Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований

Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований


Для удобства изложения и анализа последующего материала ниже приводится краткая характеристика основных объектов наших исследований.
Большая часть описываемых здесь месторождений осваивается открытым способом; среди них представлены месторождения подгрупп A-1 (месторождения KMA и Соколовско-Сарбайского ГОКа), А-2 ((месторождения Канско-Ачинского угольного бассейна) и А-3 (угольные месторождения Северного Урала). Объекты подземных горных работ представлены Южно-Белозерским железорудным месторождением и угольными месторождениями Кузбасса.
Месторождения Старооскольского района КМА. В группу железорудных месторождений Старооскольского района КМА, разрабатываемых открытым способом, входят Лебединское, Южно-Лебединское и Стойленское месторождения. Месторождения приурочены к поднятию докембрийского кристаллического фундамента, перекрытого толщей горизонтально залегающих песчано-глинистых пород мезозойского и кайнозойского возраста, мощность которой достигает 120—150 м. Характеристика геологического разреза месторождений иллюстрируется табл. 2.
Гидрогеологическое строение месторождений определяется развитием надъюрского водоносного горизонта, играющего основную роль в обводнении месторождений, и рудно-кристаллического водоносного комплекса. Разделяющим водоупором являются глинистые породы юрского и мелового возраста, с песчаными разностями которых связан юрский водоносный горизонт, имеющий второстепенное значение (табл. 3).
Месторождения разрабатываются открытым способом с 1956 г. (Лебединский карьер), работы по осушению начаты в конце 1957 г. Осушение карьерных полей проводилось системами водопонижающих скважин с последующим переоборудованием их в сквозные фильтры, пройденные на дренажные штреки. Водопритоки к дренажной системе Лебединского карьера достигали в период строительства 3000 м3/ч, а к 1964 г. увеличились до 6000 м3/ч. При строительстве и в первый период эксплуатации Лебединского, а затем Южно-Лебединского карьеров быстрыми темпами шла сработка статических запасов основного надъюрского водоносного горизонта — снижение уровней составляло несколько метров в год, а диаметр воронки депрессии измерялся несколькими километрами. В дальнейшем, с переходом к совместной эксплуатации Лебединского и Южно-Лебединского карьеров, наблюдалась постепенная стабилизация уровней в региональном масштабе. Отдельные локальные и кратковременные изменения уровней фиксировались лишь при вводе новых элементов дренажных систем.
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований

В течение 1970—1972 гг. суммарный водоприток к дренажной системе Лебединского и Южно-Лебединского карьеров составлял около 7000 м3/ч; 95% притока приходилось на долю надъюрского водоносного комплекса. Величины притоков к дренажной системе и уровней надъюрского комплекса, а также стабильность этих величин определяются наличием дополнительного питания за счет инфильтрации по площади и локальных источников (р. Оскольца, гидроотвала, хвостохранилища).
Соколовское и Сарбайское месторождения. Эти месторождения разрабатываются Соколовско-Сарбайским горно-обогатительным комбинатом (ССГОК), находятся в Кустанайской области. Район месторождений принадлежит Зауральской равнине, расположенной между Казахской складчатой страной и Уралом. Соколовское и Сарбайское месторождения расположены соответственно в 3 и в 8 км от долины р. Тобол; долина—широкая, пологая, с постепенным переходом в водораздельное пространство. Климат района резко континентальный, с коротким сухим летом и продолжительной суровой зимой. Характерны резкие колебания температуры (среднегодовая температура воздуха +1,6°С, среднемесячная: в июле +20°С, в январе -18°C), небольшое количество осадков (260 мм в год).
Соколовское и Сарбайское месторождения приурочены к крыльям Валерьяновской антиклинальной зоны субмеридионального простирания: Сарбайское — к западному, Соколовское — к восточному крылу складчатой зоны. В пределах самих месторождений зоны выходов рудных тел под рыхлые отложения являлись осевыми частями антиклинальных складок второго порядка: над этими зонами вследствие их воздымания во время накопления мезозойских и кайнозойских осадков разрез пород представлен в сокращенном виде.
Мезозойские и кайнозойские отложения залегают в региональном плане почти горизонтально, с уклоном 1о30"—3° на северо-восток и восток (рис. 1, 2); в масштабе месторождений почва меловых пород имеет пологий уклон в сторону от выходов рудных тел, образуя крылья антиклинальных складок второго порядка (рис. 3).
Литолого-стратиграфическая характеристика района месторождений приведена в табл. 4.
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований

Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований

Гидрогеологическое строение района месторождений характеризуется наличием четырех водоносных горизонтов в рыхлых отложениях и палеозойского водоносного комплекса (табл. 5). Водоносные горизонты в силу горизонтального залегания вмещающих их отложений имеют повсеместное распространение, за исключением долины р. Тобол, где верхняя часть толщи (включая тасаранские опоки) размыта, В естественном режиме подземные воды имели ограниченное инфильтрационное питание и дренировались в долине р. Тобол.
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований

Оба месторождения отрабатываются открытым способом. Вскрышные работы производятся экскаваторами ЭКГ-4 и ЭКГ-8 с транспортированием на внешние отвалы автосамосвалами и железнодорожным транспортом. Меловые пески отрабатываются экскаваторами ЭШ-14/75 и ЭШ-14/90, Палеозойские породы и руда после предварительного рыхления отрабатываются механическими лопатами с погрузкой на железнодорожный транспорт и автосамосвалы.
На карьерах ССГОК применяют комбинированную схему дренажа, основанную на сочетании открытого прибортового дренажа с заградительным водоотливом из контурной системы водопонизительных скважин (на начальном этапе, составившем 10—12 лет) и сквозных фильтров, штреков и водоотливных шахтных стволов (начиная с 1967—1970 гг). Приток к дренажной системе на карьерах из мел-палеозойского водоносного комплекса составлял в 1960—1964 гг. около 2000 м3/ч к каждому карьеру; в последующем величина притока сократилась до 1400—1500 м3/ч (1973 г.), при этом на долю прибортового дренажа приходится около 30% от всего притока,
Южно-Белозерское железорудное месторождение расположено в 75 км к югу от г. Запорожье в пределах северного крыла Причерноморского артезианского бассейна — вблизи его северной границы. Территория месторождения представляет собой слабо всхолмленную равнину, слегка наклоненную с севера на юг. Основная водная артерия района — р. Днепр с Каховским водохранилищем — расположена в 20 км к северу от месторождения.
Метаморфические породы белозерской серии зажаты среди архейских пород в виде узкой полосы субмеридионального простирания и собраны в сложную складчатую структуру, в результате чего в пределах месторождения кристаллические породы имеют почти вертикальное падение — от 65—70 до 85—90°. Структура кристаллического фундамента осложнена наличием большого числа дизъюнктивных нарушений; поверхность фундамента неровная, поднятия ее приурочены к участкам развития более прочных, устойчивых к выветриванию пород (в частности — к рудной зоне), Мезокайнозойские отложения характеризуются горизонтальным залеганием и сравнительно выдержанным строением; исключением являются отложения мелового возраста» заполняющие депрессии на поверхности кристаллического фундамента и отсутствующие на участках его поднятий.
Стратиграфический разрез месторождения приведен в табл. 6 и на рис. 4.
Гидрогеологическое строение Южно-Белозерского месторождения приведено в табл. 7.
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований

Основной практический интерес с точки зрения условий эксплуатации месторождения представляет нижний водоносный комплекс (бучакский и рудно-кристаллический горизонты), поскольку именно его свойствами определяются мощность и характер используемых водопонизительных средств, притоки в горные выработки, суммарные объемы откачиваемой воды и т. п.
Южно-Белозерское месторождение отрабатывается подземным способом с полной закладкой выработанного пространства твердеющим материалом. Месторождение вскрыто шестью вертикальными шахтными стволами. Добыча руды начата в 1970 г. с этажа 400—480 м.
Работы по предварительному водопонижению начаты на месторождении в 1962 г.; активное водопонижение (с расходом более 500 м3/ч) ведется со второй половины 1964 г. В 1965—1966 гг. суммарная мощность водопонизительной установки и шахтного водоотлива достигала 4000 м3/ч, число одновременно эксплуатируемых водопонизительных скважин на месторождении достигало 45. С 1967 г. наблюдается постепенное уменьшение общего притока подземных вод; в 1973 г. он измерялся величинами порядка 2000 м3/ч. Общий объем воды, откачанной на месторождении к концу 1973 г., составил около 265 млн. м3.
Важной особенностью условий освоения Южно-Белозерского месторождения является широкое развитие процессов оседания толщи пород и земной поверхности под влиянием водопонижения. Максимальное оседание поверхности, отмеченное маркшейдерскими наблюдениями, к 1973 г. достигло 2,5 м. В результате сжатия толщи пород неоднократно происходило нарушение крепи шахтных стволов. Длительный, дорогостоящий и небезопасный ремонт шахтных стволов был одной из причин существенного увеличения сроков строительства.
Ирша-Бородинское буроугольное месторождение входит в состав Канско-Ачинского бассейна и приурочено к его восточной части. Район месторождения расположен на юго-восточной окраине Сибирской платформы. Поверхность рассматриваемого района представляет собой всхолмленный водораздел» вытянутый в северо-восточном направлении и разделенный речной и овражной сетью. Реки района (Барга, Камала, Бородина, Рыбная) являются левыми притоками р. Как, входящей в бассейн р. Енисея. Глубина вреза речных долин не превышает 100—120 м.
Климат района характеризуется суровой продолжительной зимой и коротким жарким летом. Среднемесячные минимальные температуры воздуха отмечаются в январе (-18,5°С), максимальные температуры — в июне—июле (+17,5/+18,5°С). Среднегодовое количество атмосферных осадков составляет 300—400 мм, наибольшее количество осадков выпадает в летние и осенние месяцы.
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований

Геологическое строение Ирша-Бородинского месторождения бурых углей определяется его приуроченностью к Рыбинской межгорной впадине, делящейся на несколько более мелких структурных элементов, одним из которых является Бородинская мульда. Длина мульды 20 км, ширина до 10—15 км. Крылья мульды сложены палеозойскими породами, ядро мульды представлено отложениями юрского возраста. Углы падения крыльев мульды 3—4°, центральная часть характеризуется почти горизонтальным залеганием пород (углы падения слоев 1—2°). В пределах района месторождения развиты юрские угленосные отложения. Сведения о литологическом составе пород и мощности стратиграфических комплексов приведены в табл. 8.
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований

Открытым способом разрабатываются пласты бородинской свиты; Бородинский I, Бородинский II и пласт Новый. Глубина залегания угольных пластов до 50—60 м. Мощность пласта Бородинского I—25—30 м, Бородинского II—2—10 м, пласта Нового — 1—3 м. В составе бородинской свиты условно выделяется три водоносных горизонта — надугольный, угольный и подугольный, характеристика которых приведена в табл. 9.
Богословское буроугольное месторождение находится в северной части восточного склона Уральского хребта. Рельеф района месторождения сглаженно-увалистый. До начала разработки на поверхности месторождения находилась заболоченная пойма небольшой р. Ланчи, притока р. Турьи (рис. 5). В настоящее время р. Лапча отведена за пределы карьерного поля. К южной границе месторождения примыкает Богословский пруд, созданный на р. Турье, Котловину поймы р. Лапчи и р. Турьи ограничивают с запада и востока пологие увалы, с превышением 50—80 м над уровнем рек. В настоящее время, в связи с отработкой основных запасов угля, рельеф месторождения определяется наличием на его западном борту отвалов вскрышных пород, а в центральной части — выемки протяженностью около 3 км и глубиной до 150—170 м. Климат района континентальный, среднегодовая температура -3°С, среднемноголетнее количество осадков 440 мм в год.
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований

Богословское буроугольное месторождение расположено в пределах Восточно-Богословской синклинали, линейной структуры с простиранием, близким к меридиональному (рис. 6). Восточнее эта синклиналь ограничена Восточно-Богословской антиклиналью. Богословская антиклиналь и соответственно синклиналь сформировались в юрское время. При этом мезозойские породы в пределах синклинали залегают на девонских известняках со слабым угловым несогласием. Восточное крыло синклинали круто поставлено и на большом протяжении запрокинуто. При запрокидывании породы на разных участках деформировались по-разному, что было связано с различиями в их мощностях, составе и прочности, а также с неравномерностью развивавшихся усилий. Слоистые известняки палеозойского возраста при запрокидывании претерпевали изгибающие усилия и деформировались с образованием складок и линейных разрывов. В мезозойских отложениях на различных участках вдоль восточного борта синклинали фиксируются надвиги, крутое изгибание либо структуры, погребенные под тектоническим покровом, в зависимости от соотношения амплитуды прогиба синклинали и воздымания антиклинали. Этими факторами определяется, с одной стороны, мощность мезозойских осадков, с другой стороны — интенсивность тектонических усилий.
Мезозойские отложения в результате тектонических преобразований сложены в асимметричную складку с пологим западным крылом (10—20°) и крутым (70—80°) тектонически нарушенным — восточным. Ось складки простирается в меридиональном направлении (рис. 7); в южной части складка осложнена антиклинальным поднятием. Стратиграфическая характеристика района месторождения отражена в табл. 10.
Характеристика водоносных горизонтов Богословского месторождения приведена в табл. 11.
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований

Богословское месторождение отрабатывается открытым способом. В настоящее время Богословский разрез дорабатывает запасы угля. Фронт работ развивается с запада на восток. Вскрышные работы ведутся системой уступов шириной 40—50 м и высотой 10—15 м, порода вывозится на внешние отвалы железнодорожным транспортом. Уголь отрабатывается уступами высотой 30—40 м. После измельчения взрывом уголь поступает по углеподъемникам на обогатительную фабрику. Прослои пустой породы в угольной толще по конвейеру подаются во внутренние отвалы.
С помощью открытого водоотлива откачивается 70—80% притоков из мезозойских пород; подземные и поверхностные воды (атмосферные осадки) сбрасываются в забойные зумпфы, откуда вода откачивается в р. Турью, Общий приток к дренажной системе на месторождении составляет 1500—2000 м3/ч.
Волчанское месторождение относится к Серовскому угленосному району, Месторождение расположено в межгорной низменности на восточном склоке Северного Урала. На месторождении протекает р. Большая Волчанка, которая в пределах карьерных полей № 3—5 отводится по каналу, огибающему месторождение с юго-запада на юго-восток. Многочисленные мелкие речки (притоки р. Волчанка) берут начало из болот. Климат района умеренно континентальный с продолжительной зимой и коротким дождливым летом. Среднемесячная температура изменяется от 4-16° С (июль) до —17° С (январь). Среднегодовое количество осадков изменяется от 327 до 556 мм.
Стратиграфическая характеристика района месторождения отражена в табл. 12 и на рис. 8.
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований

Месторождение приурочено к южной части Волчанской тектонической депрессии в палеозойских породах, в пределах которой мезозойские отложения образуют две синклинальные структуры: северо-западную и юго-восточную. В настоящее время разрабатывается (карьерами № 2 и 5) наиболее угленасыщенная юго-восточная структура меридионального простирания, осложненная вторичными складчатыми формами: западной и восточной синклиналями и центральной антиклиналью. Углы падения слоев на восточном крыле достигают 70— 80°, на западном — 10—30°. В пределах выделенных структурных единиц прослеживается несколько крупных надвигов меридионального простирания. Сложное тектоническое строение месторождения определяет, в значительной степени, сложность гидрогеологических условий; наличие тектонических нарушений и антиклинальных поднятий значительно изменяет общую картину движения подземных вод и обусловливает образование в угленосной толще обособленных водоносных зон.
Характеристика водоносных горизонтов приведена в табл. 13.
Волчанское месторождение (рис. 9) отрабатывается в настоящее время карьерами № 2, 3 и 5 — параллельными заходками с погрузкой вскрышных пород на железнодорожный транспорт. Уголь транспортируется из забоев на поверхность по ленточным конвейерам.
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований

