Введение к работе
Актуальность работы, и связи с интенсивным развитием горнодобывающей промышленности возникла необходимость вовлечения в промышленное использование весьма сложных в гидрогеологическом отношении железорудных месторождений, на которых полезные ископаемые залегают на больших глубинах, часто в зонах тектонических нарушений, и сильно обводнены. Эксплуатация месторождений происходит, при постоянном углублении горных работ. Лобычу руды на этих месторождениях нельзя эффективно осуществлять без крупных мероприятий по водопонижению и осушению, направленных в первую очередь на создание безопасных и благоприятных.условий производства горных работ. Проводимые осушительные мероприятия влекут за собой откачку на поверхность земли миллионов кубометров воды, что приводит к существенному изменению природных условий районов горных разработок. Происходит нарушение режима и качества подземных вод, заметное истощение их запасов, что вызывает отрицательное воздействие на окружающую среду и затрудняет использование откачиваемых вод для водоснабжения.
Прогнозирование водопритоков в горные выработки и изменения гидрогеологических условий в районах эксплуатации таких месторождений является сложной задачей, требует учета многих природных и горнотехнических факторов и разработки методических приемов ее решения. Актуальность исследований в этом направлении значительно возрастает в "связи с необходимостью использования гидрогеологических прогнозов для геолого-экологической оценки последствий осушения и разработки месторождений.
Широкие возможности исследований по рассматриваемому направлению открываются на основе анализа опыта осушения.характерных месторождений НМА и 10жно-Белозёрского месторождения^ а также практики водозащиты горных работ и охраны водной среды'от негативного влияния техногенёза, формирующегося в этих горнорудных районах.
Цель работы заключается в разработке методики и выполнении-гидрогеологических прогнозов на железорудных месторождениях в
условиях-водонапорных систем артезианских бассейнов для обоснования осушительных систем и рационального использования поземных дренажных вод на примере ііковлевского месторождения КМА.. Оснсвные задачи проведенных исследований включают:
анализ и обобщение опыта осушения железорудных месторождений со сложными гидрогеологическими и горнотехническими условиями разработки;
установление значимости фильтрационных свойств пород слоистого водоносного комплекса для формирования водопритоков к подземным горным выработкам;
разработку методики реализации на численной гидродинамической модели подземных дренажных устройств в условиях их интенсивного взаимодействия на участках ведения горных работ;
разработку численной гидродинамической модели и выполнение прогнозных гидрогеологических расчетов по обоснованию схемы осушения, использованию дренажных вод и управлению режимом уровней подземных вод в-целях предотвращения уплотнения песчано-гли-нистых пород и деформации шахтных стволов;
исследование субвертикального подтягивания глубинных минерализованных подземных вод в условиях эксплуатации месторождения и его роли в формировании геолого-экологической обстановки.
Научная новизна работы состоит в следующем:
- путем экспериментальных исследований проведена количест
венная оценка роли фильтрационных свойств'водоносного комплекса
в формировании водопритоков к подземным горным выработкам, вскрывающим слоистые водоносные толщи;
разработана методика реализации-на численной модели фильтрации подземных вод дренажных кустов из наклонно-восстающих скважин в условиях их интенсивного взаимодействия на участках ведения водопонизительных работ;
выявлены источники формирования водопритоков подземных вед к горным выработкам в слоистом водоносном комплексе применительно к условиям освоения и эксплуатации Нковлевского месторождения;
обоснована оптимизация работы дренажной системы с использованием метода математического моделирования;
- О -
выполнен прогноз изменения уровенного режима подземных вод и водопритоков к дренажной системе на период отработки первоочередного участка и решена, задача управления гидродинамическим режимом подземных вод путем закачки дренажных вод для поддержания гидростатических напоров вокруг шахтных стволов и предупреждения их деформации;
установлена закономерность изменения минерализации и химического состава подземных вод по площади и глубине в процессе освоения и эксплуатации Яковлевского месторождения и подтягивания глубинных рассолов, выполнены прогнозные расчеты изменения состава дренажных вод на период отработки первоочередного участка.
практическое значение работы. Выполненные научно-методические разработки позволяют решать следующие"Практические задачи освоения месторождений в рассматриваемых геолого-гидрфгеологиче-ских условиях:
определять методом численного моделирования фильтрацкбн-ные характеристики слабопроницаемых разделяющих слоев, учет которых повышает полноту и достоверность гидрогеологических прогнозов;
прогнозировать режим уровней и водопритоков к горным выработкам и дренажным устройствам, что позволяет целенаправленно и обоснованно в технико-экономическом отношении проектировать к совершенствовать систему осушения железорудных месторождений;
выполнять прогнозы изменения химического состава и минерализации дренажных вод в процессе осушения месторождений и обосновывать их использование.
Реализация работы. Результаты проведенных исследований использованы Яковлевским рудоуправлением в практической деятельности по проведению водопонизительных работ, проектно-изыска-тельским институтом ШЮІВД и институтом "Центрогипроруда" при составлении проектов осушения первоочередного участка добычных работ на Яковлевском месторождении. Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов работы на первом этапе составил 375 тыс.руб. (в ценах ±990 г.).
Апробация работы. Но теме диссертации опубликовано б работ.
- b -
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка использованной литературы из J.21 наименования. Объем работы - J-Зі с. машинописного текста, 54 иллюстрации, cJ таблиц.