Гидрогеологическая характеристика Нелидово-Селижаровского угленосного района
В районе распространены почти все водоносные горизонты, характерные для западного крыла бассейна, начиная от вод озерско-хованских доломитов до вод веневских и тарусских известняков. В большинстве случаев воды напорные. Воды со свободной поверхностью наблюдаются только в верхних горизонтах четвертичных отложений и иногда в веневских и тарусских известняках. Все водоносные горизонты в различной степени связаны между собой. Особенностью гидрогеологических условий Селижаровского района является тесная взаимосвязь подземных вод с поверхностными. Наиболее полно водоносные горизонты изучены на Нелидовском месторождении (табл. 54).
Воды доломитов D3 распространены повсеместно. На Нелидовском месторождении в верхней выветрелой зоне доломиты нередко разрушены до состояния «доломитовой муки», крайне неустойчивы и обладают небольшой водоотдачей. Наиболее водообильна расположенная ниже зона трещиноватых доломитов, особенно на участках, прилегающих к склонам дочетвертичных погребенных долин. С увеличением глубины залегания трещиноватость доломитов и их водообильность уменьшаются. Полная мощность водоносного горизонта в доломитах D3 достигает 40—48 м. На шахтах 1, 1-бис и 7 при откачках из доломитов D3 с суммарным дебитом до 955—1165 м3/час, снижением уровня на 36—43 м радиус влияния равнялся в среднем 15 км. При этом коэффициент фильтрации был определен 20—25 м/сутки, а для участка шахты 7—19,7 м/сутки.
При откачке на шахте 2 Селищенского месторождения, суммарный дебит которой до 1519—1713 м3/час, с понижением уровня на 37,6 м отмечались снижения уровней до 10,8 м на расстоянии 1,2 км и до 1,3 м на расстоянии 7,5 км, т. е. величина радиуса влияния достигала 8—12 км. Полученный при этом коэффициент фильтрации составляет от 11,3 до 81,6 — в среднем 54 м/сутки. Наибольшая абс. отметка уровня вод D3—215,4 м — наблюдается к северо-востоку от угольных месторождений в дер. Могилевке.
В отложениях лихвинского надгоризонта подземные воды заключены в маломощных линзах глинистых доломитов и песков. Последние иногда соприкасаются с доломитами D3.
В угленосной толще, в песках, имеются три водоносных горизонта: один в почве (подугольный горизонт) и два в кровле основного пласта угля (нижний и верхний надугольные горизонты). В составе песков преобладают фракции 0,25—0,05 мм (от 49 до 99%). Вне контуров месторождений и иногда внутри их подугольные и надугольные пески образуют единый водоносный горизонт. Мощность разобщенных водоносных горизонтов составляет 3—10 м, а при их слиянии увеличивается до 20—45 м.
На Нелидовском месторождении наиболее развит нижний надуголь-ный водоносный горизонт, иногда залегающий непосредственно на пласте угля. Верхний надугольный горизонт представлен отдельными линзами. На Андреапольском и Вельенском месторождениях мощность этих водоносных горизонтов часто увеличена; воды подугольных песков нередко взаимосвязаны с водами доломитов D3, так как пески угленосной толщи залегают непосредственно на доломитах. На Селищенском, Коптевском и Булатовском месторождениях связь водоносных горизонтов между собой затруднена. Местами надугольные пески соприкасаются с озероко-хованскими доломитами, но обычно их воды разделены глинами мощностью от 3 до 20 м. При проходке Селищенской шахты общий дебит забивных фильтров равнялся 120 м3/час при понижении уровня на 55 м. На Нелидовском месторождении радиус влияния водопонизительных установок и забивных фильтров доходил до 1270 м, иногда превышая 2700 м при коэффициенте фильтрации 0,8—8,8 м/сутки.
Воды известняков алексинского, михайловского и веневского горизонтов в районах угольных месторождений сообщаются между собой и с нижележащими водоносными горизонтами через пески, выполняющие погребенные дочетвертичные долины. Вдоль таких долин наблюдается повышенная водообильность известняков. Водообильность отдельных слоев известняка крайне неравномерна и зависит от степени и характера их трещиноватости и закарстованности. На большей части Нелидовского месторождения и особенно на полях действующих шахт площади распространения вод в известняках окского надгоризонта ограничены погребенными долинами. В восточной части Нелидовского и на Березовском месторождениях водоносные горизонты в этих известняках могут пополнять свои запасы с востока и северо-востока. На шахтах 3, 4 и 5 при понижении уровня подземных вод в известняках на 9—20 м суммарный дебит снизился с 2500 м3/час до 1260 м3/час; при этом коэффициент фильтрации был равен 108 м/сутки. Радиус влияния превысил: 6 км.
На Селищенском месторождении при высоком уровне воды в оз. Волго и р. Волге уровень подземных вод в веневских известняках поднимается на 3—4 м. При проходке шахты из этих известняков наблюдались большие притоки воды.
Водоносные горизонты четвертичных отложений оказывают существенное влияние на обводненность месторождений в том случае, когда эти отложения налегают непосредственно на угленосную толщу, как, например, на Зуевском, Вельенском, Нелидовском и Березовском месторождениях.
На всех без исключения месторождениях глубокие дочетвертичные долины в коренных породах, заполненные песками или галечниками, дренируют или обводняют водоносные горизонты девона и карбона, обусловливая возможность их взаимосвязи и, наоборот, если они заполнены водонепроницаемыми валунными глинами, создают барьеры на пути движения подземных вод. Мощность песчано-галечных отложений в погребенных долинах достигает 40—100 м.
На Селищенском и Коптевском месторождениях пески, залегающие в таких долинах, частично слагают дно озер (Волго, Сиг и др.), чем и объясняется существующая здесь тесная связь подземных и поверхностных вод.
В центральной и южной частях района областью питания водоносных горизонтов служит водораздельное пространство бассейнов pp. Западной Двины и Волги, а в северной, кроме того, — возвышенности, расположенные по левому берегу Волги. На названных территориях четвертичный покров имеет небольшую мощность и часто представлен песками, залегающими на трещиноватых закарстованных известняках. Нередко здесь наблюдается поверхностный карст в виде многочисленных воронок и сухих долин (верховья pp. Белейки и Паникля, выше дер. Каменки). Пополнению запасов подземных вод способствуют слабые уклоны земной поверхности и обилие атмосферных осадков (500—700 мм в год). Абсолютные отметки уровней подземных вод понижаются от 250—280 м на водоразделах до 185—205 м в долинах притоков pp. Западной Двины, Днепра и Волги, где наблюдаются источники, нередко восходящие, с дебитом от 0,02 до 92 л/сек. Местные отклонения направлений потоков подземных вод вызываются притоками главных рек и погребенными дочетвертичными долинами.
Воды всех горизонтов гидрокарбонатно-кальциевые, сухой остаток 114—500 мг/л и жесткость 2,9—7,1 мг*экв. В водах четвертичных песков иногда отмечается жесткость до 11,1—11,8 мг*экв. На юге района в водах угленосной толщи отмечается увеличение содержания сульфатов и Mg. В центральной части в грунтовых водах иногда содержится до 8—30 мг/л железа; в дождливые периоды его количество резко снижается. Для водоснабжения пригодны воды карбона и девона, но в бактериологическом отношении последние более надежны.