CC BY
149
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ТРЕХМЕРНОЙ ЭЛЕКТРОТОМОГРАФИИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ОТВАЛОВ ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ КОМБИНАТОВ
Святослав Юрьевич Халатов
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Россия, г. Новосибирск, проспект Академика Коптюга, 3, бакалавр геологии, лаборант, тел. (383)363-91-94, e-mail: khalatovsy@ipgg.sbras.ru
Татьяна Владимировна Корнеева
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Россия, г. Новосибирск, проспект Академика Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, научный сотрудник, тел. (383)363-91-94, e-mail: korneevatv@ipgg.sbras.ru
Евгений Вячеславович Балков
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Россия, г. Новосибирск, проспект Академика Коптюга, 3, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, тел. (383)363-91-94, e-mail: balkovev@ipgg.sbras.ru
В данной работе показаны результаты трехмерной электротомографии, полученные многоэлектродной электроразведочной станцией (Скала48) при исследовании насыпных отвалов, которые были сформированы в результате деятельности горно-обогатительных комбинатов.
Ключевые слова: хвостохранилище, электротомография, отвал, электроразведка.
THE USE OF THREE-DIMENSIONAL METHOD IN STUDY OF MINING COMBINE DUMPS
Svyatoslav Y. Khalatov
Trofimuk institute of petroleum geology and geophysics of the siberian branch of the russian academy of science, 630090, Russia, Novosibirsk, prospect Academica Koptyga, 3, BS in geology, laboratory assistant, tel. (383)363-91-94, e-mail: khalatovsy@ipgg.sbras.ru
Evgeniy V. Balkov
Trofimuk institute of petroleum geology and geophysics of the siberian branch of the russian academy of science, 630090, Russia, Novosibirsk, prospect Academica Koptyga, 3, PhD of technical science, senior researcher, tel. (383)363-91-94, e-mail: balkovev@ipgg.sbras.ru
Tatyana V. Korneeva
Trofimuk institute of petroleum geology and geophysics of the siberian branch of the russian academy of science, 630090, Russia, Novosibirsk, prospect Academica Koptyga, 3, PhD of geology-mineralogical science, researcher, tel. (383)363-91-94, e-mail: korneevatv@ipgg.sbras.ru
The results of three dimensional electrotomography are presented. These results were got by geoelectrics station (Skala48) in study of piled dumps, which were formed by mining combines work.
Key words: tailing dump, electrotomography, dump, geoelectrics.
В данной работе показаны результаты трехмерной электротомографии, полученные многоэлектродной электроразведочной станцией (Скала48) при исследовании насыпных отвалов, которые были сформированы в результате деятельности горно-обогатительных комбинатов. Вытекающие из-под отвалов дренажи представляют собой ручьи кислых токсичных растворов. Задача состояла в определении внутреннего строения отвалов и участков локализации межпоровых вод, дающих начало дренажным потокам.
Объектом исследования является хвостохранилище, которое представляет из себя скопление твердых отходов, занимающих значительную часть городской территории Карбаша. Сосредоточено до 27.7 млн. тонн дисперсного минерального вещества, главным образом, шлаков медеплавильного производства.
При работе использовалась многоэлектродная электроразведочная станция Cкала48, предназначенная для выполнения электроразведочных работ методом сопротивлений и вызванной поляризации с применением методик электрического профилирования, вертикального электрического зондирования и электрической томографии (рис. 1). Станция Скала48 объединила в себе генератор, коммутатор и измеритель в одном компактном корпусе с размером 42 x 34 x 23 см. Данная аппаратура позволяет автоматически проверять заземление каждого из сорока восьми электродов, оценивать стабильность каждого измерения и контролировать качество получаемых данных в режиме онлайн [Балков Е. В. и др., 2012].
Рис. 1. Многоэлектродная электроразведочная станция Скала 48
Было отснято две горизонтальных площадки. Первая с размерами 235 м * 100 м находилась на старом хвостохранилище, где сосредоточено скопление пиритсодержащих хвостов горнообогатительного производства, общей площадью около 2,5 км2. Было разложено 11 параллельных профилей, использовалась установка Шлюмберже, шаг между электродами 5 м, шаг
между профилями 10 м, длина одного профиля составляла 235 м. Полученные данные были обработаны с помощью программного обеспечения «ЯевЗОШУ» и визуализированы «Уох1ег». Была построена 3Б модель данного участка хвостохранилища с размерами 235 м * 100 м * 38м (рис. 2). Правая половина площадки (от 100 м до 235 м) представляет из себя заболоченную местность с выходом горных пород в середине площадки (от 80 м до 100 м). Очень хорошо прослеживается как изоповерхность, представляющая сопротивление 30 Ом*м (синего цвета) в правой части достигает глубины 20 м. Что может говорить о том, что токсичные растворы, ПДК которых превышает допустимые значения в 2-3 порядка, достигают грунтовых вод. В подтверждение этому были взяты пробы воды из скважины до глубины 15 метров. Анализ показал, что концентрация тяжелых металлов увеличивается с глубиной. Согласно полученным анализам, концентрации токсичных металлов превышают значения ПДК для водных объектов в десятки и сотни раз. Химические формы нахождения тяжелых металлов в грунтовых водах на хвостохранилище вблизи г. Карабаш, находятся преимущественно в сульфатной и акваионной формах, что свидетельствует о возможности их последующей активной миграции.
Рис. 2. 3Д модель площадки на старом хвостохранилище
Вторая площадка располагалась в нескольких километрах от первой с размерами 235 м * 160 м на относительно новом хвостохранилище. Данный отвал находится на склоне небольшой горы с горизонтальной верхней поверхностью. Его высота около 20 м, у его подножья протекает река Сак-Елга, которая в свою очередь впадает в Аргазинское водохранилище. Было сделано девять параллельных профилей и один поперечный. Шаг между электродами 5 м, шаг между профилями 20 м, длина одного профиля 235 м. Полученные данные были обработаны с помощью программного обеспечения «ЯевЗОШУ» и визуализированы «Уох1ег». Была получена 3Б
модель 235 м * 160 м * 87 м (рис. 3). Можно видеть форму склона и модель фильтрации. Дождевая вода фильтруется через отвал и попадает прямо в реку. Тёмно-синие изолинии представляют зоны пониженного сопротивления, поровое пространство которых заполнены высокоминерализованными растворами.
Рис. 3. 3Д модель площадки на новом хвостохранилище
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 12-05-33019 мол_а_вед), Президиума СО РАН (Интеграционный проект 2012-2014 гг. № 118) и Гранта президента Российской Федерации (грант МК-7132.2013.5).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Балков Е.В., Панин Г.Л., Манштейн Ю.А., Манштейн А. К., Белобородов В.А. Электротомография: аппаратура, методика и опыт применения // Геофизика, 2012, №6, с. 54-63.
2. Корнеева Т.В., Юркевич Н.В. Геохимия поведения тяжелых металлов в дренажных водах и донных осадках: формы нахождения элементов, процессы их миграции и концентрации в условиях техногенеза (г. Карабаш, Челябинская область) //Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: материалы Всероссийской конференции с участием иностранных ученых. - Томск: Изд-во НТЛ, 2012. ^237-240.
© С. Ю. Халатов, Т. В. Корнеева, Е. В. Балков, 2014
