Файл: Альбов М.Н. Рудничная геология.pdf

— размер ожидаемых водопритоков в горные выработки, включая глубокие горизонты месторождения и мероприятия по борьбе с подземными водами;

— возможные изменения режима подземных и поверхностных вод в процессе эксплуатации месторождения и связанные с ними изменения водопритоков;

В дальнейшем все полученные данные уточняются на основе специаль­ ных гидрогеологических работ, наблюдений при эксплуатационных раз­ ведках, систематической гидрогеологической документации в процессе эксплуатации месторождения и стационарных наблюдений за режимом подземных и поверхностных вод.

Гидрогеологические наблюдения в карьере или шахте включают:

—систематическую регистрацию общего притока воды, установление сезонных колебаний и других закономерностей количественного и каче­ ственного изменения водопритока;

—регистрацию водопритоков из отдельных толщ или массивов гор­ ных пород, отдельных зон, горизонтов, участков и забоев месторождения,

атакже выявление закономерности изменения водопритока с глубиной, скорости дренирования водоносных горизонтов, вскрытых горными выра­ ботками и дренажными сооружениями;

—установление характера водопритоков в отдельных пунктах место­ рождения и зависимости их от строения пород и тектонической их нарушенности;

—регистрацию уровней воды в специальных наблюдательных сква­ жинах, если они на руднике имеются;

—регистрацию отметок появления воды в скважинах эксплуатацион­ ной разведки, устанавливающихся уровней в них, фактов потери нагне­ таемой в скважины воды, наблюдения за развитием депрессионной воронки, возникающей при откачке воды из горных выработок;

—установление температур грунтовых вод и степени их минерали­

зации;

—регистрацию уровней воды в соседних с карьером или шахтой ис­ точниках и водоемах;

—изучение сильно трещиноватых и карстовых зон, степени их об­ водненности, взаимосвязи и связи их с водоемами;

—специальное изучение общей трещиноватости руд и пород, слага­ ющих месторождение.

Для выполнения этих задач рудничный геолог или гидрогеолог орга­ низует систематическое изучение колебаний уровней воды в специальных наблюдательных скважинах и горных выработках, расположенных в пре­ делах эксплуатируемого шахтного поля и прилегающих к нему участков месторождения.

Главное внимание необходимо уделять изучению выходов подземных вод в горные выработки и установлению их приуроченности к тому или

341

иному литологическому горизонту пород. Выходы подземных вод, пред­ ставляющие наибольший интерес в гидрогеологическом отношении, под­ вергаются специальному изучению (дебит воды, ее температура и химичес­ кий состав в различные периоды года).

Все результаты гидрогеологических наблюдений должны фиксиро­ ваться в специальном журнале гидрогеологических наблюдений, где от­ мечаются размеры притоков и характер поступления подземных вод в горные выработки, постепенное увеличение водопритоков в горные вы­ работки или появление значительных масс подземных вод после производ­ ства буровзрывных работ.

Наряду с этим в журнале гидрогеологических наблюдений отме­ чается интенсивность капежа, площадь его распространения и другие водопроявления, устанавливаемые в пределах горных выработок.

Гидрогеологические наблюдения в горных выработках следует сопро­ вождать геологическими зарисовками обнажений в местах выходов под­ земных вод, отражать эти наблюдения на погоризонтных геологических планах и разрезах.

При наличии на руднике различных дренажных устройств, например дренажных скважин, сквозных и забивных фильтров, колодцев и пр., устанавливают постоянное наблюдение за их дебитом, температурой и хи­ мизмом вод. Результаты наблюдений за дренажными устройствами фикси­ руют в журнале гидрогеологических наблюдений.

Правильное определение водопритоков в горные выработки имеет большое практическое значение, так как на основе этих данных разраба­ тываются профилактические меры по борьбе с рудничными водами.

Наиболее часто основная масса воды в штреках поступает из груди забоя, а в квершлагах обычно из всех частей выработки на всем ее протя­ жении. Для определения количества воды, поступающей в горные выра­ ботки, недалеко от забоя последних проходят неглубокий зумпф, в который собирается вода. Откачка воды из этого зумпфа насосом необходимой производительности позволит определить водоприток в горные выработки за любой отрезок времени.

Другой способ определения дебита подземного источника заключается в устройстве водосливов треугольной, трапецеидальной или прямоуголь

известной емкости водосборника или известном его сечении).

средние притоки воды в карьер за соответствующие отрезки времени. Эти графики отражают сезонные колебания притоков, повышение притоков

342

при вскрытии новых нижележащих горизонтов месторождения или при вскрытии трещиноватых и карстовых зон, а также колебания, связан­ ные с ливневыми явлениями и т. п. Даты этих явлений с указанием их ха­ рактера отмечают на графиках.

