Гидрогеологический очерк Норильского угленосного района

Гидрогеологические условия угольных месторождений района являются наименее изученными. Объясняется это как слабой изученностью района вообще, так и тем, что существующие горные выработки проходятся в толще пород, скованных многолетней мерзлотой, в которых отсутствуют сколько-нибудь значительные притоки подземных вод.

Более или менее полные сведения по гидрогеологии и многолетней мерзлоте имеются по Кайерканскому месторождению. Эти сведения, обработанные Д.Ф. Браженко, приводятся в сжатом виде ниже.

Разведочные работы позволили выяснить, что нижняя граница зоны распространения многолетней мерзлоты на плато достигает глубины 300 м. На склонах эти глубины уменьшаются и в долине, вдали от водотоков, проходят всего в 20—30 м от дневной поверхности. На Кайерканском месторождении, в частности, глубина распространения многолетней мерзлоты достигает 230—250 м.

Температура пород, находящихся в зоне многолетней мерзлоты, по замерам в скважинах и штольнях Кайерканского месторождения колеблется от минус 5,2° на глубине 35 м до минус 0,3° на глубине 195 м от поверхности; далее вглубь идет повышение температуры.

В пределах этого же месторождения Д.Ф. Браженко различает воды четвертичных отложений и коренных пород. В свою очередь воды четвертичных отложений им подразделяются на воды современных аллювиальных отложений, воды древних отложений основной водной артерии месторождения — р. Амбарной, воды озерно-ледниковых и ледниковых отложений. Воды коренных пород представлены трещинно-пластовыми водами угленосной толщи и трещинно-жильными водами эффузивных образований,

Воды, заключенные в современных аллювиальных отложениях, обнаруживаются в пойме и устьевой части рек; дебит их не превышает 0,01 л/сек. Они приурочены к деятельному слою и являются надмерзлотными. В зимний период в случае местного непромерзания эти воды функционируют, образуя при выходе наледи.

Под толщей многолетней мерзлоты скважинами на Кайерканском месторождении вскрыты два горизонта вод, залегающих в отложениях древней долины р. Амбарной. Первый залегает на глубине 40—85 м, местами непосредственно под зоной многолетней мерзлоты и представлен песчанистыми глинами с включениями редких валунов или валунно-галечниковыми отложениями. Воды этого горизонта обладают напорами до 35 м. Второй водоносный горизонт приурочен к контакту рыхлых отложений и коренных пород угленосной серии. К особенностям этого водоносного горизонта относятся: высокая напорность, обусловленная, как отмечает Д.Ф. Браженко, значительным гидростатическим давлением, имеющимся в трещинно-пластовых водах угленосной серии, а также зараженность их сероводородом. При вскрытии этого горизонта вместе с водой обильно выделяется газ. Воды обоих горизонтов имеют почти одинаковый химический состав: основными анионами являются гидрокарбонаты, количество которых достигает 79,32 мг*экв %.

Воды озерно-ледниковых и ледниковых отложений пользуются повсеместным распространением. Воды этого типа надмерзлотные. В озерноледниковых и ледниковых отложениях нередко встречаются мощные линзы подземного льда. Средний дебит источников, связанных с описываемыми водами, 0,97 л/сек.

Трещинно-жильные воды эффузивных пород обнаружены по интенсивной потере промывочной жидкости при проходке разведочных скважин. Напор их при статическом уровне на глубине 34 м по скв, У-171 составил 83 м. Амплитуда колебания уровня воды в этой скважине в течение года изменяется, при этом максимального положения уровень достигает в период интенсивного снеготаяния или обильного выпадения дождей. Воды этого типа отличаются низкой минерализацией (менее 300 мг/л), повышенным содержанием гидрокарбонатов кальция и натрия, что свидетельствует о тесной связи их с атмосферными осадками.

Трещинно-пластовые воды, приуроченные к породам угленосной серии, как установлено специальными гидрогеологическими исследованиями, являются надмерзлотными. Нижняя поверхность зоны многолетней мерзлоты расположена непосредственно над горизонтом вскрытия этих вод. Воды высоконапорные (до 20 атм), что обусловливается экранирующим влиянием нижней поверхности зоны многолетней мерзлоты; отличаются высоким содержанием Na и примерно равными количествами Cl и HCO3. Повышенное содержание Na и Cl, очевидно, связано с подсолкой буровых растворов в процессе бурения. Этим же объясняется и высокая минерализация вод, достигающая 11,52 г/л. Дебит трещинно-пластовых вод колеблется от 0,045 до 0,339 л/сек (поле шахты 16/18); удельный дебит изменяется от 0,0001 до 0,17 л/сек/м. Трещинно-пластовые воды распространены но всему месторождению и имеют северо-северо-восточное направление потока.

Трещипно-карстовые воды приурочены к нижнекарбоновым известнякам, подстилающим угленосные отложения. От последних они отделены мощными слоями глинистых пород, залегающих в основании угленосной серии, и поэтому не связаны с водами, распространенными в горизонте, заключающем пласты угля.

Воды четвертичных отложений и трещинно-жильные воды имеют местное питание.

Длительные режимные наблюдения по скважинам показывают, что воды угленосной серии слабо реагируют на изменение климатических условий в течение года. Объясняется это слабыми фильтрационными свойствами пород и наличием мощной покрышки из промерзшей толщи. В условиях Кайерканского месторождения питание подземных вод и трещинно-пластовых вод происходит за счет пополнения их из р. Амбарной и других рек по глубоким трещинам крупных тектонических нарушений.

Прогнозная оценка ожидаемых суммарных водопритоков по шахтному полю 16/18 равна 11,2 м3/сутки, по полю 21/22—142 м3/сутки. Эти цифры показывают, что суммарные водопритоки в шахты настолько малы, что не могут вызывать затоплений горных выработок; исключаются также прорывы вод в угольные штольни от существующих озер и рек.

Источником водоснабжения угольных предприятий на месторождении могут быть воды древних четвертичных отложений долины р. Амбарной. Опыт использования их уже имеется.