Анализ аварийного многоквартирного жилого фонда шахтерских городов Восточного Донбасса

Анализ аварийного многоквартирного жилого фонда шахтерских

городов Восточного Донбасса

В.Н. Жур, А.Ю. Прокопов Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону

Аннотация: Систематизирована и проанализирована информация о многоквартирном жилом фонде 6 шахтерских городов Ростовской области, включая аварийные жилые дома. На примере г. Шахты рассмотрено расположение аварийных домов относительно зон проведения горных работ на малых глубинах, распространения лессовых просадочных грунтов и вероятного подтопления. С помощью ГИС программы SAS.Планета разработаны карты наложения неблагоприятных геологических факторов с указанием расположении аварийных построек. Определено, что наибольшее количество домов, признанных непригодными к дальнейшей эксплуатации, расположено в пределах зон распространения негативных факторов либо в непосредственной близости от них. Ключевые слова: лессовые грунты, подтопление, реструктуризация угольной промышленности, постмайнинг, градопромышленные территории, аварийные здания, геоинформационные системы.

Пик развития шахтерских городов и наиболее интенсивные объемы жилищного строительства, приходятся на 20-30-е и 50-60-е гг. ХХ века [1]. Рост угледобычи сопровождался активным переселением трудовых ресурсов из сельской местности, потребовалось обеспечить жильем растущее население шахтерских городов. В значительной мере это реализовано за счет интенсивных темпов возведения жилых многоквартирных зданий по типовым сериям, среди которых наиболее распространенными стали 1-460, 1447, 114-86, II-03, 1-202. Чаще всего это здания с 2, 3 и 5 этажами, с количеством секций от 2 до 4. В 70-80-е гг. уже появились здания с 9 и более этажами.

Градопромышленные территории Восточного Донбасса подвержены влиянию ряда техногенных негативных факторов, несущих в себе риск нарушения нормальной эксплуатации зданий и сооружений [2]. К наиболее влияющим факторам воздействия можно отнести:

- распространение лессовых просадочных грунтов;

- наличие горных выработок, инициирующих сдвижения земной поверхности;

- риск подтопления территорий техногенными водами, в том числе и теми, которые поступают из затопленных горных выработок.

Эти факторы как по отдельности, так и в совокупности оказывают прямое влияние на несущую способность оснований фундаментов зданий и сооружений, вызывая неравномерные деформации подземных и надземных конструкций. Отдельную угрозу представляют шахтные воды, поступающие в верхние водонесущие горизонты. Помимо замачивания просадочных толщ снизу-вверх, воды, несут в себе растворенные соли, агрессивные по отношению к материалам подземных конструкций зданий [3].

Согласно наблюдениям [4-7] за экологическими последствиями реструктуризации угольной промышленности текущую ситуацию с градопромышленными территориями Восточного Донбасса можно охарактеризовать как неблагоприятную. Консервация шахт «мокрым» способом инициировала подтопление территорий горняцких городов и поселков, что создает новые проблемы при эксплуатации зданий и сооружений. Это во многом связано со слабой организацией инженерной защиты от подтопления, либо полным отсутствием. В таком случае возникает необходимость проведения работ по капитальному ремонту и реконструкции жилых домов раньше нормативного срока [8]. Аналогичные проблемы характерны и для подработанных градопромышленных территорий других регионов и стран [9].

Для оценки текущей ситуации и планирования дальнейших мероприятий по защите существующих зданий от негативного техногенного воздействия выполним детальный анализ аварийного жилого фонда шахтерских городов. Для анализа выбраны несколько городов Ростовской

области (таблица № 1), развитие которых связано с угледобывающей промышленностью.

Таблица № 1

Сведения о шахтерских городах Ростовской области

Название города Год основания Год присвоения статуса «город» Площадь территории, 2 км Население, тыс. человек Расстояние в км от г. Ростова-на-Дону

Гуково 1878 1955 40,0 66,332 123

Донецк 1681 1951 112 48,428 171

Зверево 1819 1989 32,21 19,456 110

Каменск-Шахтинский 1671 1927 160 89,657 142

Новошахтинск 1840 1939 136 108,782 80

Шахты 1805 1867 160,65 235,492 68

Используя интернет-ресурсы, собраны данные о многоквартирном

жилом фонде вышеуказанных городов (рис. 1-2). В таблице № 2 представлена информация о жилом фонде.

