Классификация месторождений полезных ископаемых по гидрогеологическим условиям и степени обводненности

Существует ряд классификаций месторождений полезных иско­паемых, в основу которых положена степень их обводненности. Пер­вая общая классификация была дана в 1940 г. Д. И. Щеголевым, который все месторождения разделил на три типа: месторождения в рыхлых и песчано-глинистых породах, в трещиноватых скальных и в карстующихся породах.

В 1945 г. С. П. Прохоров разработал классификацию угольных месторождений с учетом геологических, тектонических и мерзлот­ных условий. Все месторождения он разделил на четыре типа.

В 1947 г.- С. В. Троянский предложил разделить месторождения на две группы — месторождения, расположенные в зоне многолет­ней мерзлоты, и месторождения вне зоны многолетней мерзлоты, с учетом литологического состава пород, тектоники и близости к от­крытым водотокам и водоемам.

Г. Н. Каменский выделяет шесть типов месторождений полезных ископаемых по характеру породы кровли и подошвы месторождения и условиям питания подземных вод.

В 1951 г. П. П. Климентов предложил классификацию месторож­дений с учетом литологических особенностей пород, условий пита­ния и связей с открытыми водотоками и водоемами.

На обводненность месторождений оказывают влияние природ­ные и искусственные факторы. К природным факторам относятся климат, многолетняя мерзлота, рельеф местности, просачивание во­ды из открытых водотоков и водоемов, обнаженность пород, водо­проницаемость покровных образований, характер водовмещающих пород и их мощность, изменение водоносности пород с глубиной, погребенные формы рельефа и тектоника. К искусственным — си­стема ведения горных работ, незатомпонированные скважины, пе­ресекшие водоносные горизонты, или затопленные старые горные выработки.

255

Влияние климатических факторов на обводненность рассмотре­но в ряде работ советских и зарубежных ученых. Д. И. Щеголев приводит интересные данные по Донбассу и Караганде, указывая, что примерно при одинаковых геологических условиях коэффициент водообильности в Караганде в три раза меньше, чем в Донбассе, что соответствует точно такому же соотношению количества осадков в

этих райондх.

Большое влияние на обводненность оказывают открытые водо­токи и водоемы. Эта связь наиболее ярко выражена в районе Севе­роуральских бокситовых рудников и Богословском угольном место­рождении. Так, реки Сарайны и Калья дают в подземные выработки бокситовых рудников до 55 м³/ч воды, а воды р. Турья — до 3500 м³/ч. При оценке роли вод открытых водотоков в питании гор­ных выработок важно знать мощность покровных образований на

Рис. 124. Разрез через доледниковую долину (по С. В. Троян­скому) :

/_ покровные суглинки, 2 —морены, 3 — пески, 4 - глины, 5 — известняки, 6 — уголь, 7 — огнеупорные глины, 8 — известняки и доломиты

склонах гор и балок. Исследованиями установлено, что покровные водонепроницаемые суглинки мощностью 2—3 м являются надеж­ной защитой от просачивания поверхностных вод в выработки.

Поступлению воды из открытых водотоков или глубоких водо­носных горизонтов в горные выработки весьма способствуют текто­нические нарушения и отрицательные погребенные формы рельефа, по которым движутся водные потоки подземных вод. Погребенные речные долины были выявлены в Боровичском районе Ленинград­ской области (рис. 124), где угленосные отложения карбона пол­ностью размыты и четвертичные отложения непосредственно зале­гают на верхнедевонских.

Из искусственных факторов прежде всего следует отметить си­стему ведения горных работ. При работах с обрушением кровли

256

происходит не только соединение отдельных водоносных горизонтов друг с другом, но и образование воронок на поверхности Земли, че­рез которые могут поступать поверхностные воды. По данным И. Б. Скабаллановича и М. В. Седенко, на буроугольных место­рождениях Днепробасса значительная обводненность карьеров про­исходит за счет инфильтрации откачиваемых вод из горных выра­боток. На обводненность оказывают влияние также заброшенные горные выработки и незатампонированпые буровые скважины, ко­торые становятся водопроводящими путями при встрече с ними под­земных горных выработок. На некоторых шахтах Алтая до 30—40% откачиваемой воды поступает в выработки из заброшенных разве­дочных скважин.

ГИДРОГЕОЛОГИЯ НЕКОТОРЫХ ТИПОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Месторождения в условиях закарстованных и трещиноватых по­род. Они обводняются за счет подземных вод, двигающихся в кар­стовых пустотах и крупных трещинах в карбонатных и сульфатных породах. Иногда эти воды составляют 10—15% от объема добытого полезного ископаемого. Очень часто трещиноватые и закарстован-ные породы поглощают воды открытых водотоков, в результате при­токи воды в горные выработки увеличиваются в десятки и сотни раз. В горной практике имелись случаи, когда притоки воды были настолько значительными, что они затопляли горные выработки и горное предприятие на некоторый срок прекращало свою работу или значительно сокращало добычу полезного ископаемого.

Исследования А. А. Колодяжной и М. В. Сунцова на Северном Урале показывают, что основными источниками обводнения место­рождений этого района являются воды открытых водотоков, кото­рые теряют значительную часть своего расхода через карстовые воронки, широко распространенные в руслах и по берегам .рек. Во время весеннего периода и сильных дождей карстовые воронки, рас­положенные в удалении от русла реки, также энергично поглощают воды поверхностного стока, переводя значительную его часть (свы­ше 60%) в подземный сток, который поступает в пределы шахтного поля. В таких районах график водоотлива шахт представляет кри­вую с максимумом в весеннее время и минимумом зимой, когда в реки и карстовые воронки прекращается поверхностный сток.

На Кизеловском угольном месторождении реки Кизел и Косьва, пересекая трещиноватую и закарстованную зону, теряют в пределах месторождения часть своих вод: Кизел в среднем 2522 м³/ч и Кось­ва — до 11 тыс. м³/ч.

В ряде районов карстовые воронки наиболее широко распрост­ранены в зоне тектонических нарушений и контакта карбонатных пород с пекарстующимися породами.

Давление воды в подошве пласта полезного ископаемого в от­дельных районах до 1013 кПа и выше. В этих случаях месторожде-