4.5 Карьерный водоотлив

В настоящее время для откачки притока подземных вод, атмосферных осадков и смывов конвейерных трактов в карьере установлены четыре насосных станции. На горизонте минус 285 м размещается водосборник и передвижная насосная станция открытого типа, оснащенная двумя электронасосными агрегатами типа 1Д1250-125. Центральная насосная станция − полузакрытое здание, в котором установлены девять электронасосных агрегатов типа ЦНСА 300-420, размещается на горизонте минус 210 м. На горизонте минус 150 м размещаются водоулавливающие сооружения для сбора и осветления смывов рудного и скального конвейерных трактов ЦПТ, а также насосная станция для откачки осветленных смывных вод и карьерных вод, в составе трех электронасосных агрегата типа ЦНСА 300-420. На горизонте минус 30 м размещается водосборник и насосная станция для сбора и откачки карьерных вод с южного борта карьера. В насосной станции установлены два электронасосных агрегата ЦНСА 300-420.

Все насосные станции карьера оснащены соответствующей запорной и предохранительной арматурой, имеют необходимый уровень автоматизации.

Согласно гидрогеологическим расчетам, ожидаемые притоки карьерных вод на расчетные года составят:

Расчетный год	Отметка нижнего горизонта	Подземные воды, м3/ч	Атмосферные осадки, м3/ч	Всего, м3/ч	Ливни, тыс.м3
2010	минус 285 м	591	170	761	320
2015	минус 315 м	871	170	1041
2020	минус 345 м	1011	170	1181

Исходя из планов горных работ на расчетные годы и учитывая существующее положение по карьерному водоотливу, принятые технологические решения по откачке карьерных вод соответствуют следующей общей схеме:

− центральная насосная станция горизонта минус 210 м (ЦНС), комплекс водоулавливающих сооружений и насосная станция горизонта минус 150 м, насосная горизонта минус 30 м остаются без изменений и выполняют соответствующие вышеописанные функции; количество рабочих агрегатов в ЦНС будет зависеть от прогнозируемых водопритоков на расчетные года;

− на соответствующих расчетным годам нижних рабочих горизонтах карьера размещаются передвижные насосные станции, которые перекачивают карьерные воды в водосборник центральной насосной станции.

4.6 Гидрозащита карьера и отвалов

Учитывая топографические особенности расположения карьера, проектом не предусматриваются сооружения по его гидрозащите.

4.6.1 Гидрозащита Левобережных отвалов

Гидрогеологические условия в районе Левобережных отвалов

Фактическое строение отсыпанной части отвала обусловлено особенностями вскрышных пород, складируемых в отвал.

В отвал складировались, в основном, скальные вскрышные породы и окисленные кварциты, которые доставлялись от забоев в карьере на отвал железнодорожным транспортом. Такая же транспортная схема действует в настоящее время при отсыпке ярусов (+60) … (+160) м.

В орогидрографическом отношении территория отвала находится на левобережье реки Ингулец и приурочена к нескольким геоморфологическим элементам − I^й надпойменной террасы с фрагментами поймы русла и склону с погребенной древнеаллювиальной террасой, на котором расположены существующие Левобережные отвалы.

Поверхность территории характеризуется плавными формами рельефа, на ровном пойменном участке с абсолютными отметками 31÷34 м и в верхней части склона в основании существующих отвалов 45÷52 м. В северной части в районе снесенного села Ново-Петровка склон прорезает задернованная ложбина глубиной до 4^х метров. В южной части под существующий отвал уходит средняя часть балки Волчья, верховье которой заходит под хвостохранилище „Войково”.

Гидрогеологические условия характеризуются единым неустойчивым водоносным горизонтом, приуроченным к древнеаллювиальным и аллювиальным пескам I^й надпойменной террасы, где он дренируется рекой Ингулец.

Инженерно-геологическими изысканиями, выполненными институтом в 2008 году к данному проекту (арх. № 01-36-П-1280-ИГ.ПЗ) установлено, что глубина залегания грунтовых вод на склоне 7,4÷15,8 м от дневной поверхности, на террасовом участке 3,2-4,8 м. Общий уклон грунтового потока с востока на запад к реке с абсолютных отметок 36,1÷38,6 м до 27,0÷29,3 м.

