тепловых электростанций, оказывая дополнительное давление на поверхность Земли, нарушают ес­тественный геодинамический режим. Извлечение из подземных пластов угля, нефти, газа, воды и т.д. вызывает снижение пластового давления, уплотнение пород. При добыче твердых полезных ископаемых с целью осушения рабочих горизонтов производится откачка шахтных вод. В ре­зультате в пластах образовываются подземные пустоты и полости и обрушиваются кровли отработанного пространства. Здесь так же, как при извлечении нефти и газа, оседает земная поверхность, и возникают депрессионные воронки. Особенно быстро развивается этот процесс на террито­риях, сложенных хорошо проницаемыми песчаными породами, переслаи­вающимися с глинистыми слабопроницаемыми, но сильно сжимаемыми отложениями.

Оседания земной поверхности вызывают подтопление и заболачива­ние территорий, деформацию автотрасс, железнодорожного полотна, во­допроводных труб и других коммуникаций, изменение уклонов русел рек, деформацию промышленных и гражданских сооружений.

Примеры:

В районе Курской магнитной аномалии (КМА) в результате интенсивной до­бычи железных руд и откачки подземных вод образовалась депрессионная ворон­ка площадью более 200 км². Отдельные участки старейших бакинских нефте­промыслов за 50 лет опустились на 2,5 м. На нефтепромыслах Лонг-Бич в Кали­форнии (США) за 15 лет территория в 30 км² опустилась на 2,7 м. Вследствие откачки подземных вод город Мехико за 80 лет осел на 6-7 м. По той же причине на несколько сантиметров в год опускаются некоторые районы Токио, и на 2,5-10 см в год -расположенный на мягкой болотистой почве город Бангкок, столи­ца Таиланда.

В долине р. Сан-Хоакин (Калифорния, США) за 59 лет из недр было изъято примерно 70 млн м³ подземных вод. Их уровень снизился на 153 м, техногенное опускание земной поверхности достигло 9 м. В Лондоне глубина техногенной депрессионной воронки достигает 100 м, в Киеве - 65 м, в Москве – около 50 м.

Известны случаи серьезных нарушений, когда поверхностные или под­земные воды, достигнув заброшенных разработок месторождений каменных солей (NaCl), растворяли оставленные целики солей.

Искусственное выщелачивание, растворение и выплавление химиче­ских элементов - основа геотехнологических методов добычи полезных ископаемых. При этом увеличивается пористость пород, образуются крупные полости, создаются условия для обрушения кровли выработанных за­лежей и просадки дневной поверхности.

Причина нарушения геодинамического равновесия и крупных катаст­роф - техногенное уплотнение грунтов.

Примеры:

В 1973 г. при возведении домов на искусственном острове в японском порту Наха нагрузка на грунт превысила допустимую более чем вдвое. Образовалась расщелина глубиной 40 м и шириной 100 м, в которую провалились семь домов, включая 20-этажное здание отеля.

То же самое, но медленнее, происходит и на морском дне. В Северном море на норвежском месторождении Экофиск нефтяные платформы погружаются в воду со скоростью около 45 см в год.

В 1878-1881 гг. в районе города Эпиналя (Франция) были возведены плотина Бузей и водохранилище емкостью свыше 7 млн. м³. Залегавший под водохранили­щем водопроницаемый трещиноватый песчаник не выдержал искусственной на­грузки. В плотине появились трещины, началась течь. 27 апреля 1895 г., когда во­да поднялась до максимального уровня, часть плотины длиной 182 метра внезап­но опрокинулась.

ТЕХНОГЕННЫЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ

Антропогенная деятельность - причина возникновения возбужденных землетрясений. Они происходят при заполнении водой водохранилищ, добыче подземных вод, нефти и газа, при закачке сточных вод в подзем­ные горизонты, а также под воздействием взрывов, проводящихся в граж­данских и военных целях. Возбужденные техногенные землетрясения со­провождаются разрушением плотин, повреждением зданий и сооружений, человеческими жертвами.

Примеры:

В районе оз. Марафон (Греция), начиная с 1931 г., по мере заполнения искус­ственного водохранилища, ощущались подземные толчки. В 1938 г., когда в нем был достигнут максимальный уровень воды, произошло разрушительное земле­трясение магнитудойбольше 5.

