Содержание к диссертации
Введение 4
Современное состояние проблемы 8
Особенности загрязнения подземных вод районов горнодобывающих
предприятий и современные методы их защиты 8
Обзор изученности Ангарской железорудной провинции 16
Принципы структурно-гидрогеологического районирования 19
Природные условия формирования подземных вод 22
Физико-географические условия 23
Рельеф 23
Гидрография 26
Климат 30
Почвы и растительность 34
Геолого-структурные условия 35
Очерк истории геологического развития региона 35
Геологическое строение 40
Тектоника и магматизм 46
Гидрогеологические структуры Ангарской железорудной провинции и
закономерности формирования солевого состава подземных вод 54
Гидрогеологические структуры 54
Закономерности формирования солевого состава подземных вод 60
Геолого-структурные особенности и обводненность крупнейших
месторождений провинции 74
Коршуновское месторождение 76
Рудногорское месторождение 95
Краснояровское месторождение 107
Нерюндинское и Капаевское месторождения 115
J Загрязнение и истощение подземных вод при разработке
железорудных месторождений провинции 127
Технологические схемы разработки месторождений 127
Загрязнение и истощение подземных вод 132
Охрана подземных вод при разработке месторождений провинции 151
Оценка условий природной защищенности подземных вод районов
крупнейших железорудных месторождений провинции 152
Принципы организации и содержания мониторинга загрязнения
подземных вод 174
Мероприятия по охране и рациональному использованию
окружающей природной среды_ 184-
Охрана поверхностных вод 184
Охрана недр 199
Охрана воздушной среды 211
Заключение 212
Список литературы 213
Введение к работе
Актуальность проблемы. Месторождения Ангарской железорудной провинции являются железо-сырьевой базой Восточной Сибири. В настоящее время ведется разработка Коршуновского, Рудногорского и Татьянинского месторождений. Добыча руды производится открытым способом с глубиной карьеров до 300 м и более. Проведена детальная разведка Капаевского, Краснояровского, Нерюндинского и Поливского месторождений. Карьерная разработка месторождений вызывает весьма значительные нарушения естественной, в частности геологической среды. Особенно это касается гидрогеологической обстановки районов эксплуатируемых месторождений, где сильно изменяется гидродинамический режим и резко ухудшается качество поверхностных и подземных вод. Опыт эксплуатации показывает, что изменение гидрогеологических условий определяется, прежде всего, начальной структурно-гидрогеологической обстановкой, способом разработки и масштабом горных работ.
Отсутствие перспективы перехода в ближайшие десятилетия на безотходную технологию разработки месторождений и обогащения руд, а также неизбежность глубокого водопонижения обусловливают необходимость наиболее оптимальных и экономически выгодных способов защиты природных вод от истощения и загрязнения.
В связи с этим изучение особенностей гидрогеологических условий железорудных месторождений Ангарской провинции, уточнение закономерностей ф изменения гидродинамической обстановки, истощения и загрязнения подземных вод в процессе горных работ, а также совершенствование методик прогноза и предотвращение негативных явлений на основе мониторинга представляется современным актуальным направлением исследований.
Цель работы. На основе структурно-гидрогеологических закономерностей строения месторождений Ангарской железорудной провинции предложить решение проблемы защиты природных вод от истощения и загрязнения в процессе горнодобывающих работ.
5 Основные задачи исследований.
Анализ структурно-гидрогеологических условий наиболее крупных месторождений железа Ангарской провинции.
Изучение особенностей формирования ионно-солевого состава подземных вод железорудных месторождений.
Анализ изменения гидродинамических условий, истощения и загрязнения природных вод при эксплуатации месторождений.
Оценка условий природной защищенности подземных вод месторождений.
Разработка рекомендаций по организации мониторинга природных вод и природоохранных мероприятий при освоении месторождений Ангарской железорудной провинции.
Научная новизна. В результате проведенных исследований значительно уточнена роль геолого-структурных факторов в формировании коллекторских свойств горных пород, изменении гидрогеологических условий, проявляющемся в истощении и загрязнении подземных вод в районах горнодобывающих предприятий Ангарской железорудной провинции.
Выявлены закономерности взаимодействия подземных вод района месторождений с другими элементами экосистем.
Изучены процессы техногенного воздействия горных работ на подземные воды, их загрязнение, истощение, а также изменение фильтрационных свойств горных пород.
Дана оценка природной защищенности подземных вод районов крупнейших ^железорудных месторождений с целью максимальной их защиты от загрязнения и истощения. Приведены рекомендации по размещению объектов горных предприятий при освоении месторождений.
Разработаны рекомендации по организации мониторинга подземных вод и мероприятий по охране природной среды районов рассматриваемых месторождений.
Приведена характеристика состава и произведен расчет объемов предельно-допустимых сбросов загрязненных вод в р. Коршуниху, а также дана количественная оценка токсичности отходов производства.
Практическая значимость работы.
На основе детального изучения гидрогеологических условий железорудных месторождений провинции выявлены закономерности техногенного изменения качества подземных и поверхностных вод в процессе горнодобывающих работ, влияние на природные воды карьерных отвалов и хвостохранилищ обогатительных фабрик.
Установлено влияние бытовых и промышленных стоков, отходов обогащения, а также атмосферного загрязнения на качество поверхностных и подземных вод.
Дана оценка природной защищенности подземных вод от загрязнения и составлены соответствующие карты основных железорудных месторождений.
Разработаны и рекомендованы к внедрению в практику мероприятия по улучшению качества поверхностных и подземных вод в районах рассматриваемых месторождений.
Апробация работы. Основные положения предлагаемой диссертации были рассмотрены в докладах: на Всероссийских совещаниях в г. Томске (1993 г.), Екатеринбурге (1996 г.); международных симпозиумах, посвященных мониторингу природной среды (г. Москва, 1995 г.) и проблемам геологии и металлогении центральной Азии (г. Иркутск, 1995 г.); на годичной сессии Научного Совета РАН по проблемам геологии, инженерной геологии и гидрогеологии (г. Москва, 2004 г); на научно-практических конференциях (г. Иркутск, 1996-1998, 2004 гг.).
Всего по теме диссертации опубликовано 10 работ в общероссийских, региональных и областных изданиях. Защищаемые положения.
Источники, масштабы, качественный состав загрязнения и истощение запасов подземных вод в процессе отработки железорудных месторождений провинции определяются их структурно-гидрогеологическими особенностями.
Оценка защищенности подземных вод районов железорудных месторождений провинции является основой оптимизации комплекса мероприятий по их защите.
Концептуальная схема мониторинга и комплекс природоохранных мероприятий являются основным принципом эксплуатации месторождений железорудной провинции.
Степень загрязнения поверхностных и подземных вод района Коршуновского месторождения определяется объемами производственных стоков ГОКа и концентрацией в них загрязняющих веществ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Содержит 140 страниц машинописного текста, 26 таблиц, 36 рисунков и 6 фотографий. Список литературы включает 114 наименований.
Работа выполнена на кафедре гидрогеологии и инженерной геологии Иркутского государственного технического университета. В основу диссертации положены материалы исследований автора гидрогеологических и геоэкологических условий пяти железорудных месторождений Ангарской провинции.
Автор выражает глубочайшую признательность своему учителю и первому научному руководителю доктору геолого-минералогических наук профессору В.М. Степанову, научные разработки которого положены в основу диссертационной работы. Она выражает также большую благодарность сотрудникам кафедры доцентам Ю.Н. Диденкову, Л.И. Аузиной и М.А. Тугариной за практическую помощь и внимание при работе над диссертацией. Особую благодарность она приносит доценту И.И. Верхозину за активную помощь и поддержку на всех стадиях подготовки диссертационной работы.