Таблица № 2

Сведения о многоквартирной жилой застройке рассматриваемых городов

Годы постройки Кол-во эксплуатируемых домов Кол-во кв.м. жилой площади эксплуатируемых домов Кол-во аварийных домов на текущий момент Кол-во кв.м. жилой площади аварийных домов Всего домов Общее кол-во кв.м. жилой площади

до 1900 2 235.8 9 2148.7 11 2384.5

1900-1909 2 497.6 7 762.6 9 1260.2

1910-1919 49 14363.45 18 4071.9 67 18435.35

1920-1929 49 27225.08 41 12501.5 90 39726.58

1930-1939 154 120285.82 71 27051.53 225 147337.35

1940-1949 119 66284.39 78 17927.32 197 84211.71

1950-1959 663 459728.71 298 77436.16 961 537164.87

1960-1969 559 911558.61 85 21062.81 644 932621.42

1970-1979 464 1273971.25 4 1456.85 468 1275428.1

1980-1989 519 1427500.04 3 3280.8 522 1430780.84

1990-1999 192 578682.87 1 1156 193 579838.87

2000-2009 28 100912.13 0 0 28 100912.13

2010-н.в. 83 142637.4 0 0 83 142637.4

ИТОГО 2883 5123883.15 615 168856.17 3498 5292739.32

г. ГЧтаво

I

5

^ #

# # # # ^ # ^ # ^

ЙАваг г. Звер?Е0

в 1-естр й гыаыг дома а Аварпнные дома

^ ^ ^ / ./ # ^ > ^ #

э Пострг^ нны? ноша О Ав 1рийныв дома г. Камейск-Шахт ин ский

60 50 40 30 20

3

ш

№ 30 70 60 50 40 ЗОЙ 20 10 о

ЛУ ^У р<Ь- Л1 ¡Я1 |(гСь- .-О- А""о?

В Постр с тыныт дама  Ав 1р нйные дама

г. Новошажинск 172

# ^ / ^ / ^ ^ ^ ./ ^ # & ^ ^

Н Псстр с ;нныг дома ЕЗ Аварийны; дома г. Шахты

^ & ^

...... / / ¿¿Г

# лг ^ Л # # # #

в

/ ^ ^ ^ 4 ^ ^ ^ ^ ^

В Пснстрс-еныыа дот  Лггр щйные дона

Рис. 1. - Количество жилых многоквартирных домов по годам, введенных в эксплуатацию на территории шахтерских городов Восточного Донбасса

^ ->>"' ->~ -V > -V- лу

V V V ч4 ч*' ^ ч* ' а Пострз енные дома 5Аварийные лнла

г: Гунов о

250300

200 О ЭО

150 0 00

г. Донецк

' ч^ ^ \1 . . Л' Л' Л 1Й' ЛЬ' ^Р

Построенные дома г. ЗвереЕО

:зоосо 160000 140000 12000 С 100000 зсооо 60000 40 ООО 20000 о

^ # ^ / # / ^ # ^

г. Новошэхшнс:> гтп

Л ' ср1 л? Л -ПС Л' Л (й лЧГ ср' гй' ^

Построгнныг дома И Аварийный дома

200000 130000 160000 140000 120000 100000 30000 60000 40000 20000 О

Л? ^ ¿Р # ^ # Л»

с?1

лВГ4 „¿Я^ л^^

сР> ^ „ф ^ „орт ^ ™

V V х

Построенные дома

Каменск-Шахт инсен й

¿Р $ # 4?"

^ ЛУ лу лу ¿су су ^ .¿о,-^

^ ' ^ ^ ^з5 -IV

Пс;гр сенные дома

г. Шахты

Аварийные дома

^ л? ^ ^ ^^ «и*

Пг дом!

'_Е1р ИНКИЕ ДС Ш

Рис. 2. - Количество кв. м. жилплощади многоквартирных домов, введенных в эксплуатацию на территории шахтерских городов Восточного Донбасса

Из полученных данных сделаны следующие выводы:

1. Наибольшее количество жилых многоквартирных домов (961 шт.) шахтерских городов Ростовской области введено в эксплуатацию в 50-е годы ХХ века. Это больше, чем общее количество введенных домов вплоть до начала 50-х годов.

2. Больше всего жилья (1,43 млн. кв. м.) было введено в 80-е годы ХХ века, что почти в 2 раза превышает общую суммарную площадь жилья (0,83 млн. кв. м.), введенного в эксплуатацию к началу 60-х годов ХХ века.

3. Аварийный жилой фонд представлен в большей степени постройками 50-х годов ХХ века, как и по количеству зданий (298 шт.) так и по суммарной жилплощади (77,4 тыс. кв. м.).

4. После начала реструктуризации угольной промышленность в 90-х годах введено в эксплуатацию 823,4 тыс. кв. м. жилья, что в 5,4 раза меньше жилплощади, построенной в период существования СССР (20-е - 80-е гг. ХХ ва).