Данные уровни грунтовых вод зафиксированы существующими скважинами наблюдательной сети. Постоянный контроль за режимом подземных вод осуществляется службами ГОКа с составлением ежегодных отчетов.

Инфильтрация воды от атмосферных осадков через отвальный массив по данным изысканий не приводит к ее аккумуляции в теле отвала, поэтому на всей площади отвал не обводнен.

За счет инфильтрации и фильтрационных потерь из хвостохранилища „Войково” подпитывается четвертичный напорный горизонт, который разгружается из под отвалов на участке их расширения в ложбину и балку Волчья. Ориентировочные дебиты водоисточников, соответственно, 1-2 м³/час и 5-8 м³/час.

Гидрологические расчеты

Гидрологические расчеты выполнены для двух расчетных створов с учетом требований СНиП 2.01.14-83 „Определение расчетных гидрологических характеристик”:

− створ 1, по периметру основания проектируемых Левобережных отвалов. Площадь водосбора представлена территорией самих отвалов, за исключением участков с обратными уклонами (с этих участков поверхностный сток уходит за счет испарения и инфильтрации);

− створ 2, морфоствор в балке Волчья у основания Левобережных отвалов.

Согласно СНиП 2.06.14-85 „Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод” за расчетный принимается ливневой паводок 5%-ной обеспеченности.

В створе 1 водосборная площадь Левобережных отвалов, с учетом их расширения и наращивания до отметки плюс 180 м, составит 8,6 км². Согласно выполненным гидрологическим расчетам объем стока 5%-ной обеспеченности с территории отвалов составит 234,8 тыс. м³.

С северного и западного участков отвала поверхностный сток равномерно растекается по поверхности с последующим отводом по ложбинам и балкам в реку Ингулец.

На южном и юго-восточном участке к основанию отвалов тяготеет также водосборная площадь со стороны низового откоса восточной ограждающей дамбы хвостохранилища „Войково” и с прилегающих пахотных земель и выгона.

В створе 2 пересечения отвалов с балкой Волчья общая площадь водосбора составит 3,225 км², в т.ч. со стороны отвалов – 2,24 км², со стороны низового откоса хвостохранилища „Войково” – 0,513 км², со стороны пахотных земель и выгона – 0,472 км².

Расчетный расход ливня 5%-ной обеспеченности в морфостворе составит 1,49 м³/с, в т.ч. со стороны левобережных отвалов – 0,87 м³/с, со стороны низового откоса хвостохранилища „Войково” – 0,48 м³/с, со стороны пахотных земель – 0,14 м³/с. В расчетном створе расходы складываются, так как вероятность накладки максимальных расходов с учетом добегания очень велика.

Суммарный расчетный расход морфоствора с учетом максимального дебита подземного источника в балке Волчья из под отвалов (q_max = 8 м³/час = 0,002 м³/с) составит:

Q_расч. = 0,87 + 0,48 + 0,14 + 0,002 = 1,492 м³/с.

По результатам гидравлических расчетов морфоствора построены кривые Q = f (H) и V = f (H).

При расчетном расходе Q_расч. = 1,492 м³/с расчетный уровень Н = 45,25 м и скорость V_расч. = 0,63 м/с, что меньше допустимой для аллювиальных задернованных суглинков, которыми сложен тальвег балки Волчья:

[V] = 1,2 м/с > V_расч. = 0,63 м/с.

Отвод поверхностного стока

В настоящее время атмосферные осадки, попадающие непосредственно на территорию отвала, частично (около 50%) инфильтруют через тело отвала в четвертичный водоносный горизонт, а оставшаяся часть стекает по откосам к основанию отвала, откуда отводится по рельефу, ложбинам и балкам в р. Ингулец.

Проведенные гидравлические расчеты подтверждают, что при расширении Левобережных отвалов с наращиванием до отметки плюс 180,0 м с одновременным наращиванием ограждающей дамбы хвостохранилища „Войково” до отметки гребня 151,0 м, отвод поверхностного стока от проектируемых Левобережных отвалов происходит по существующей схеме (по естественным ложбинам и балкам) без размыва балки Волчья, а следовательно, и более мелких балок и ложбин, которые находятся в значительно лучших условиях по гидравлическим показателям.