Гидрогеологические и горнотехнические условия Алексинского угленосного района

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Гидрогеологические и горнотехнические условия Алексинского угленосного района

22.04.2020

В районе имеют развитие девять водоносных горизонтов: четвертичный, мезозойский, серпуховский, окский, тульский, бобриковский, упинский, малевский и верхнедевонский. Воды окского, тульского и упинского горизонтов являются основными источниками обводнения угольных залежей; окский и упинский, кроме того, источники водоснабжения. Краткая характеристика водоносных горизонтов приводится в табл. 89.

Естественный режим подземных вод Алексинского угленосного района слабо нарушен. Основным источником питания служат атмосферные осадки. Условия питания благоприятные: среднегодовое количество атмосферных осадков 550 мм. Величина напора в горизонтах и абс. отметки статических уровней возрастают в направлении с юга на север и к водоразделам, что связано с погружением коренных отложений с юга на север и дренирующим влиянием гидрографической сети. Водообильность основных горизонтов в долинах рек и в карстовых зонах обычно выше, чем на водоразделах. Водообильность тульских и упинских известняков заметно понижается в направлении с юга на север.

Подземные воды всех горизонтов в различной степени гидравлически связаны между собой, причем верхние водоносные горизонты более активно, чем нижние. Это объясняется преобладанием в геологическом разрезе водопроницаемых пород без выдержанных водоупоров, карстовыми явлениями и наличием глубокого древнечетвертичного размыва, захватывающего все отложения до упинских включительно. Взаимосвязь подземных вод всех горизонтов нижнего карбона (кроме малевского) подтверждается также близостью абс. отметок статических уровней и качеством воды. Взаимосвязь малевского и девонского горизонтов с вышележащими и поверхностными водами затруднена вследствие перекрытия водоупорными слоями малевских глин, что допускает водообмен здесь лишь в зонах Глубокого карста и нарушений.
Гидрогеологические и горнотехнические условия Алексинского угленосного района

Карст наибольшее развитие имеет, видимо, в окско-серпуховских известняках. Об этом свидетельствует большая мощность их, низкий выход керна, залегание выше местного базиса эрозии, водообильность и наличие множества крупных трещин. Трещиноватость известняков имеет два направления: северо-западное и северо-восточное. Карст в известняках тульского горизонта развит незначительно вследствие небольшой мощности известняков и залегания их в глинах. О закарстованности упинских известняков свидетельствует резкое колебание удельных дебитов, коэффициента фильтрации и локальные резкие понижения кровли известнякового фундамента. Интенсивность карстопроявления в упинских известняках, по-видимому, невысокая, особенно в северной части района, вследствие увеличения глубины залегания их здесь и приуроченности к зоне закрытой глубинной циркуляции подземных вод.

Качество всех подземных вод (кроме девонских) однородно: они характеризуются невысокой минерализацией и жесткостью; плотный остаток не превышает 500 мг/л, преобладает 200—300 мг/л; общая, жесткость 2,1—7,1 мг*экв, карбонатная — 1,8—6,8 мг*экв. Постепенное нарастание минерализации и общей жесткости отмечается с глубиной от четвертичных к упинским. По типу воды гидрокарбонатно-кальциевые. Исключение составляют воды девона, которые относятся к типу сульфатно-кальциевых (гипсовых) и могут представлять интерес в бальнеологическом отношении.

Водоснабжение мелких населенных пунктов базируется на использовании вод всех верхних горизонтов. При водоснабжении крупных объектов в северной и западной частях района используется окский, а на юго-востоке — упинский водоносные горизонты.

Обводненность месторождений закономерно возрастает в направлении с юга на север. Простые и средней сложности гидрогеологические условия характерны для Северо-Тульского, Обидимского, Непрейковского месторождений. Река Упа интенсивно дренирует здесь все водоносные горизонты до упинского включительно, а разрез отличается неповсеместным развитием известняков окского надгоризонта и отсутствием или наличием одного, реже двух-трех пластов известняков тульского горизонта. Преобладающее гидростатическое давление вод окского горизонта около 10 м, а надугольного и упинского горизонтов — 10—20 м. При повышенном залегании угольные пласты находятся вне сферы влияния подугольных вод. Ориентировочный приток в шахты может составить 300—600 м3/час.

Остальные месторождения относятся ко второй зоне по карте гидрогеологического районирования со сложными гидрогеологическими условиями. Здесь повсеместно распространен окский водоносный горизонт (преобладают гидростатические давления 10—20 м) и до пяти пластов известняков тульского горизонта, содержащих напорные воды. Гидростатическое давление на кровлю и почву основных угольных пластов вод надугольных песков и упинских известняков составляет до 30—40 м и более. Ожидаемый ориентировочный приток в шахты 1000—1500 м3/час с возможным увеличением его в закарстованных зонах. Строительство шахт в Алексинском районе возможно только при условии предварительного осушения окского и тульского горизонтов и снижения напоров упинского горизонта.

Породы, вмещающие угольные пласты, с инженерно-геологической точки зрения неоднородны. Почвой и кровлей углей обычно служат пески и глины. Преобладают глины мощностью 1—3 м при колебании от нескольких сантиметров до 10—15 м. Гранулометрический состав глин характеризуется наличием песчаных фракций до 55%; пылеватых — до 63% и глинистых — до 72%. Консистенция глин твердая и пластичная, в основном пластичная. Число пластичности 10—23, преобладает 15—20. Степень размокаемости и набухания глин неоднородная. В естественных условиях такие глины служат неплохим водоупором, но, как показывает опыт действующих шахт, при избыточном увлажнении они меняют консистенцию и иногда превращаются в легко, подвижные массы, деформирующие крепление горных выработок.

Пески почвы и кровли достигают 20 м мощности, чаще 3—7 м. По механическому составу пески неоднородны. Преобладают частицы диаметром 0,25—0,05 мм (до 95%); коэффициент фильтрации песков в большинстве случаев менее 1 м/сутки при колебании от 0,01 до 8,44 м/сутки. Угол естественного откоса песков в сухом состоянии 44—30°, преобладает 35°, под водой 31—24°.

Добыча угля в Алексинском угленосном районе по сравнению с южными будет связана с большими трудностями в связи с более значительными глубинами залегания пластов (90—110 м) я сложными гидрогеологическими условиями. Стволы из-за сильной обводненности должны проходиться специальными способами — с замораживанием пород или кессоном. При выборе системы разработки следует учитывать, необходимость выемки двух пластов. Эксплуатация месторождений междолинных пространств (Деевское, Рюриковское) в общем будет связана с меньшими трудностями по сравнению с месторождениями долин (Варфоломеево-Никулинское, Обидимское), так как в первом случае пласты характеризуются выдержанностью, повышенной мощностью и располагаются преимущественно в мощных глинах, тогда как во втором — пласты отличаются пониженной мощностью, меньшей выдержанностью и залеганием в маломощных глинах или песках.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: