Вопросы для самоконтроля

1. Какие физические свойства подземных вод вы знаете?

2. Чем характеризуется активная реакция воды?

3. Как определяется минерализация подземных вод?

4. Как подразделить подземные воды по степени минерализации?

5. От чего зависит жесткость воды?

6. Как оценить качество воды?

7. Почему рудничные воды не пригодны для питья?

8. По химическому составу подземные воды поля шахты «Зиминка» к верхней гидродинамической зоне имеют минерализацию 0,7-0,8 г/л (скв.1379, скв.2267). В подземных водах агрессивная углекислота полностью отсутствует, жесткость достигает 2,2-2,3 мг-экв/л. Содержание азотистых соединений незначительное.

Содержание основных ионов следующее:

Са -82-91 мг/л Cl- 7.9-19.75мг/л

Мg-17-27 мг/лHCO_3- 3.88 -585мг/л

Na-39 мг/л CO₄- 8.23 -17.28 мг/л

С глубиной залегания происходит постепенное увеличение минерализации до 1,7 г/л (скв.2140). Определить характеристику подземных вод по химическому составу и ее изменение с глубиной.

9. Жесткость воды ООО «Шахта № 12» находится в пределах 6,2-9,3 мг/экв, при величине устранимой жесткости 6,2-8,8 мг/экв. Определить степень жесткости по классификации.

10. По концентрации водородных ионов воды ООО «Шахта № 12» могут быть отнесены к …, РН вод изменяется от 7,0 до 8,6.

Тема 5.2. Строение подземной гидросферы, классификация подземных вод по условиям геологического залегания, по характеру вмещающей среды, гидравлическому состоянию; краткая характеристика основных типов вод [5, 13, 16, 24].

5.2.1Строение подземной гидросферы, классификация подземных вод по условиям геологического залегания, по характеру вмещающей среды, гидравлическому состоянию.

По условиям залегания подземные воды подразделяются на: почвенные (а), верховодки (б), грунтовые (в), межпластовые (г, д), трещинные и карстовые (рис. 5).

Почвенныеводы залегают в поверхностном слое, заполняя поры, в которых они удерживаются молекулярными силами.

Верховодки залегают вблизи постоянных водоемов и водотоков. Грунтовые воды залегают на первом от поверхности водоупоре.

Межпластовые воды залегают в водоносных породах, которую перекрываются и подстилаются водонепроницаемыми породами.

Межпластовые воды, находящиеся под напором (по гидравлическому состоянию), называютсянапорными, илиартезианскими (д).

Трещинныеводы залегают в трещинах горных пород. Они могут быть как напорными, так и безнапорными.

Карстовыеводы залегают в карстовых пустотах, т. е. пустотах, образовавшихся за счет выщелачивания из горных пород растворимых составных частей.

5.2.2Краткая характеристика основных типов вод

Почвенные воды и верховодка относятся к водам зоны аэрации, т.е. располагаются между земной поверхностью и грунтовыми водами. Почвенные воды образуются в результате смачивания поверхности атмосферными осадками. Для них характерны суточные и сезонные колебания температуры. Верховодкаобразуется за счет инфильтрации поверхностных и атмосферных вод. Это временные сезонные скопления воды на небольших и неглубоко залегающих линзах водоупоров. Ограниченные запасы воды могут быть использованы для местного водоснабжения.

Грунтовыеводы образуются инфильтрационными водами. По условиям залегания, минерализации, питанию и режиму выделяют основные типы грунтовых вод: речных долин, ледниковых отложений, степей, морских побережий, горных областей.Грунтовые воды речных долиншироко используются для водоснабжения населенных пунктов неглубокими колодцами, скважинами, грунтовыми водозаборами промышленных предприятий и городов. Глубина залегания – от долей метра до 15м и более. Воды большей частью пресные. Наибольшей водообильностью обладает нижняя часть аллювиальных отложений (средний и крупнозернистый песок, гравий и галька).Грунтовые воды ледниковых отложенийшироко распространены в северной европейской части России. Горизонты крайне не выдержаны по площади и по глубине, обычно слабо минерализованы, но пригодны для водоснабжения. Мощные потоки воды приурочены к неотсортированным валунным глинам и суглинкам, пескам и галечникам.Грунтовые воды степей, полупустынь и пустынь обычно минерализованы и весьма неоднородны по условиям залегания из-за наличия на поверхности суглинков слабо пропускающих атмосферные осадки.Грунтовые воды горных областейобразуются в песчано-галечниковых отложениях конусов выноса или в зонах трещиноватости и выветрелости горных пород.

Артезианскийбассейн – это тектоническая структура значительной площади, синклинального строения, вмещающая комплекс пластов с артезианскими водами (рис. 6).

Артезианскиеводы широко используются для питьевого водоснабжения. Они приурочены в основном к крупным тектоническим понижениям (платформенного типа: Московский и т.д.) и прогибам (бассейны складчатых областей), содержащим несколько водоносных горизонтов преимущественно в осадочных отложениях.

Трещинные воды.Трещины возникают чаще всего в результате процессов выветривания, процессов формирования пород (литогенетические трещины) и тектонических процессов. Трещины выветривания (до нескольких сантиметров в поперечнике) содержащие воду распространяются на глубину до нескольких десятков метров. Тектонические трещины служат путями циркуляции жильных подземных вод.

Карстовые воды.Карстовыми явлениями, или карстом, называются явления, связанные с образованием подземных пустот в результате выщелачивания подземными водами из горных породрастворимыхсоставных частей. Наиболее подвержены карстовым процессам такие породы, как известняк, доломит, ангидрит, гипс. Вода, циркулируя по трещинам, преобразует их в различного родапустоты и пещеры.

Струи дождевых и талых вод, устремляясь с поверхности в трещины, превращают их в карстовые колодцы, называемые понорами. Воды, стекая по поверхности карстующихся пород, образуют рытвины, называемыекаррами. Поверхности, покрытые каррами, называютсякарровыми полями. Если кровля подземных пустот обрушивается, на поверхности образуютсякарстовые воронки. В кастовых районах поглощение атмосферных осадков происходит очень быстро через трещины и воронки.

Создание выработок в закарстованных и трещиноватых породах связано с большими трудностями, а иногда и невозможностью ведения горных работ. В практике строительства и эксплуатации карьеров известны случаи прорыва карстовых вод даже в тех случаях, когда пустоты не вскрывались выработками. В условиях Кузбасса прослеживается большое количество трещин и зон дробления, которые содержат подземные воды или являются их проводниками.

Поэтому при ведении горных работ (подземным или открытым способами) в районах трещиноватых особенно закарстованных пород, необходим детальный анализ гидрогеологических условий месторождения с целью учета их при проектировании горных работ и разработке полезных ископаемых.