Основные водоносные горизонты, оказывающие влияние на условия разработки карьеров, связаны с угленосной толщей, подугольными песчаниками и известняками.
На месторождении наблюдается развитие оползней, связанных с влиянием напорных вод в породах лежачего бока,
Осушение карьеров осуществляется водопонижающими скважинами, оборудованными обособленно на угленосную толщу (7—8 скважин с суммарным дебитом 200—350 м3/ч), подугольные песчаники (6 скважин с суммарным дебитом 100—230 м3/ч) и известняки (7 скважин с суммарным дебитом до 1250 м3/ч). Интенсивность дренажа пород лежачего бока и вмещающих известняков возрастает с увеличением глубины карьеров.
Кузнецкий каменноугольный бассейн расположен в южной предгорной части Западной Сибири вдоль долины р. Томи от г. Междуреченска на юго-востоке до г. Анжеро-Судженска на
севере. Протяженность бассейна свыше 300 км, ширина — около 110 км, общая площадь — 26 700 км2. Рельеф Кузбасса эрозионный, с общим поднятием к югу. В центральной части Кузбасса, в широтном или в северо-западном направлении, протягиваются возвышенности, являющиеся водоразделами между наиболее крупными реками. Долины рек глубоко врезаны в коренные породы и заложены еще в дочетвертичное время.
Основные водные артерии: в южной и восточной частях бассейна — р. Томь, в западной — р. Иня с притоками. Питание рек смешанное: снеговой сток составляет в нем 50—55%, дождевой 30% и подземный 15—20%.
Климат Кузнецкой котловины резко континентальный. Годовое количество осадков в центральной части Кузбасса составляет 300—450 мм, с приближением к горам оно увеличивается до 800 мм.
Кузнецкий бассейн формировался в условиях межгорного прогиба с высокой тектонической подвижностью. В период между верхним карбоном и юрой включительно здесь накопилась угленосная толща мощностью около 7000 м, содержащая более 100 промышленных угольных пластов. Из-за частых циклических изменений фациальных условий угленосная толща Кузбасса представлена частым чередованием слоев песчаников или конгломератов с глинистыми породами (алевролитами и аргиллитами). Мощность слоев колеблется от долей метра до нескольких десятков метров (рис. 10).
Четвертичные отложения, перекрывающие угленосные породы, развиты в Кузбассе достаточно широко и представлены аллювием террас многочисленных рек или элювиально-делювиальными суглинками склонов и водоразделов, В долинах современных крупных рек (как, например, Томь, Иня, Яя) и в захороненных долинах мощность четвертичных отложений может достигать 40—50 м.
Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика месторождений - объектов исследований

По гидрогеологическим особенностям Кузбасс является крупным артезианским бассейном, в котором четко выделяются два яруса — нижний и верхний. К нижнему ярусу отнесены трещинно-пластовые соды верхнепалеозойской угленосной толщи. Песчаники здесь составляют около 50% от всего разреза и являются основными аккумуляторами воды. Коэффициент фильтрации песчаников на глубинах до 100 м не превышает 3 м/сут, а на глубинах более 100 м — 0,5 м/сут. В основном, водопроницаемость песчаников измеряется десятыми или сотыми долями метров в сутки. Водопроницаемость алевролитов и аргиллитов оценивается тысячными и десятитысячными долями м/сут, что дает возможность рассматривать их как относительные водоупоры. Трещинно-пластовые воды мезозойских угленосных отложений отнесены к верхнему ярусу бассейна и распространены только в его центральной части. Более высокое — до 75%—содержание песчаников в разрезе и наличие прослоев конгломератов и гравелитов определило более высокую водообильность этого комплекса. Нижние слои аллювиальных отложений в поймах современных рек и захороненных долинах сложены галечниками и являются одним из основных источников питания сообщающихся с ними водоносных горизонтов угленосной толщи. Подземные воды в поймах рек залегают на глубинах от 1 до 5 м и в некоторых случаях обладают местным напором. Главным источником их питания являются поверхностные воды, атмосферные осадки и подземные воды коренных пород. Коэффициенты фильтрации пойменных галечников измеряются десятками метров в сутки, а дебиты водозаборных скважин в них достигают 30—50 м3/ч.
Подземным способом в Кузбассе добывается около 76 млн. т угля в год, или 13% всей добычи страны, но глубина выработок здесь не превышает 500 м. Большинство шахт бассейна ведут разработки ка глубинах 300 м. Большая часть промышленных запасов угля (около 60%) разрабатывается длинными столбами по простиранию с полным обрушением кровли. Длины действующих очистных забоев и столбов измеряются сотнями метров.
Около 45% промышленных запасов углей залегает в пологих частях пластов с углами падения меньше 25° и около 60% — в пластах мощностью до 3,5 м.
Несмотря на невысокую общую обводненность угленосных пород Кузбасса, разработка угольных пластов вблизи пойменных галечников, крупных тектонических нарушений, «горельников» и поверхностных водоемов сопряжена с опасностью поступления в горные выработки недопустимых по техническим условиям водопритоков. Поэтому, в частности, значительная часть запасов углей, залегающих у поверхности, законсервирована в целиках под долинами многочисленных рек.
Добавлено Serxio 6-03-2017, 20:31 Просмотров: 991
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent