CC BY
58
УДК 666.3
Яжлев Олег Викторович Oleg Jazhlev
Сидорова Галина Петровна Galina Sidorova
ОСОБЕННОСТИ ОБВОДНЕНИЯ УРТУЙСКОГО БУРОУГОЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
PECULIARITIES OF URTUJSK COAL DEPOSITS WATERING
Дан анализ причин и факторов обводненности Уртуйского буроугольного месторождения. Предлагаются варианты мероприятий по решению данной проблемы
Ключевые слова: гидрогеологические условия, фильтрация, водопроводимость, обводненность, гидрогеологические параметры
In the article the reasons and factors of Urtujsk coal deposits watering are analyzed. The variants of measures for the decision of the given problem are offered
Key words: hydro-geological conditions, a filtration, water conductivity, watering, hydro-geological parameters
Практически все угольные месторождения Забайкалья характеризуются сложными гидрогеологическими условиями. Это создает определенные сложности при их отработке и требует значительных затрат на осушение [1, 2].
Одним из таких месторождений является Уртуйское буроугольное, расположенное в 8 км севернее г. Краснокаменск, в юго-западной части Восточно-Урулюнгу-евской впадины, в устьевой части пади Ур-туй. Отрабатывается с 1986 г. открытым способом.
В обводнении Уртуйского разреза участвуют подземные воды четвертичных и меловых отложений.
Четвертичные отложения распространены на всей площади карьерного поля, имеют мощность 25...60 м. Они обводнены повсеместно, однако неравномерно. Наиболее обводненные участки наблюдаются в пойме р. Уртуй. Это обусловлено значительной водосборной площадью (542 км2), высокими фильтрационными свойствами пород разреза и значительной мощностью
отложений, превышающей в устьевой части 30 м [1, 2].
Расходы родников, выходящих в бортах карьера, достигают 45 м3/ч и более. Они создают сложности на вскрышных горизонтах, связанные с подтоплением и оползанием бортов и транспортных берм. Максимальная обводненность отложений характерна для западного борта разреза, приуроченного к устьевой части долины р. Уртуй. Здесь зарегистрированы и макси -мальные дебиты выходов вод четвертичного горизонта.
Задача осушения бортов на разрезе Уртуйский является весьма актуальной и сложной по своему решению, т.к. при проведении мероприятий по водопонижению в угольном пласте произошел разрыв уровня подземных вод в четвертичных и меловых отложениях. Являясь водоупором для четвертичного водоносного горизонта, меловые алевролиты надугольной толщей препятствуют фильтрации подземных вод из четвертичных отложений в угольный пласт, который обладает хорошими фильтрацион-
ными свойствами (Кф = 17 м/сут).
Проектная система осушения водопо-нижения (линейный ряд водопонизитель-ных скважин по бортам разреза) рассчитана по результатам опытно-фильтрационных работ, полученным при кустовых откачках на стадии детальной разведки. Для четвертичных отложений коэффициент фильтрации равен 6,5 м/сут. На практике оказалось, что наибольшее значение в обводнении карьера имеют именно подземные воды четвертичных отложений. За счет них формируется до 7 5...80 % водоприто-
ка в разрез. При составлении проекта на осушение воды четвертичных отложений практически не учитывались. По аналогии с Харанорским разрезом, предполагалось, что существенных осложнений при отработке разреза подземные воды четвертичных отложений не окажут.
За весь период работы разреза пробурено 48 водопонительных и водоперепускных скважин. Однако проведенные мероприятия не привели к снижению уровня подземных вод в четвертичных отложенениях (см. рисунок).
График понижения УПВ и изменения величины водоотлива из разреза, м3/ч
Как видно из графика, с 1991 г. уровень подземных вод четвертичных отложений не опускается ниже отметок + 605 на северном, западном и южном бортах и + 595 м — на восточном борту.
Задача защиты разреза от обводненности до настоящего времени не решена.
Аналитические и натурные исследования позволили выявить следующее:
1. Породы четвертичного водоносного комплекса представлены пестро — это разнозернистые пески с примесью гравия, суглинки, супеси, прослои и линзы плотных, вязких глин. Мощность отложений до 50... 60 м. В разрезе наряду с хорошо проницаемыми породами, имеющими коэффициенты фильтрации до 174 м/сут (устьевая часть долины р. Уртуй), имеются прослои, линзы заглинизированных и глинистых отложений с коэффициентами фильтрации
0,02 м/сут и менее. К линзам и слоям хорошо проницаемых разностей приурочены выходы подземных вод четвертичного горизонта в бортах карьера.
2. Пробы, отобранные из керна скважин и из полотна Западного борта карьера, позволили определить неоднородность физико-механических и фильтрационных свойств слагающих его пород. Опытные работы проводились как непосредственно в полевых условиях на опытно-фильтрационной установке высокого давления (ФУВД), так и в лабораторных условиях. Фильтрационные свойства пород определялись в день отбора проб [3].
3. Неоднородность комплекса четвертичных отложений по составу характер -на для всей площади месторождения, что предопределяет и неоднородные фильтрационные характеристики по слагаемым их
литологическим слоям. Это показывают и данные опробования керна из скважин, которые бурятся в настоящее время на северном борту разреза.
Результаты исследований показали, что коэффициент фильтрации четвертичных отложений только на одном детально исследованном борту ( западном) разреза изменяется от 0,02 до 174 м/сут. При этом изменение фильтрационных свойств обусловлено, в основном, разным составом заполнителя ( глинистого или песчанистого) . Среднее значение коэффициента фильтрации четвертичных отложений составляет 29,9 м/сут. Наиболее распространенное значение коэффициента фильтрации в серии проведенных опытов находится в диапазоне 28.38 м/сут.
4. Сопоставление коэффициентов фильтрации четвертичных отложений и пород надугольной толщи показывает, что коэффициенты фильтрации четвертичных отложений превышают значения их в породах надугольной толщи более чем в 100 раз. Это и вызывает нагрузку подземных вод четвертичного горизонта по кровле меловых осадочных отложений, т.к. непосредственный переток воды из четвертичных отложений в меловые вблизи борта разреза невозможен. При этом обводнение супесчано-гравийных отложений в борту разреза приводит к нарушению их устойчивости, оплыванию и оползанию [3].
5. На обводненность пород в бортах ка-
рьера существенно влияют и противофиль-трационные технологии, используемые для уменьшения фильтрации из руслоотвода и отстойника (противофильтрационные пленочные экраны) в северо-восточной части разреза. Режим подземных вод здесь является существенно нарушенным и зависит в большей части от искусственных факторов. Естественные факторы формирования режима на данном участке имеют подчиненную роль.
С учетом изложенного рекомендуется:
— для осушения верхних горизонтов, сложенных породами четвертичного возраста, учитывать фильтрационные свойства пород всех представленных литологических разностей, их мощность на каждом борту разреза и, исходя из этого, выбирать способы осушения бортов (водопонизительные или водоперепускные скважины, дренажные канавы);
— для защиты северо-восточного борта разреза от фильтрации из водоводов предусмотреть защитные противофильтраци-онные завесы;
— при размещении внутренних отвалов, примыкающих к бортам разреза, с целью предотвращения их насыщения подземными водами, высачивающимися из бортов разреза, рассмотреть вариант дренажных сооружений в виде горизонтальных скважин, коллектора и дренажных канав.
Литература
1. Гидрогеология СССР / под общ. ред. А.В. Сидоренко. — М.: Недра, 1969. — Т. XXI. Читинская область. — 444 с.
2. Степанов В.М. Гидрогеологические структуры Забайкалья. — М.: Недра 1980. — 177 с.
3. Бабелло В.А., Сидорова Г.П. Особенности фильтрационных свойств четвертичных отложений на Уртуйском буроугольном разрезе // VII Всероссийская научно-практическая конференция «Кулагинские чтения»: мат-лы конф. — СПб. — Чита, 2007. — С.119-122.
Коротко об авторах______________________________________________Briefly about the authors
Яжлев О.В., аспирант, Читинский государствен- O. Jazhlev, the chief engineer of Urtujsk colliery, ный университет (ЧитГУ), главный инженер разре- post-graduate student ChitSU за Уртуйский
Служ. тел.: 8(30245) 3 46 60
Научные интересы: отработка месторождений полезных ископаемых в сложных горно-геологических условиях
Сидорова Г.П., канд. техн. наук, доцент кафедры гидрогеологии и инженерной геологии, Читинский государственный университет (ЧитГУ)
Служ. тел.:8(3022) 26 18 26
Научные интересы: экологические проблемы, связанные с отработкой угольных месторождений
Scientific interests: mineral deposits working off in difficult mounting-geological condi-tions
G. Sidorova, Candidate of Engineering Science, assistant professor of hydrogeology and engineering geology department of ChitSU
Scientific interests: environmental problems connected with coal deposits working off