5. Сравнение по показателю - 1 аварийный жилой дом на количество кв. км. площади территории города, показало следующие результаты:

- Гуково - 1 аварийный дом на 0,2 км2;

- Донецк - 1 аварийный дом на 1,32 км2;

- Зверево - 1 аварийный дом на 3,58 км ;

- Каменск-Шахтинский - 1 аварийный дом на 13,33 км2;

- Новошахтинск - 1 аварийный дом на 1,62 км2;

- Шахты - 1 аварийный дом на 0,73 км .

Более подробно проанализированы данные об аварийных жилых многоквартирных домах на территории г. Шахты.

Согласно информации с порталов ГосЖКХ [10] и Администрации города Шахты [11], на территории города расположено не менее 200 жилых домов, признанных аварийными. Согласно постановлению № 1302 от

15.03.2017 «О внесении изменений в постановление Администрации г. Шахты от 30.09.2014 №6100 «Об утверждении муниципальной программы г. Шахты «Оказание мер по улучшению жилищных условий отдельным категориям граждан» выявлено 220 адресов многоквартирных домов, признанных аварийными.

На основании данных [5, 11-13] о распространении лессовых просадочных грунтов, проведения горных работ на относительно малых глубинах и зонах вероятного подтопления в ГИС-программе БАБ.Планета создана карта, отображающая каждый из перечисленных негативных факторов (рис. 3). Каждому фактору соответствует свой полигон, которому присвоен характерный цвет.

Рис. 3. - План расположения аварийных домов на территории г. Шахты

Основными причинами признания данных домов непригодными для дальнейшей эксплуатации служат различные факторы:

- физический износ в связи с длительным сроком эксплуатации;

- нарушение правил эксплуатации зданий и инженерных сетей, подтопление;

- воздействие проведения горных работ, провалоопасность;

- пожары, взрывы бытового газа и иные виды механического воздействия на несущие конструкции.

Для удобства анализа каждой из зон на рис. 3 присвоен собственный индекс: 1а - зоны вероятного подтопления; 1б - зоны проведения горных работ на относительно малых глубинах; 1в - зоны распространения лессовых грунтов; 11а - области слияния зон проведения горных работ на относительно малых глубинах и вероятного подтопления; 11б - области слияния зон распространения лессовых грунтов и вероятного подтопления; 11в - области слияния зон распространения лессовых грунтов и проведения горных работ на относительно малых глубинах; III - области слияния зон распространения лессовых грунтов, проведения горных работ на относительно малых глубинах и вероятного подтопления.

На основании анализа указанных зон установлено следующее:

- большая часть выявленных аварийных домов расположено в пределах зон 1а, 1б, 1в, 11а, 11б, 11в и III (рис. 4);

- значительная часть аварийных домов, расположенных на территориях без явного проявления негативных воздействий, находится вблизи зон (в пределах 200 м) распространения лессовых грунтов, подработки на малых глубинах и вероятного подтопления;

Количество аварийных домов на различных типах зон

8III ВИа МПб Ив Ша "16 1в Нейтральная

Рис. 4. - Распространение аварийных домов в различных зонах

Учитывая, что часть домов признана аварийными по причинам, не связанным с прямым воздействием вышеуказанных негативных факторов, отдельно стоит рассмотреть дома, которые обследованы ОАО СКП «ВНИМИ». Их выявлено около 70. Предполагается, что непригодность этих зданий к дальнейшей эксплуатации связана с последствиями проведения горных работ на сравнительно малых глубинах. Они показаны на плане города с учетом расположения шахт и при наложении полигона, отображающего зоны проведения горных работ на малых глубинах (рис. 5). Здесь не наблюдается прямой связи с зонами производства горных работ и расположением аварийных построек. Наиболее очевидный факт - это расположение непригодных для проживания домов неподалеку (в пределах 1,5 километровой зоны) от территорий шахт.

Рис. 5. - Расположение домов, признанных аварийными вследствие воздействия подземных выработок Проанализировав полученные данные в результате сбора, обработки и анализа информации о расположении зон негативного влияния на здания и сооружения г. Шахты, следует подробно рассмотреть поведение конструкций типовых серий многоэтажных жилых домов. Оптимальным аналитическим методом будет моделирование в среде программного комплекса на базе ПК для расчета строительных конструкций зданий и сооружений.

Таким образом, на примере г. Шахты продемонстрирована последовательность оценки многоквартирного жилого фонда. Данный алгоритм может быть применен для любого населенного пункта,

подверженного влиянию подземных горных выработок, техногенному подтоплению и специфических грунтовых условий.

Литература

1. Прокопов А.Ю., Жур В.Н., Рубцова Я.С. Проблемы обеспечения безопасности городской застройки на подрабатываемых территориях Восточного Донбасса // Сергеевские чтения. Инженерная геология и геоэкология. Фундаментальные проблемы и прикладные задачи - М.: РУДН. 2016. С. 346-351.

2. Прокопов А.Ю., Жур В.Н., Ткачева К.Э. О критериях оценки влияния опасных геологических процессов на застроенные территории Восточного Донбасса // Сергеевские чтения. Геоэкологическая безопасность разработки месторождений полезных ископаемых. - М.: РУДН. 2017. С. 107-111.

3. Востриков Н.Г., Антошкина Е.В., Максимов Д.В. Геоэкологические последствия просадочно-суффозионных процессов// Инженерный вестник Дона, 2012, №4 (часть 2), URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4p2y2012/1414

4. Кречетова Е.А., Иофис М.А. Экологические последствия ликвидации угольных шахт Восточного Донбасса // Научный вестник МГГУ. 2011. № 11. С. 35-40.

5. Мирошниченко И.М. Особенности процесса реструктуризации угольной промышленности России на примере шахт Восточного Донбасса // Маркшейдерский вестник. 2007. № 2. С. 37-39.

6. Мохов А.В., Химченко А.Г., Селиванов Б.В. О причинах подтопления земной поверхности в горнодобывающих регионах (на примере Восточного Донбасса) // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2008. № 2. С. 189-195.

7. Ганичева Л.З. Современное состояние подземных вод в районе промышленных городов Ростовской области// Инженерный вестник Дона, 2013, №2, URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2013/1703

8. Prokopov A., Prokopova M., Rubtsova Ya. The experience of strengthening subsidence of the soil under the existing building in the city of Rostov-on-Don // MATEC Web of Conferences. Vol. 106. 2017. 02001. International Science Conference SPbW0SCE-2017 «SMART City», URL: doi.org/10.1051/matecconf/201710602001

9. Wang A., Ma L., Zhang D., Li K., Zhang Y., Yi X., Wang Z. Soil and water conservation in mining area based on ground surface subsidence control: Development of a high-water swelling material and its application in backfilling mining. //. Environmental Earth Sciences. 2016. V. 75. № 9. p. 779.

10. Жилой фонд и многоквартирные дома в Шахтах. - URL: gosjkh.ru/houses/rostovskaya-oblast/shaxty.

11. Администрация города Шахты. - URL: shakhty-gorod.ru.

12. Реформа ЖКХ. - URL: reformagkh.ru

13. ГИС-технологии мониторинга опасных геологических процессов на территории Восточно-Донбасской агломерации. Проблемы и решения / под общ. ред. С.Г. Шеиной. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2012. -206 с.

References

1. Prokopov A. Yu., Zhur V. N., Rubtsova Y. S. Sergeevskie chteniya. Inzhenernaya geologiya i geoekologiya. Fundamental'nye problemy i prikladnye zadachi [Sergeev readings. Engineering Geology and geo-ecology. Fundamental problems and applied tasks]. Moscow: RUDN University, 2016, рр. 346-351.

2. Prokopov A. Yu., Zhur V. N., Tkacheva K. E. Sergeevskie chteniya. Geoekologicheskaya bezopasnost' razrabotki mestorozhdeniy poleznykh iskopaemykh [Sergeev readings. Geo-ecological safety of development of deposits of mineral]. Moscow: RUDN University, 2017, рр. 107-111.

3. Vostrikov N.G., Antoshkina E.V., Maksimov D.V. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2012, №4 (Part 2). URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4p2y2012/1414

4. Krechetova E. A., Iofis M. A. Nauchnyy vestnik MGGU. 2011. №11. pp. 35-40.

5. Miroshnichenko I. M. Marksheyderskiy vestnik. 2007. № 2. pp. 37-39.

6. Mokhov A.V., Khimchenko A. G., Selivanov V. B. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2008. №2. pp. 189-195.

7. Ganicheva L.Z. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2013, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2013/1703

8. Prokopov A., Prokopova M., Rubtsova Ya. MATEC Web of Conferences. Vol. 106. 2017. 02001. International Science Conference SPbW0SCE-2017 «SMART City», URL: doi.org/10.1051/matecconf/201710602001

9. Wang A., Ma L., Zhang D., Li K., Zhang Y., Yi X., Wang Z. Environmental Earth Sciences. 2016. V. 75. № 9. p. 779.

10. Zhiloj fond i mnogokvartirnye doma v Shahtah [Residential fund and apartment buildings in Shakhty]. gosjkh.ru/houses/rostovskaya-oblast/shaxty

11. Administracija goroda Shahty [Administration of the city of Shakhty]. Shakhty-gorod.ru.

12. Reforma ZhKH [Housing reform]. reformagkh.ru/ free.

13. Sheina S.G. GIS-tekhnologii monitoringa opasnykh geologicheskikh protsessov na territorii Vostochno-Donbasskoy aglomeratsii. Problemy i resheniya [GIS-technologies for monitoring of dangerous geological processes on the territory of the Eastern Donbass agglomeration]. Rostov-on-Don: RGSU, 2012. 206 p.