Количество воды, поступающей из отдельных толщ, массивов, зон, участков и забоев, определяют при помощи водосливов или путем прибли­

и отдельных трещинных зон месторождения и сведения о характере исте­ чения воды из них позволяют прогнозировать возможные водопритоки по мере развития горных работ и вскрытия водонасыщенных участков.

Уровни воды в скважинах и колодцах определяют замеряя хлопуш­ ками расстояние до воды от устья этих выработок, а в водоемах регистри­ руют по специально установленным рейкам. Полученные абсолютные от­ метки уровней воды в различных точках месторождения на определенную дату оформляют в виде карты гидроизогипс, по которой устанавливается характер депрессионной воронки, связанной с откачкой воды из карьера.

Серия последовательно (во времени) составленных карт гидроизогипс позволяет установить направление и скорость развития депрессионной

в неглубоких скважинах производят при помощи так называемого родни­ кового термометра, а в глубоких скважинах — специальным глубинным термометром, рассчитанным на большие давления. Для этих целей исполь­ зуют также герметически закрывающиеся термометрические гильзы, в ко­ торых помещают ленивые или максимальные термометры. Измерение тем­ пературы воды фонтанирующих скважин, а также воды при откачках производят на дневной поверхности путем погружения родникового тер­ мометра или термометра без оправы в струю воды.

Наблюдения за температурой грунтовых вод и степенью менерализации помогают решить вопросы о взаимосвязи отдельных горизонтов грун­ товых вод, о связи грунтовых вод с поверхностными водами в водоемах, источниках и т. п. Регистрация уровней воды в соседних с карьером или шахтой источниках и водоемах устанавливает наличие или отсутствие их связи с грунтовыми водами и помогает предотвратить внезапный про­ рыв воды и катастрофическое затопление карьера или шахты.

При гидрогеологических наблюдениях рудничный геолог (гидрогео­ лог) должен уделить особое внимание изучению гидрогеологических осо­ бенностей различных тектонических нарушений (трещин, сбросов, кли­ важа и др.), так как они нередко являются местом прорыва напорных под­ земных вод и плывунов.

При изучении сильно трещиноватых тектонических зон регистрируют элементы их залегания, мощность и состав пород в пределах этих зон,

343

наличие зияющих трещин, характер истечения воды из этих зон, углы откоса, образуемые породами, слагающими эти зоны, послеживают, насколько это представляется возможным, зоны по простиранию и падению, устанавливают характер взаимного пересечения таких зон в карьере, выясняют наличие их связи с различными водоносными горизонтами

иповерхностными водоемами и т. п.

Вусловиях карбонатных пород тектонические трещинные зоны часто

сопровождаются карстами, которые могут быть заполнены обломочным и глинистым материалом или только водой. Объемы таких карстов или серии карстов вдоль трещинной зоны могут достигать многих сотен тысяч, а иногда и миллионов кубических метров, и неожиданное вскрытие их карьером или подземными выработками может повести к временному затоплению выработок. Поэтому трещиноватые и карстовые зоны стара­ тельно прослеживаются и изучаются как в ходе разведочных, так и эксплу­ атационных работ.

Для установления зон максимальной трещиноватости и закарстованности известняков широко применяются также геофизические методы (электропрофилирование, электрозондирование и каротаж скважин).

Изучение трещиноватости пород и установление максимально трещи­ новатых и карстовых зон имеет большое практическое значение для вы­ яснения характера движения подземных вод, поскольку позволяет при про­ ходке горных выработок заблаговременно принимать профилактические меры против затопления их водой. С этой целью рекомендуется проходку забоя горной выработки опережать скважинами или глубокими шпурами, задаваемыми веерообразно.

При изучении гидрогеологических условий месторождения нельзя ограничиваться только наблюдениями за водопроявлениями в горных вы­ работках рудника. Для многих месторождений количество водопритока в подземные горные выработки находится в прямой зависимости от харак­ тера поверхности месторождений. В связи с этим рудничный геолог (гид­ рогеолог) должен нанести на геологическую карту месторождения все места возможного скопления атмосферных осадков (канавы, ямы, шурфы, карьеры, озера, болота и др.), расположенные в пределах эксплуатиру­ емого шахтного поля.

Таким образом, для правильного определения гидрогеологических условий месторождения необходимо иметь полные данные о водопроявлениях как в подземных горных выработках, так и на поверхности место­ рождения.

5.Гранулометрический анализ рыхлых пород

иопределение их пористости

Вода в обводненных рыхлых породах заполняет все поры между зер­ нами. Пористость пород, т. е. относительное количество пустот в породе, зависит от размеров и формы слагающих ее частиц (гранул). Поэтому при изучении водоносности пород выясняют гранулометрический состав их, т. е. определяют процентное содержание частиц различного размера. Гранулометрический анализ рыхлых пород дает основание для определе­ ния их фильтрационных (водопроводящих) и физико-технических свойств

344