Многочисленные сейсмические толчки до 7 баллов проявились при заполнении в 1932-1933 гг. перегороженного 100-метровой плотиной водохранилища нар. Уэд-Фодда (Алжир)

В США в 1936 г., спустя год после постройки плотины Гувер, образовавшей оз. Мид на р. Колорадо, и начала заполнения водохранилища, был зарегистрирован первый подземный толчок. В 1977г. в районе оз. Мид в день регистрировалось од­но-два землетрясения, очаги которых располагались вдоль разломов.

Техногенные землетрясения, обусловленные добычей нефти, наблюдались в 1949 г. на нефтяном месторождении Лонг Бич (штат Калифорния, США). В ре­зультате землетрясения 200 нефтяных скважин были срезаны на глубине 500 м и смещены на 10-15 см. Причиной землетрясения считают катастрофическую усадку нефтяных пластов.

По мнению М. Н. Смирновой, техногенным является землетрясение (магниту­дой 4,7), произошедшее 26 мая 1971 г. в районе старейшего Старогрозненского нефтяного месторождения. Были повреждены 522 жилых дома, 16 культурных и бытовых объектов, 90 производственных зданий, 11 эксплуатационных вышек и станкокачалок, 20 километров низковольтных электролиний.

Возбужденные землетрясения зафиксированы на нефтяных промыслах За­падной Сибири и в других регионах бывшего СССР. Усиленная откачка газа два­жды стала причиной землетрясения в узбекском поселке Газли.

Неподалеку от Денвера (штат Колорадо, США) на военном заводе с 1962 г. в течение полутора лет в подземные пласты на глубину 3671 м закачивали в скважину жидкие химические отходы. Через месяц после начала закачки в районе, считавшемся низкосейсмичным, стали происходить многочисленные зем­летрясения. В течение трех лет после закачки воды здесь произошло более 710 толчков (магнитудой до 4,7). Очаги их располагались вдоль плоскости разлома, проходящей под скважиной на глубине 6,5 мили. С сокращением закачки число землетрясений заметно уменьшилось, но после ее возобновления сейсмическая ак­тивность быстро вернулась к прежнему уровню. Сейсмологи высказали пред­положение, что здесь жидкость сыграла роль смазки, стимулировавшей движе­ние массивов горных пород.

В Мурманской области 16 апреля 1989 г. на Кировском и Юкскорском подзем­ных рудниках ПО «Апатит» для добычи руды были произведены производствен­ные взрывы. Но сейсмические станции Кировского рудника и Кольского научного центра АН СССР зафиксировали дополнительные толчки в земной коре. Техногенное землетрясение, связанное с проведением взрывных работ, произошло в рай­оне разломов Саамского рудного карьера. Причиной перераспределения напряже­ния в земной коре стало то, что из рудных карьеров и подземных выработок бы­ло выбрано огромное количество горных пород.

ТЕХНОГЕННЫЕ ОПОЛЗНИ

Причина «возбужденных» оползневых явлений - искусственные ди­намические нагрузки. Они возникают при нарушении устойчивости скло­нов, когда подрезают их основания во время строительства автомобиль­ных и железнодорожных магистралей.

Примеры:

В 1957 г. оползень в Португальском изгибе, в Палос-Вердес-Хиллс, охватил территорию шириной более 1 км и расстояние от вершины до подошвы 1300 м. Им разрушено более 100 домов. Причина оползня—прокладка дороги, нарушение в рельефе местности, наличие в толще пород мягких глинистых пластов, нагро­мождение строительных отходов от прокладки дорван, скопление грунтовых вод внутри оползневого комплекса.

В конце сентября 1995 г. в 6 км от села Алкун (Ингушетия) произошел обвал, перекрывший р. Асса. Его длина составила около159,м, ширина 10 м, глубина 50 м. Под обвалом оказались 17 человек, автомобили и бульдозер. За некоторое вре­мя до этого в регионе произошло землетрясение. Накануне двое суток не прекра­щались проливные дожди. На природные факторы положились техногенные. Вблизи Алкуна велись дорожно-строительные работы, при этом транспортное движение не останавливалось.

Крупные оползни происходят в бортах карьеров, которые после отра­ботки месторождений открытым способом остаются в виде сухих или по­стоянно затопленных выемок.

Оползень объёмом 800 млн. м³ и площадью на поверхности 8 км² возник в Ангренском угольном районе (Узбекистан) вследствие опускания поверхности земли при газификации подземного пласта угля в нижнейчасти склона.

Причина образования искусственных селей - геодинамическая неус­тойчивость природно-техногенных систем. Например, в районе Тырныаузского металлургического комбината из-за складирования на склонах от­валов горных пород после каждого сильного ливня возникают сели антропогенного происхождения.

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: