Комплексный подход к изучению, оценке и использованию подземных вод Яковлевского месторождения богатых железных руд (КМА)

Тимченко, Анна Андреевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Комплексный подход к изучению, оценке и использованию подземных вод Яковлевского месторождения богатых железных руд (КМА)
ВАК РФ 25.00.07, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Комплексный подход к изучению, оценке и использованию подземных вод Яковлевского месторождения богатых железных руд (КМА)"

На правах рукописи

ТИМЧЕНКО Анна Андреевна

КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К ИЗУЧЕНИЮ, ОЦЕНКЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ЯКОВЛЕВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ БОГАТЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД (КМА)

Специальность 25.00.07 - Гидрогеология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2007

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете).

Научные руководители:

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Короткое Алексей Иванович

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Дашко Регина Эдуардовна

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Павлов Александр Николаевич

кандидат геолого-минералогических наук

Николаев Юрий Владимирович

Ведущее предприятие - кафедра гидрогеологии Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ).

Защита диссертации состоится 09 ноября 2007 г. в 16 ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.01 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд.4312.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 09 октября 2007 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета д.г.-м.н., профессор А.Г.МАРЧЕНКО

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

В настоящее время Россия добывает 220 млн т сырой и производит 85 млн т. товарной железной руды, уступая по этому показателю только Австралии, Бразилии и Китаю. Более 70% разведанных запасов и около 80% прогнозных ресурсов железных руд сосредоточены в европейской части страны в пределах КМА. При этом горнодобывающие предприятия Белгородской и Курской областей обеспечивают более 50% объема добываемой руды в стране Металлургические предприятия Урала, Сибири и Дальнего Востока, имеющие более 65% всех производственных мощностей, испытывают острый дефицит в местных товарных железных рудах. Ввиду недостатка сырья в этих регионах и стремительным наращиванием темпов мировой торговли железорудной продукцией особое внимание уделяется разработке месторождений богатых железных руд (БЖР). Яковлевское месторождение КМА расположено в Белгородском железорудном районе и относится к одному из крупнейших по разведанным запасам высококачественных руд, содержание железа в которых превышает 60%. Однако, разработка месторождения сопряжена с трудностями, связанными с большой глубиной залегания рудного тела, сложными инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями.

Концепция рационального и комплексного использования природных ресурсов Яковлевского месторождения БЖР предопределяет необходимость изучения и оценки гидрогеологических условий этого объекта как для обеспечения безопасности ведения горных работ, так и возможности использования дренируемых подземных вод в бальнеологических целях

Цель работы. Обеспечение комплексного подхода к анализу и оценке вод руднокристаллического водоносного горизонта для разработки мероприятий по предупреждению вторичного увлажнения БЖР и последующего использования дренируемых вод в бальнеологических целях.

Основные задачи исследований: 1) изучение особенностей формирования химического состава подземных вод руднок-ристаллического горизонта и анализ его изменения в процессе осушения рудного тела и развития горных работ; 2) исследование гидродинамического взаимодействия руднокристаллического и нижнекаменноугольного водоносных горизонтов, его влияния на безопасность ведения горных работ и преобразование химического состава дренируемых вод; 3) выделение типов дренируемых подземных вод руднокристаллического горизонта для их последующего использования в бальнеологических целях, 4) совершенствование системы гидрогеохимического и гидродинамического мониторинга подземных вод при разработке Яковлевского рудника для решения вопросов перетекания и вторичного увлажнения БЖР, а также контроля бальнеологического качества подземных вод

Фактический материал и личный вклад автора. В основу диссертационной работы положены результаты научно-исследовательских работ, проводившихся на кафедре гидрогеологии и инженерной геологии СПГГИ(ТУ) при участи автора по темам «Научное сопровождение строительства первой очереди Яковлевского рудника» 2004 г., «Научное сопровождение строительства и ввода в эксплуатацию первой очереди Яковлевского рудника» 2003-2007 гг. На протяжении 2006-2007 гг автором была выполнена специализированная гидрогеохимическая съемка подземных вод руднокристаллического водоносного горизонта непосредственно в подземных выработках Яковлевского рудника. Проведены исследования химического состава дренируемых вод в полевых и лабораторных условиях с использованием современных методов и аппаратуры Автором было оценено влияние развития фронта горных работ на интенсификацию процессов перетекания вод из нижнекаменноугольного водоносного горизонта в рудный пласт и, как следствие, возможность формирования локальных прорывов подземных вод, а также перспективы использования в бальнеологии вод руднокристаллического горизонта, поступающих в подземные выработки из дренажных горизон-

тальных скважин. В 2005, 2006 и 2007 гг работа была поддержана персональными грантами американского фонда гражданских исследований и разработок (СБШБ) для аспирантов

Основные методы исследований; 1) теоретические исследования формирования химического и газового состава подземных вод руднокристаллического водоносного горизонта до и в процессе развития горных работ, 2) расчетные методы оценки времени перетекания и формирования локальных прорывов подземных вод в горные выработки, 3) применение современных аналитических методов для оценки химического состава подземных вод в процессе проведения гидрогеохимического мониторинга

Научная новизна. Установлены закономерности формирования химического состава дренируемых вод Яковлевского рудника при развитии фронта горных работ. Выполнена прогнозная оценка влияния подземных вод руднокристаллического и нижнекаменноугольного водоносного горизонта на активность вторичного увлажнения БЖР и возможность формирования прорывов подземных вод В зависимости от химического состава в подземных выработках Яковлевского рудника на горизонте -425 м выделены три типа минеральных вод Предложено усовершенствование системы гидрогеохимического и гидродинамического мониторинга подземных вод, проводимого с целью выявления зон перетекания вод из нижнекаменноугольного водоносного горизонта, а также бальнеологического контроля химического состава вод руднокристаллического водоносного горизонта во времени

Практическая значимость. Предлагаемая концепция комплексного подхода к анализу и оценке вод руднокристаллического горизонта для разработки мероприятий по предупреждению вторичного увлажнения БЖР в процессе перетекания вод из нижнекаменноугольного горизонта и бальнеологическому использованию подземных вод руднокристаллического горизонта при обязательном контроле их состава и состояния на основе совершенствования и развития системы гидрогеохимического и гидродинамического мониторинга рекомендована для использования в

создании системы безопасности ведения горных работ на Яков-левском руднике.

Апробация работы и публикации. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались на 7 научных конференциях: Международная научно-методическая конференция «XI Научные чтения имени профессора Н.И Толстихина» (СПГГИ(ТУ), г. Санкт-Петербург, 2004 г.); Межвузовская молодежная научная конференция «Школа экологической геологии и рационального недропользования» (СПбГУ, г. Санкт-Петербург, 2005, 2006 гг); 57-я горно-металлургическая научная конференция (Фрайбергская горная академия (технический университет), г. Фрайберг, 2006 г.), П Международная научная конференция «Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных стран» (БелГУ, г Белгород, 2006 г); Ежегодная научная конференция «Полезные ископаемые России и их освоение» (СПГГИ(ТУ), г. Санкт-Петербург., 2005,2007 гг )

Основные положения диссертации отражены в 10 опубликованных научных работах, 6 из которых приведены в списке основных публикаций, в том числе 2 работы в издании, входящем в перечень ВАК

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 201 странице, состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 121 наименования, содержит 53 рисунка, 46 таблиц, 12 фотографий.

Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность за постоянную помощь и поддержку на всех этапах подготовки диссертационной работы научным руководителям д.г.-м.н.

проф. Р.Э. Дашко и |д.г.-м.н. проф. А И. Короткову |; заведующе

му кафедрой Г и ИГ д.г.-м н проф. В В Антонову, д.г -м.н. проф В.А. Кирюхину, доц. Н.С. Петрову, доц Д JI. Устюгову, асс М.Г. Стуккей за полезные советы, главному геологу А.И. Лябаху и сотрудникам геологического отдела Яковлевского рудника за помощь в проведении гидрогеохимического и гидродинамического мониторинга

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ИХ ОБОСНОВАНИЕ

1. Комплексный подход к изучению подземных вод Яковлевского рудника позволяет анализировать их влияние на безопасность ведения горных работ, а также предусмотреть возможность их использования в бальнеологических целях.

Яковлевское месторождение БЖР - одно из крупнейших и наиболее изученных месторождений Белгородского железорудного района, приуроченное к юго-западному склону Воронежского кристаллического массива, в пределах которого размещается северо-восточное крыло Днепровско-Донецкого артезианского бассейна Весомый вклад в изучение гидрогеологических условий этого артезианского бассейна внесли А.Н Семихатов, Н.К. Игнатович, К.И. Маков, П.Т. Савицкий, A.A. Дубянский, Г М. Захарченко и др С началом изучения Яковлевского месторождения (1953 г.) комплексные исследования выполнялись Лабораторией гидрогеологических проблем, институтом Центрги-проруда, (И.В Попов, В.И. Фандеева и др ), Белгородской железорудной экспедицией (A.A. Саар, С.И. Чайкин и др.), ВИОГЕМ (А.Я. Гуркин и др.), ВСЕГИНГЕО (С.П. Прохоров, Ф.И. Лосев и

др.), КМА ГУЦР (Ф.В. Кулибаба и др.), ВГУ, БелГУ, геологическим отделом Яковлевского рудника (А.И. Лябах, A.M. Божков и др.), СПГГИ(ТУ) (В.А. Мироненко, В.Г. Румынии, В.В. Антонов, И.П. Иванов, А.И.Короткое, Р.Э. Дашко и др.), НТЦ«НОВОТЭК» (Г.Н. Гензель и др.), проектным институтом «СУБР-проект» и др.

Песок ¿1 Глина песчаная 53 Мел 2Г Мергель Песчаник Ей Известняк БЖР

!Щ] Железпсте кварциты

Сланцы "Аллит

!;'; ,, ' Руда переотложенная Ш Раэведочнаяскважина Подземная выработка

геологическом разрезе Яковлевского месторождения подземные воды развиты как в отложениях осадочного чехла, так и в зоне химической коры выветривания пород докембрия. Общая мощность обводненной зоны превышает 700 м. вод к различным

Рисунок 1 - Сводный гидрогеологический разрез Яковлевского месторождения.

В зависимости от приуроченности отложениям и наличия водоупорных пород выделяют семь водоносных горизонтов: маастрихт-туронский, сеноман-альбский, апт-неокомский, волжский, келловей-батский, нижнекаменноугольный, а таюке руднокристаллический водоносный горизонт, приуроченный к докембрийским образованиям - богатым железным рудам и вмещающим их породам (рисунок 1).

Для гидродинамически связанных маастрихт-туронского, альб-сеноманского и волжского водоносных горизонтов характерны гидрокарбонатные кальциевые воды с минерализацией 300-600 мг/дм3. От нижележащих водоносных горизонтов они изолированы мощным (33-56 м) слоем глин киммеридж-оксфордского возраста. Воды маастрихт-туронского и альб-сеноманского водоносных горизонтов широко применяются для хозяйственно-питьевого водоснабжения населенных пунктов Белгородской области. Гидрокарбонатные

натриевые воды келловей-батского водоносного горизонта имеют минерализацию 300-800 мг/дм3 и с 2000 г используются как лечебно-столовые («Жемчужина Белогорья», «Григорьевская серебряная», «Майская хрустальная»)

Нижнекаменноугольный водоносный горизонт от вышележащей толщи отделен мощным (до 50 м) слоем глин бат-байоса; водовмещающими породами его являются трещиноватые и закарстованные известняки Воды этого горизонта имеют хлоридно-гидрокарбонатный натриевый состав с минерализацией 400-800 мг/дм3, в нем отмечаются повышенные содержания сероводорода (3-5 мг/дм3) и фторидов (до 8-11 мг/дм3). По химическому составу воды руднокристаллического водоносного горизонта зоны слабого водообмена хлоридные натриевые, слабощелочные, со значительным варьированием сухого остатка (таблица 1).

Таблица 1 Химический состав вод руднокристаллического горизонта, дренируемых скважинами в подземных выработках Яковлевского рудника

Компоненты Содержание, мг/дм3 Компоненты Содержание, мг/дм3 Компоненты Содержание, мг/дм3

+ К+ 950-1200 СГ 1500-2000 Г 8-12

МГ 5-30 БО/" 8-35 Сух ост 1200-3000

Са2+ 6-35 НС03" 230-280 рН, ед 7,6-8,5

Воды руднокристаллического водоносного горизонта также содержат такие микрокомпоненты, как фтор, бор, бром, кремний. Согласно заключению Института курортологии и физиотерапии, выполненное еще в 1970 г., « ..воды руднокристаллического водоносного горизонта могут быть использованы для питьевого лечения заболеваний органов пищеварения и при нарушении обмена веществ» (с. 439, Гидрогеология СССР. Т. IV, 1971 г.). В рамках реализации концепции комплексного использования полезных ископаемых в 2004 г. был поставлен вопрос об использовании дренируемых вод руднокристаллического горизонта в бальнеологических целях. При этом попутно могут решаться экологические вопросы, связанные со снижением объема сброса хло-ридных натриевых вод в речную систему Днепра.

Сложность гидрогеологических условий Яковлевского рудника определяется следующими факторами: 1) значительной глубиной залегания рудной залежи (более 525 м); 2) присутствием в кровле рудного тела напорного и неосушенного нижнекаменноугольного водоносного горизонта, гидравлически связанного с руднокристаллическим горизонтом, 3) отсутствием выдержанных водоупоров между двумя вышеупомянутыми водоносными горизонтами; 4) неоднородностью по проницаемости водовмещаю-щих пород нижнекаменноугольного и руднокристаллического водоносных горизонтов; 5) повышенными содержаниями хлор-иона, натрия, фторидов, брома, бора, сероводорода и, соответственно, повышенной минерализацией подземных вод руднокристаллического водоносного горизонта, наиболее высокие минерализации хлоридных натриевых вод (до 10000-12000 мг/дм3) отмечаются в зонах тектонических трещин кристаллического массива; 6) руднокристаллический горизонт осушен в пределах первой очереди отработки рудника и сохраняет высокие напоры за пределами фронта горных работ.

Разработанная в 70-х годах прошлого века схема осушения Яковлевского месторождения железных руд предусматривала комбинированный способ дренажа руднокристаллического и нижнекаменноугольного водоносных горизонтов При этом дренаж горизонта нижнего карбона заключался в предварительном снятии части напора в нем с помощью водопонизительных скважин и дополнительное осушение этого горизонта подземным способом системой дренажных горных выработок с опережающими и восстающими скважинами. Руднокристаллический горизонт предлагалось осушать подземным способом.

В настоящее время осушается только руднокристаллический водоносный горизонт на отметке - 425 м с помощью горизонтальных и наклонных опережающих скважин. К концу 1992 г среднегодовой приток к горным выработкам составил 410 м3/час, в 2007 г наблюдается незначительное его возрастание до 440 м3/час Дренаж рудной залежи привел к усилению процессов перетекания воды в рудную толщу как из вышележащих нижне-

каменноугольных отложений, так и из более глубоких частей фундамента за счет роста градиентов напора.

Поскольку развитие фронта горных работ Яковлевского рудника осуществляется под неосушенным высоконапорным водоносным горизонтом нижнего карбона, то в таких условиях согласно действующим нормативам (СНиП 2.06.14-85) рассматривается вариант размещения подземных выработок под водными объектами

2. Развитие фронта горных работ приводит к усилению перетекания вод из неосушенного нижнекаменноугольного водоносного горизонта, что вызывает расширение спектра минерализации вод руднокристаллического горизонта, увеличение содержания фторидов и сероводорода, а также вторичное увлажнение БЖР, повышающее возможность формирования локальных прорывов подземных вод.

Развитие фронта горных работ ведет к разуплотнению БЖР в кровле выработки и усилению процессов перетекания из вышележащего нижнекаменноугольного водоносного горизонта, что, в свою очередь, ускоряет вторичное увлажнение БЖР Расчет времени перетекания выполнен по формуле Цункера, результаты расчета представлены в таблице 2:

где I - время перетекания, сут; п - пористость руд; ДН - действующая разность напоров нижнекаменноугольного и руднокристаллического горизонтов, м; К - коэффициент фильтрации пород защитного целика, м/сут; т - мощность защитного целика, м.

По результатам расчета времени перетекания, даже минимальные коэффициенты фильтрации (0,001 м/сут) не обеспечивают гарантии отсутствия вторичного увлажнения БЖР При вторичном увлажнении БЖР резко снижается их прочность, что может спровоцировать локальные прорывы воды в подземные выработки.

(1)

Таблица 2 Расчет времени перетекания подземных вод из нижнека-

менноугольного горизонта в горизонт -370 м

Пористость ЕЖР,% Коэффициент фильтрации пород защитного целика, м/сут Время перетекания, сутки Примечание

40 45 50 0,04 0,005 0,008 31 277 193 Расчет произведен в предположении, что величина ДН=420 м и ш=53 м

35 40 50 0,004 0,001 0,002 342 1567 979

На настоящем этапе развития фронта горных работ на Яковлевском руднике особенно важным является определение безопасной мощности целика между подошвой неосушенного нижнекаменноугольного водоносного горизонта и кровлей подземной выработки на горизонте -370м. Наиболее низкая абсолютная отметка контакта известняков нижнего карбона с рудным телом в пределах лежачего бока составляет -317 м, поэтому мощность целика принимается равной [-317м-(-370м)]=53 м Для определения величины предельного напора была использована формула В.А Мироненко - В.М. Шестакова:

{

Нпр --

Ув

2с

Уп+:

(2)

Ь-^ф ш

где ш - мощность целика, разделяющего одиночную выработку от напорного горизонта, т=53 м; у„ и уп - величины плотности воды и пород (руд) целика соответственно; С и <р- параметры сопротивления сдвигу пород целика: сцепление и угол внутреннего трения; - коэффициент бокового давления в толще пород (руд), ^=0,67; Ь - ширина кровли одиночной выработки, Ь=13,0 м В этой формуле всегда должно выполняться условие Ь > ш в противном случае целик всегда заведомо устойчив

Прорыв возможен, если действующий напор Нд>Нпр. В противном случае гарантирована устойчивость целиков и отсутствие прорывов. Величины критических напоров определялись для двух вариантов: 1) руды полностью осушены; 2) БЖР следует рассматривать как водонасыщенные руды, в том числе и за счет

перетекания, при таком варианте снижаются показатели сопротивления сдвигу (Си ф ) и возрастает величина плотности.

Осушенные руды. Для них характерны практически постоянные значения угла внутреннего трения ф =23° ^ ф =0,424), величина сцепления варьирует в зависимости от наличия структурных связей, положения слоистости к направлению сдвигающего усилия, а также плотности руды (см таблицу 3). Коэффициент бокового давления был замерен непосредственно в подземных выработках Яковлевского рудника и составил ^=0,67 При проверке соотношения Ь и tgф ш 4 получили, что произведение 1§ф-т^=15,1м В этом случае прорыв маловероятен, поскольку проектная ширина выработки Ь=13,0 м. В условиях осушенного рудного тела прорыв возможен лишь при уменьшении мощности разделяющего целика до 47 м.

Неосушенные руды. Угол внутреннего трения для БЖР в этом случае снижается до ф=8° ^ф=0,14) Значение трехчленного компонента формулы для определения Нпр будет составлять = 0,14-53-0,67 ~ 5,0 м, т.е. Ь > tgф -т-^.

При определении Нпр с использованием вышеприведенных параметров предельно-допускаемый напор каменноугольного горизонта не должен превышать 385 м. На июнь 2007 г действующий напор в нижнекаменноугольном горизонте более 400 м, поэтому не исключается вероятность формирования локальных прорывов на участках максимального разуплотнения и водона-сыщения БЖР в целиковой зоне не представляется возможным.

Наиболее опасная ситуация возникает при вторичном увлажнении БЖР. Вторичное увлажнение возможно при ведении очистных работ широким фронтом, когда резко возрастает разуп-лотненность БЖР, повышается их пористости, что подтверждается экспериментами, выполненными в экспериментальном штреке сотрудниками каф. ГГиИГ СПГГИ(ТУ). Сопротивления сдвигу вторично увлажненных БЖР характеризуются снижением сцепления до 0,025-0,22 МПа. Разуплотнение сказывается также на величине уп. Расчеты Нпр выполнены при ф = 8° и различных

значениях сцепления. При этом величина Ь остается постоянной и равна 13,0 м (таблица 3).

Таблица 3 Значения Нпр при варьировании параметра сцепления вторично увлажненных БЖР___

Ширина Удельный Величина Предельно допус-

пролета вы- вес руды, сцепления, каемый напор под- Примечание

работки, Ь, м уп, кН/м3 С, МПа земных вод, Нпо, м

0,22 474,4 Действующий

13,0 34,5 0,15 381,6 напор

0,025 216,0 Нд >400м

Следовательно, вторичное увлажнение БЖР при мощности целика 53 м может привести к возникновению локальных прорывов подземных вод из вышележащего неосушенного нижнекаменноугольного водоносного горизонта при условии, что в подошве известняков нижнего карбона отсутствуют водоупорные слои, а в разрезе рудного тела преобладают вторично увлажненные БЖР.

Обеспечение устойчивости подземных выработок в ходе ведения очистных работ возможно при снижении величины Ь до 5,0 м, либо увеличении мощности потолочины до 65 м и выше. Следовательно, при проектной ширине выработки Ь = 13,0 м отсутствие прорыва подземных вод гарантируется только в полностью осушенном рудном теле. Соответственно, необходима реализация действенного контроля, прежде всего, за процессами перетекания вод из нижнекаменноугольного горизонта в рудную толщу. В ходе процесса перетекания формируются воды с новым химическим составом, для которого характерны повышенные по сравнению с фоновыми (см. таблицу 1) концентрациями гидрокарбонатов (300-450 мг/дм3), снижение концентрации хлоридов (до 300-600 мг/дм3), а, следовательно, и минерализации, значения которой не превышают 1000 мг/дм3, повышение содержаний фторидов и появление сероводорода. Такие изменения компонентного состава вод могут служить гидрохимическими индикаторами процесса перетекания. По результатам проведенного гидрогеохимического мониторинга с использованием полевых методов замера неустойчивых соединений (НгБ, фторидов и др.) с помо-

щью селективных электродов и электронного иономера АНИОН 7020 на участке первой очереди отработки Яковлевского рудника были определены области перетекания пресных вод из нижнекаменноугольного водоносного горизонта и, соответственно, новые зоны вторичного увлажнения БЖР (рисунок 2).

Условные обозначения

точка замера содержания мг/л август 2006 года точка замера содержания Н28, мг/л февраль 2007 года

тона активного перетекания содержание Н28, мг/л В°Д и) нижнекаменноугольного

зпп/гт 9П06 гг»пя гппнзпнтя (тшппнт -4?5

<Ш8

август 2006 года

содержание Н2Б, мг/л аль 2007 года

горизонта (горизонт -425 м) зона нодопроявления на горизонте -370 м

Рисунок 2 - Положение точек замера Н28 на плане горных работ (горизонт- 425 м) и выделение зон перетекания вод из нижнекаменноугольного водоносного горизонта (по данным на февраль 2007 г)

3. Совершенствование системы гидрогеохимического и гидродинамического мониторинга дает возможность контролировать зоны вторичного увлажнения БЖР для оценки безопасного ведения горных работ и оконтурить зоны с постоянным составом подземных вод по макро- и микрокомпонентам для их последующего использования в бальнеологических целях.

Изучение особенностей водопроявлений на горизонте -425 м Яковлевского рудника по данным наблюдений геологического отдела, а с 2005 года и по данным гидродинамического и гидрохимического мониторинга позволило установить наличие трех типов вод по минеральному составу, которые могут быть использованы в бальнеологических целях (рисунок 3).

Условные обозначения

область развития минеральных вод 1(ЯР) тина

область развития минеральных вод И(ЯР) типа

область развития минеральных вод Ш(-ЯР) типа

Рисунок 3 - Положение областей развития трех типов минеральных вод, в пределах первой очереди отработки Яковлевского рудника (горизонт -425 м)

Первый тип ЦЯР) подземные воды руднокри-сталлического водоносного горизонта, вскрытые в порожняковом и грузовом квершлагах за пределами зоны влияния фронта горных работ, соответственно макро-и микрокомпонентный состав этих вод близок к естественному. Это воды гидрокарбо-натно-хлоридного натриевого состава с минерализацией 1000-1800 мг/дм3 (таблица 4). Аналогами подземных вод I (ЯР) типа можно назвать такие минеральные воды как «Миргородская», «Охтинская», «Екатерингофская», «Мариинская».

Таблица 4. Содержание макро- и микрокомпонентов в водах 1(ЯР) типа

Компоненты Содержание, мг/дм3 Компоненты Содержание, мг/дм3 Компоненты Содержание, мг/дм3

+ К* 1000-1800 БО,,2" 8-35 В3+ 1,5-3

5-30 НС03" 230-280 Сух.ост. 1200-3000

Са" 6-35 Б" до 10 рН, ед. 7,6-8,5

СГ 1500-2000 Вг" 1-3 т, °с 22-26

Воды второго типа П(ЯР) приурочены к зонам развития руднокристаллического горизонта, формирование химического состава которого происходит под влиянием перетекания нижнекаменноугольного горизонта. Они характеризуются снижением минерализации (до 600-800 мг/дм3), превалированием гидрокарбонатов над хлоридами при постоянстве содержания натрия, а также возрастанием концентраций фтора и сероводорода по сравнению с водами 1(ЯР) типа (таблица 5). Схожим химическим

составом обладают минеральные воды «Березовская», «Днепропетровская», «Ташкентская». Повышенные содержания фтора в воде ЩЯР) типа расширяют спектр бальнеологических показаний; этот компонент способствуют выносу радионуклидов и тяжелых металлов из организма, а также благотворно влияют на костную ткань и предотвращают образование солей в организме.

Таблица 5 Содержание макро и микрокомпонентов в водах ЩЯР) типа

Компоненты Содержание, мг/дм3 Компоненты Содержание, мг/дм3 Компоненты Содержание, мг/дм3

Na+ + К+ 400-600 SO/' 11-18 В3+ 1,5-3

Mgz+ 8-15 НСОз' 300-450 Сух ост 500-800

Са2+ 6-18 F до 12 рН, ед 7,5-7,8

Cl- 300-600 H2S 0,5-1 Т,°С 21-24

Третий тип Ш(ЯР) - воды тектонических трещин кристаллического массива с минерализацией до 8000-12000 мг/дм3 (таблица 6), расположенных вне зоны влияния горных работ, состав которых может меняется только в зависимости от воздействия природных факторов. Используемые в качестве лечебных минеральные воды «Друскининкай», «Семигорская», «Витаутас», «Таллицкая» можно назвать аналогами вод Ш(ЯР) типа подземных вод Яковлевского рудника

Таблица 6 Содержание макро и микрокомпонентов в водах Ш(ЯР) типа

Компоненты Содержание, мг/дм3 Компоненты Содержание, мг/дм3 Компоненты Содержание, мг/дм3

Na+ + К+ 3000-3500 SO/' 2-5 В3+ 2-3,5

мг 75-85 НСОз' 45-65 Сух ост 8000-12000

Ca- 350-450 F 2-4 рН, ед 7,2-7,7

er 5500-6100 Вг' 13-15 Т,°С 21-27

Для оценки перспектив использования выделенных трех типов вод в качестве питьевых лечебных (1(ЯР), ЩЯР) и Ш(ЯР) типы),а также для ванн и орошений (Ш(ЯР) тип) в июне 2007 г Испытательным Лабораторным Центром филиала ФГУЗ «Центра гигиены и эпидемиологии в городе Санкт-Петербурге» был выполнен полный химический анализ макро- и микрокомпонентного состава этих вод по 36 компонентам, который показал, что содержания в воде тяжелых металлов, нефтепродуктов и других

вредных и токсичных микрокомпонентов значительно ниже предельно-допустимых концентраций для питьевых вод Кроме того, подтверждением качества подземных вод Яковлевского рудника служат специальные исследования 2005 года с использованием рентгенофлуоресцентного анализа и фотометрии, выполненные в лаборатории кафедры общей и физической химии СПГГИ(ТУ) под руководством проф. Д Э Чиркста.

Для оценки стабильности химического состава подземных вод руднокристаллического водоносного горизонта, рекомендуемого для использования в бальнеологических целях, а также установления и оконтуривания возможных зон перетекания вод из вышележащего нижнекаменноугольного водоносного горизонта необходимо регулярное выполнение комплексного гидрогеоди-намического и гидрохимического мониторинга Совокупность гидрогеохимических и гидродинамических исследований позволит спрогнозировать интенсивность процессов перетекания для принятия оперативных решений по дренажу и предупреждения формирования локальных прорывов из нижнекаменноугольного водоносного горизонта.

К 2007 году в рамках реализации комплексного использования природных ресурсов Яковлевского рудника - железных руд и минеральных вод, разработанный в 2005 году регламент гидрогеохимического и гидродинамического мониторинга получил новое дополнительное содержание: контроль за химическим составом вод руднокристаллического водоносного горизонта для оценки возможности их бальнеологического использования. При этом должны решаться следующие задачи: 1) интенсивность перетекания вод нижнекаменноугольного горизонта в рудную залежь и подтока из тектонических трещин, определяющих изменение химического состава подземных вод руднокристаллического горизонта; 2) характер изменения соотношения основных бальнеологически активных микро- и макрокомпонентов в условии развития фронта горных работ; 3) контроль за постоянством состава и качеством минеральных вод I (ЯР), II (ЯР) и III (ЯР) типов, выделенных на Яковлевском руднике, 4) контроль с целью

предупреждения вторичного увлажнения БЖР защитного целика в кровле горных выработок; 5) наблюдения за положением пьезометрической поверхности нижнекаменноугольного и руднок-ристаллического водоносного горизонтов по существующей сети наблюдательных скважин на поверхности.

Заключение

1. Выполнен анализ закономерностей формирования химического состава вод руднокристаллического горизонта, вскрываемого горными выработками, в процессе развития фронта горных работ Особое внимание обращено на необходимость комплексного подхода к изучению дренируемых вод Яковлевского рудника, который позволяет оценить влияние вод руднокристаллического и нижнекаменноугольного горизонтов на безопасность ведения горных работ, а также реальные перспективы использования дренируемых вод руднокристаллического горизонта в бальнеологических целях.

2. Выполнены расчеты времени перетекания подземных вод из нижнекаменноугольного водоносного горизонта в рудный пласт при различных значениях коэффициента фильтрации и пористости БЖР. Оконтурены зоны активного перетекания подземных вод нижнего карбона по состоянию на 2007 г.

3. Аналитически подтверждена возможность формирования локальных прорывов вод из водоносного горизонта известняков нижнего карбона при вторичном увлажнении БЖР в процессе перетекания В условиях полностью осушенных БЖР возникновение прорывов в подземные выработки Яковлевского рудника исключается

4. Изучение водопроявлений руднокристаллического водоносного горизонта в подземных выработках позволило выделить три типа вод, которые рекомендуется использовать в бальнеологических целях как лечебные, лечебно-столовые, а также для ванн

5. Проведение гидрогеохимического и гидродинамического мониторинга позволяет оценить интенсивность процесса перете-

кания, проконтролировать и предупредить вторичное увлажнение БЖР, прогнозировать изменение химического состава вод типа ЩЯР) в условиях развития фронта горных работ.

Список основных публикаций по теме диссертации

1 Тимченко А А О возможности бальнеологического использования шахтных вод железорудных месторождений КМА // Гидрогеология и карстоведение- Межвуз. сб. науч тр, Пермь. Перм ун-т, 2006, Вып 16 С 102-110.

2 Тимченко А А. Особенности гидрогеохимической зональности Яковлевского месторождения КМА // Гидрогеология и карстоведение: Межвуз сб науч тр, Пермь- Перм ун-т, 2006, Вып 16 С 111-116

3. Дашко Р.Э, Тимченко А А К вопросу о возможности комплексного использования природных ресурсов на Яковлевском месторождении КМА // Материалы II Международной научной конференции Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах Белгород, 2006 С 320-325.

4 Короткое А И , Тимченко А.А Проблема использования вод руднокристаллического водоносного горизонта в бальнеологических целях // Записки Горного института, 2006, т 168 Современные проблемы горной промышленности. С. 223-230

5 Дашко Р Э , Тимченко A.A. Анализ и оценка результатов гидрогеохимического мониторинга подземных вод для обеспечения безопасности ведения горных работ на Яковлевском руднике // Записки Горного института, 2007, т 172. Современные проблемы горной науки С 170-173

6 Timchenko A. Strategy for Water Protection at Jakovlevsky High-Grade Iron-Ores Deposit Freiberger Forschungsforum 57 Berg-und Hüttenmännischer Tag 2006, Kolloquium 12, "Development, Exploitation and Processing of Raw Materials" Institut fur Geologie, TU Bergakademie Freiberg, Freiberg, 2007 P 52-56

РИД СПГГИ 04 10 2007 3 421 Т 100 экз 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д 2

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Тимченко, Анна Андреевна

Введение ^

Глава 1. Анализ особенностей формирования гидрогеологических 7 условий Яковлевского месторождения богатых железных руд КМА.

1.1 История изучения подземных вод Днепровско-Донецкого 7 артезианского бассейна.

1.2 Геологическая и гидрогеологическая стратификация Яковлевского 28 месторождения.

1.3 Характеристика основных горизонтов, определяющих условия 59 обводнения подземных выработок при разработке Яковлевского месторождения.

Глава 2. Оценка влияния гидрогеологических условий на безопасность 66 ведения горных работ.

2.1. Оценка возможности перетекания подземных вод 66 нижнекаменноугольного водоносного горизонта.

2.2. Изучение возможности прорывов подземных вод в горные 76 выработки.

2.3 Особенности условий формирования дренируемых вод с целью 84 обоснования структуры и концепции гидрохимического мониторинга.

Глава 3. Изучение возможности использования дренируемых вод в 94 бальнеологических целях.

3.1 Анализ отечественного и зарубежного опыта использования 94 дренируемых вод в бальнеологических целях.

3.2 Использование подземных вод Яковлевского рудника в качестве 110 минеральных.

3.3 Особенности каптажа подземных вод в горных выработках.

Глава 4. Обоснование и организация гидрогеохимического мониторинга 145 как инструмента контроля безопасности ведения горных работ и изменения химического состава подземных вод.

4.1 Основные положения структуры и проведения 145 гидрогеодинамического мониторинга на Яковлевском руднике.

4.2 Гидрогеохимический и гидродинамический мониторинг, 149 проводимый для оценки перетекания и предупреждения локальных прорывов из вышележащего нижнекаменноугольного водоносного горизонта.

4.3 Общие принципы подхода к организации и развитию мониторинга 177 подземных вод Яковлевского рудника от загрязнения и истощения.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Комплексный подход к изучению, оценке и использованию подземных вод Яковлевского месторождения богатых железных руд (КМА)"

Актуальность работы. В настоящее время Россия добывает 220 млн.т. сырой и производит 85 млн.т. товарной железной руды, уступая по этому показателю только Австралии, Бразилии и Китаю. Более 70% разведанных запасов и около 80% прогнозных ресурсов железных руд сосредоточены в европейской части страны в пределах КМА. При этом горнодобывающие предприятия Белгородской и Курской областей обеспечивают более 50% объема добываемой руды в стране. Металлургические предприятия Урала, Сибири и Дальнего Востока, имеющие более 65% всех производственных мощностей, испытывают острый дефицит в местных товарных железных рудах. Ввиду недостатка сырья в этих регионах и стремительным наращиванием темпов мировой торговли железорудной продукцией особое внимание уделяется разработке месторождений богатых железных руд (БЖР). Яковлевское месторождение КМА расположено в Белгородском железорудном районе и относится к одному из крупнейших по разведанным запасам высококачественных руд, содержание железа в которых превышает 60%. Однако, разработка месторождения сопряжена с трудностями, связанными с большой глубиной залегания рудного тела, сложными инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями.

Основные задачи исследований: 1) изучение особенностей формирования химического состава подземных вод руднокристаллического горизонта и анализ его изменения в процессе осушения рудного тела и развития горных работ; 2) исследование гидродинамического взаимодействия руднокристаллического и нижнекаменноугольного водоносных горизонтов, его влияния на безопасность ведения горных работ и преобразование химического состава дренируемых вод; 3) выделение типов дренируемых подземных вод руднокристаллического горизонта для их последующего использования в бальнеологических целях; 4) совершенствование системы гидрогеохимического и гидродинамического мониторинга подземных вод при разработке Яковлевского рудника для решения вопросов перетекания и вторичного увлажнения БЖР, а также контроля бальнеологического качества подземных вод.

Защищаемые положения.

Достоверность научных положений и выводов подтверждается выполненными теоретическими обобщениями по специфике гидрогеологических условий Яковлевского месторождения, значительным объемом шахтных обследований, проведением экспериментальных исследований физических свойств БЖР и химического состава вод руднокристаллического горизонта, выполнением расчетов для определения времени перетекания и прогноза локальных прорывов подземных вод их нижнекаменноугольного водоносного горизонта. Проводимый гидрогеохимический и гидродинамический мониторинг подземных вод полностью подтверждает выполненные ранее прогнозы по расширению фронта перетекания подземных вод нижнекаменноугольного горизонта и влияния тектонических факторов в формировании химического состава дренируемых вод. В основу диссертационной работы положены результаты научно-исследовательских работ, проводившихся на кафедре гидрогеологии и инженерной геологии СПГГИ(ТУ) при участи автора по темам «Научное сопровождение строительства первой очереди Яковлевского рудника» 2004 г., «Научное сопровождение строительства и ввода в эксплуатацию первой очереди Яковлевского рудника» 2003-2007 гг., а также персональных грантов американского фонда гражданских исследований и разработок (CRDF) для аспирантов 2005,2006 и 2007 гг.

Апробация работы и публикации. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы освещались на 7 научных конференциях: Международная научно-методическая конференция «XI Научные чтения имени профессора Н.И. Толстихина» (СПГГИ(ТУ), г. Санкт-Петербург, 2004 г.); Межвузовская молодежная научная конференция «Школа экологической геологии и рационального недропользования» (СПбГУ, г. Санкт-Петербург, 2005, 2006 гг.); 57-я горно-металлургическая научная конференция (Фрайбергская горная академия (технический университет), г. Фрайберг, 2006 г.); II Международная научная конференция «Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных стран» (БелГУ, г. Белгород, 2006 г); Ежегодная научная конференция «Полезные ископаемые России и их освоение» (СПГГИ(ТУ), г. Санкт-Петербург., 2005,2007 гг.)

Основные положения диссертации отражены в 10 опубликованных научных работах, 6 из которых приведены в списке основных публикаций.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 201 странице, состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 121 наименований, содержит 53 рисунка, 46 таблиц, 12 фотографий.

Заключение Диссертация по теме "Гидрогеология", Тимченко, Анна Андреевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. История изучения и использования подземных вод для различных целей северо-восточного крыла Днепровско-Донецкого артезианского бассейна включает в себя четыре этапа: на первом - основное внимание уделялось вопросу использования подземных вод для водоснабжения, а также поискам минеральных вод; второй этап начинается с момента разведки и детальных исследований гидрогеологических условий железорудных месторождений КМА, определяющих безопасность ведения горных работ; третий -разработкой проектов осушения ряда месторождений в процессе добычи полезного ископаемого и расширением спектра использования подземных вод; на четвертом этапе в рамках программы комплексного освоения природных ресурсов на Яковлевском руднике помимо вопросов безопасности ведения горных работ в сложных гидрогеологических условиях, встал вопрос о бальнеологическом изучении вскрываемых подземными выработками вод руднокристаллического горизонта. Отметим, что еще в 1970 году Институтом курортологии и физиотерапии было дано заключение о возможности применения вод вышеупомянутого водоносного горизонта для лечебных целей.

2. В разрезе Яковлевского месторождения подземные воды приурочены к отложениям осадочного чехла (маастрихт-туронский, сеноман-альбский, апт-неокомский, волжский, келловей-батский, нижнекаменноугольный водоносные горизонты), а также к зоне выветривания пород докембрия (руднокристаллический горизонт). К основным особенностям месторождения следует отнести: большую глубину залегания богатых железных руд (более 600 м); наличие в толще осадочных пород, перекрывающих рудное тело, семи высоконапорных водоносных горизонтов, характеризующихся широким диапазоном изменения химического состава вод; сложные условия обводнения рудной залежи; недостаточная изученность гидравлической связи руднокристаллического водоносного горизонта с вышележащим нижнекаменноугольным горизонтом; возможность использования дренируемых вод в качестве минеральных.

3. Основную роль в обводнении подземных выработок Яковлевского рудника играют нижнекаменноугольный и руднокристаллический водоносные горизонты, гидравлически связанные между собой вследствие отсутствия выдержанных водоупорных глинистых прослоев между горизонтами на участке первой очереди отработки рудного тела. В результате анализа геолого-литологического строения приконтактактной зоны известняков нижнего карбона и рудного тела выявлены и оконтурены зоны возможного перетока вод из нижнекаменноугольного водоносного горизонта в подземные выработки Яковлевского рудника (участок первой очереди отработки, расположенный между разведочными профилями III-1600 и III+1600, отнесен к зоне активной гидравлической связи между горизонтами). Расчетами с использованием формулы Цункера определено время перетекания на горизонты -370 м и -425 м при варьировании величины пористости и коэффициента фильтрации БЖР. Получено, что даже минимальные коэффициенты фильтрации (менее л п-10' м/сут) защитных целиков не обеспечивают отсутствие вторичного увлажнения БЖР в период отработки первой очереди и проведения очистных работ.

4. Для решения задачи прогнозирования локальных прорывов подземных вод вышележащего неосушенного нижнекаменноугольного водоносного горизонта в горные выработки Яковлевского рудника выполнены расчеты предельного напора воды в условиях наличия защитной толщи железной руды (ш=53 м) различного состава и изменчивости показателей физико-механических свойств (С и ф). Расчет величины напора Нпр по формуле В.А. Мироненко - В.М. Шестакова показал, что вторичное увлажнение БЖР будет создавать условия для формирования локального прорыва подземных вод из известняков нижнего карбона.

5. Формирование состава дренируемых вод необходимо рассматривать как сложный двухэтапный природно-техногенный процесс. На первом этапе химический состав руднокристаллического горизонта формировался при воздействии только природных факторов в процессе геологического развития юго-западного склона Воронежского кристаллического массива. Второй этап начался с момента строительства Яковлевского рудника, в ходе которого, формирование химического состава подземных вод рудного тела, дренируемых выработками Яковлевского рудника, характеризуется интенсификацией процессов перетекания из вышележащих водоносных горизонтов и подтока по тектоническим трещинам, происходящего в результате ведения горных работ. Выявлено, что воды нижнекаменноугольного водоносного горизонта являются источником НС03", Na+, F", H2S, H2Si03. С восходящим подтоком глубинных вод в руднокристаллический водоносный горизонт по тектоническим трещинам происходит дополнительный привнос следующих макро- и микрокомпонентов: СГ, Na+, К+, В3+, Вг\

6. Изучение химического состава дренируемых вод, а также водопроявлений руднокристаллического водоносного горизонта в ходе разработки Яковлевского рудника позволило выделить три типа вод, которые можно рекомендовать к использованию в бальнеологических целях. Это воды гидрокарбонатно-хлоридного натриевого состава с минерализацией 10001800 мг/дм3, содержащие фтор в количестве до 10 мг/дм3, встреченные в рудной толще на горизонте -425 м вне зоны развития фронта горных работ -1 (ЯР) тип;

3 3 воды с М=600-800 мг/дм , с повышенными содержаниями фтора (до 12 мг/дм ), вскрываемые горными выработками на первоочередном участке отработки рудного тела и подверженные процессам разбавления при нисходящем перетекании пресных вод из известняков нижнего карбона - II (ЯР) тип; хлоридные натриевые воды с минерализацией до 10000-12000 мг/дм3 и содержаниям фтора 2-4 мг/дм , вскрытые горными выработками в гранитоидах - III (ЯР) тип.

7. По результатам проведенного в 2006-2007 гг гидрогеохимического мониторинга уточнены контуры зон перетекания вод из нижнекаменноугольного водоносного горизонта. Индикатором процесса перетекания на участке первой очереди отработки рудного тела является изменение химического состава подземных вод руднокристаллического водоносного горизонта, а именно снижение минерализации менее 1000 мг/дм3, преобладание НСОз'-ионов над ионами СГ, повышение содержания фторидов и сероводорода в дренируемых подземных водах по сравнению с фоновыми концентрациями.

8. По результатам проведенного гидрохимического и гидродинамического мониторинга на Яковлевском руднике на участке первой очереди отработки рудного тела были выделены зоны с различными водопритоками: 1-я -осушенная; 2-я зона - с малыми водопритоками; 3-я - со средними и 4-я зона -с повышенными водопритоками.

9. Прослежена динамика изменения уровней нижнекаменноугольного и руднокристаллического водоносных горизонтов. С 1992 года осушение Яковлевского месторождения осуществляется только за счет руднокристаллического водоносного горизонта. После отключения системы опытного водопонижения нижнекаменноугольного водоносного горизонта до 2005 года происходило постепенное восстановление его уровня. Выявлено, что с января 2005 года наблюдается тенденция снижения уровней подземных вод в вышеупомянутых горизонтах.

10. Гидрогеохимический и гидродинамический мониторинг, проводимый на Яковлевском руднике должен выполняться для решения следующих задач: 1) оценка интенсивности нисходящего перетекания вод нижнекаменноугольного горизонта в рудную залежь и восходящего - из тектонических трещин; 2) прогноз и предупреждение вторичного увлажнения БЖР защитного целика и рудного тела; 3) прогноз изменения соотношения основных бальнеологически активных микро- и макрокомпонентов при развитии фронта горных работ; 4) наблюдения за положением пьезометрической поверхности нижнекаменноугольного и руднокристаллического водоносного горизонтов по существующей сети наблюдательных скважин на поверхности; 5) контроль за постоянством состава и качеством минеральных вод выделенных трех типов вод на Яковлевском руднике.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Тимченко, Анна Андреевна, Санкт-Петербург

1. Абрамов Н.Н., Гениев Н.Н., Павлов В.И. Водоснабжение (изд. 3-е, переработанное). -М.: ГОССТРОЙИЗДАТ, 1958. 580 с.

2. Абрамов С.К., Биндерман Н.Н., Семенов М.П. Водозаборы подземных вод. Гидрогеологические изыскания и проектирование М.: ГОССТРОЙИЗДАТ, 1947. - 228 с.

3. Алекин О.А. Основы гидрогеохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - 443 с.

4. Александров В.А. Классификация минеральных вод. Основы курортологии. Т.1,4.1. М.: Госмедиздат, 1940 - 44 с.

5. Бабинец А.Е. Подземные воды юго-запада Русской платформы (распределение и условия формирования). Киев: Изд. АН УССР, 1961. - 380 с.

6. Бабушкин В.Д., Плотников B.C., Лосев Ф.И. Прогноз режима подземных вод на территории КМА при разработке месторождений и эксплуатации водозаборов. М.: Изд-во ВСЕГИНГЕО, 1967. - 91 с.

7. Басков Е.А., Петров В.В., Суриков С.Н. Региональный палеогидрогеологический анализ условий рудообразования для основных этапов геологического развития Русской платформы (в рифее-фанерозое). -СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2001,166 с.

8. Бобрышев А.Т. Геологические условия месторождения БЖР Белгородского района и отвечающая им схема водопонизительных мероприятий / Материалы по геологии и полезным ископаемым центральных районов Европейской части СССР. Вып. 1.-М., 1958, с.115-125.

9. Богомолов Г.В., Плотникова Г.Н., Титова Е.А. Кремнезем в термальных и холодных водах. М.: Наука, 1967. - 112 с.

10. Богомолов Г.В., Силин-Бекчурин А.И. Специальная гидрогеология. М.: Госгеолтехиздат, 1955.-248 с.

11. Боревский Б.В.(ЗАО ГИДЭК), Возняковская И.Г.(МПР России), Стрепетов В.П. (ФГУП «Центр-регионмониторинг»), Язвин Л.С. (ЗАО ГИДЭК) Питьевые подземные воды стратегический природный ресурс XXI века // Отечественная геология. - 2004. - №1. - с. 82-83

12. Бочаров В.Л., Бугреева М.Н., Смирнова А.Я., Плешкова О.Н.

13. Экологически чистые условно минеральные воды Белгородского горнорудногорайона КМА // Вестник Воронежского университета. Геология, №1, 2002, с. 243-248

14. Валяшко М.Г. Основные химические типы вод и их формирование. ДАН СССР, 1955, т. 102, №2, с. 315-318.

15. Вернадский В.И. История природных вод. М.: Изд-во АН СССР, 1960, т.4, кн.2.-651 с.

16. Власов С.Н., Маковский JI.B., Меркин В.Е. Аварийные ситуации при строительстве и эксплуатационных тоннелей и метрополитенов. М.: ТИМР, 2000.-232 с.

17. Ворошилов Ю.И. Геохимия фтора в водах карбона Московского артезианского бассейна. -М.: Недра, 1972. 96 с.

18. Газизов М.С., Унковская Н.Ф. К вопросу о водопонижении при строительстве первого Яковлевского рудника / Вопросы разработки месторождений Курской магнитной аномалии. М.: Изд. АН СССР, 1961, с.166-181.

19. Геология, гидрогеология и железные руды бассейна Курской магнитной аномалии (КМА). В 3-х томах. T.I. Геология. Ред. В.Д. Полищук. 1970. -440 с. Том И. Гидрогеология и инженерная геология. Ред. А.Т. Бобрышев. - М.: Недра, 1972.-480 с.

20. Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников. СанПиН 2.1.4.1175-02. Введ. 08.01.03. - М.: Федеральный центр госсанэпидемнадзора Минздрава России, 2003

21. Гидрогеологические исследования в горном деле. Под общ. ред. докт. минерал, наук В.А. Мироненко. М.: Недра, 1976. - 356 с.

22. Гидрогеология СССР. T.IV. Белгородская область и др. М.: Недра, 1972. - 603 с.

23. Гидрогеология СССР. T.V. Украинская ССР. М.: Недра, 1971. - 614 с.

24. Головкинский Н.А. Артезианские колодцы Таврической губернии. -Одесса: Экономическая типография, 1890.-40 с.

25. Гольдберг В.М., Газда С. Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения. М.: Недра, 1984. - 262 с.

26. ГОСТ 13273-88. Воды минеральные питьевые лечебные и лечебно-столовые. Технические условия. Введ. 01.01.89. - М.: Издательство стандартов, 1994.

27. Гуров А. Первое артезианское бурение на подмеловые воды в Харькове. / Труды ОИП Харьковск. ун-та, т.ХХ, 1887.

28. Дубянский А.А. Гидрогеологические районы Воронежской области. Вып.1. -Воронеж, 1935.

29. Дубянский А.А. Гидрогеологические районы Воронежской области. Вып.1, II, III.-Воронеж, 1939.

30. Дунаев В.А. Минерально-сырьевые ресурсы бассейна КМА //Горный журнал, 2004, №1, с. 9-12

31. Желваков А.В. Минеральные воды Чехии // Советская геология, 1960 г, №8. с. 102-114

32. Железные руды КМА / Гл.ред. В.П. Орлов. М.: ЗАО «Геоинформмарк», 2001.-601 с.

33. Жовинский Э.Я. Геохимия фтора в осадочных формациях юго-запада Восточно-Европейской платформы. Киев: Наук, думка, 1979. - 200 с.

34. Жовинский Э.Я., Кураева И.В. Геохимия фтора (прикладное значение). -Киев: Наук, думка, 1987. 160 с.

35. Зайцев И.К. Принципы гидрогеологического районирования и типизации гидрогеологических структур / Тр. ВСЕГЕИ, нов. сер., 1974, т.299, с.5-9.

36. Зайцев И.К., Толстихин Н.И. Закономерности распространения и формирования минеральных промышленных и лечебных вод на территории СССР. М.: Недра, 1972. - 280 с.

37. Захарченко Г.М. О связи подземных и поверхностных вод Днепровско-Донецкого артезианского бассейна / Труды III Всесоюзного гидрогеологического съезда. T.IX- JL: ГИМИЗ, 1959, с.309-319.

38. Иванов В.В., Невраев Г.А. Классификация подземных минеральных вод. -М.: Недра, 1964.-167 с.

39. Игнатович Н.К. Гидрогеология Русской платформы. М.: Гос.зд-во геол. лит-ры, 1948.-334 с.

40. Игнатович Н.К. Гидрогеологические структуры основа гидрогеологического районирования территории СССР // Советская геология, 1941, №19, с.24-33.

41. Игнатович Н.К. О закономерностях распределения и формирования подземных вод / Доклады АН СССР, 1944, том XLV, №3, с. 133-136.

42. Инструкция по применению классификации эксплуатационных запасов подземных вод к месторождениям лечебных минеральных вод. М.: ГКЗ СССР, 1984.

43. Использование и перспективы освоения минеральных, термальных и промышленных вод / Г.С. Вартанян, В.А. Комягина, Р.И. Плотникова, Т.Н. Соустова, А.А. Шпак. М., 1999. - 86 с.

44. Каталог минеральных вод СССР. Приложение к карте минеральных вод СССР масштаба 1:4000000. М., 1969. - 288 с.

45. Кирюхин В.А., Короткое А.И., Шварцев C.JI. Гидрогеохимия. М.: Недра, 1993-384 с.

46. Колодяжная А.А., Крюкова В.Г. О происхождении карста в отложениях нижнего карбона Курской магнитной аномалии./Геохимия подземных вод некоторых районов Европейской части СССР. М.: Изд. АН СССР, 1963, с.38-59.

47. Колотое Б.А. Гидрогеохимия рудных месторождений. М.: Недра, 1992. -192 с.

48. Короткое А.И., Грейсер EJL, Саванин B.C. и др. Соленые воды и рассолы Балтийского щита // ДАН СССР, т,238, № 4, 1978, с.951.

49. Короткое А.И., Тимченко А.А. Анализ опыта бальнеологического использования рудничных вод. // Гидрогеология и карстоведение: Межвуз. сб. науч. тр, Пермь: Перм. ун-т, 2006, Вып. 16. С. 92-101.

50. Короткое А.И., Тимченко А.А. Проблема использования вод руднокристаллического водоносного горизонта в бальнеологических целях // Современные проблемы горной промышленности. Записки горного института. Т. 168, СПб, 2006. С. 223-230.

51. Кравчинский Ф.И. Минеральные (лечебные) и промышленные воды // Гидрогеология СССР. М.: Недра, 1972, т. IV. с. 424-441.

52. Крайнев С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. Геохимия подземных вод. Теоретические, прикладные и экологические аспекты. М.: Наука, 2004. -677 с.

53. Красинцева В.В. Гидрогеохимия хлора и брома. М.: Наука, 1968. - 196 с.

54. Кулибаба Ф.В. Подземные воды Курского экономического района и их использование в промышленности и сельском хозяйстве. / Бюлл. техн. информ., №5. Изд. Курского СНХ, 1958.

55. Куликов Г.В., Жевлаков А.В., Бондаренко С.С. Минеральные лечебные воды СССР: Справочник. -М.: Недра, 1991. 399 с.

56. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984.-448 с.

57. Маков К.И. К вопросу о путях формирования подземных вод Днепровско-Донецкой впадины / Доклады Академии наук СССР, 1944, t.XLIV, №9, с.415-417.

58. Маков К.И. О гидрогеологическом районировании Днепровско-Донецкой впадины // Советская геология, 1940, №5-6, с. 112-127.

59. Маковский B.JI. Подводное тоннелестроение. М.: Транспорт, 1983. -182 с.

60. Маринов Н.А., Пасека И.П. Трускавецкие минеральные воды. М.: Недра, 1978.-296 с.

61. Мироненко В.А., Мольский Е.В., Румынии В.Г. Горнопромышленная гидрогеология. М.: Недра, 1989. - 287 с.

62. Мироненко В.А., Шестаков В.Н. Основы гидрогеомеханики. М.: Недра, 1974.-412 с.

63. Никитин С.Н. Грунтовые и артезианские воды на Русской равнине. СПб., 1900.-72 с.

64. Овчинников A.M. Минеральные воды. Изд.2-е. М.: Госгеолтехиздат, 1963.-375 с.

65. Опыт водопонижения на месторождениях полезных ископаемых со сложными гидрогеологическими условиями. Под ред. М.С. Газизова. М.: Изд-во Академии наук СССР, 1963.-412 с.

66. Павлов А.Н., Шемякин В.Н. Опыт геохимической классификации природных вод. // Геохимия, №12,1967

67. Павлов И.Н., Прохоров С.П., Скворцов Г.Г., Лосев Ф.И.,

68. Гидрогеологические и инженерно-геологические условия железорудных месторождений Курской магнитной аномалии. М., 1959

69. ПБ 07-602-03. Правила разработки и охраны месторождений минеральных вод и лечебных грязей. Введ. 06.06.03. - 7 с.

70. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. СанПиН 2.1.4.1074-01. Введ. 01.01.02. - М.: Федеральный центр госсанэпидемнадзора Минздрава России, 2002.

71. Плотников Н.А. Северо-Украинская мульда. Гидрогеологический очерк глубоких подземных вод. М.-Л.-Новороссийск: ГОНТИ, 1934.

72. Плотников Н.А., Алексеев B.C. Проектирование и эксплуатация водозаборов подземных вод. М.: Стройиздат, 1990. - 256 с.

73. Плотникова Г.Н. Сульфидные воды. В кн.: Гидрогеология и геохимия лечебных минеральных вод. - М.: ЦНИИКиФ, 1981, с. 5-30.

74. Посохов Е.В., Толстихин Н.И. Минеральные воды (лечебные, промышленные, энергетические). Л.: Недра, 1977. - 240 с.

75. Принц Е., Кампе Р. Источники (пресные и минеральные источники). М.: Сельхозгиз, 1937. - 312 с.

76. Прохоров С.П., Скворцов Г.Г. Инженерно-геологические свойства рыхлых богатых руд КМА и вопросы их дальнейшего изучения. // Разведка и охрана недр, 1958, №4, с.49-53

77. Савицкий П.Т. Об артезианских водах девонских отложений в Старом Осколе Курской области // Разведка недр, 1938, №6, с.7-12.

78. Самарина B.C. Гидрогеохимия. Л.: ЛГУ, 1977. - 360 с.

79. Семихатов А.Н. Подземные воды СССР. Часть I. Подземные воды Европейской части СССР. М.-Л.-Новороссийск: изд. ОНТИ НКТП СССР, 1934.-400 с.

80. Сидоренко С.А., Сидоренко А.В. Органическое вещество в осадочно-метаморфических породах докембрия. М.: Наука, 1975.

81. Смирнов Б.Н. Гидрогеологические условия Яковлевского железорудного месторождения // Разведка и охрана недр, 1959, №12, с.27-30.

82. Смирнова А .Я., Бочаров В.Л., Лукьянов В.Ф. Минеральные воды Воронежской области (лечебные и лечебно столовые). Воронеж: Изд-во ВГУ, 1995.- 182 с.

83. СНиП 2.06.14-85. Защита гонных выработок от подземных и поверхностных вод. Введ. 01.01.86. - М.: Госстрой СССР, 1986.

84. СП 2.6.1.758-99. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99). Введ. 01.01.00. - М.: Департамент Госсанэпидемнадзора России, 1999.

85. Справочник по гидрогеохимии. Под ред. д.г.-м.н. A.M. Никанорова. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 392 с.

86. Сулин В.А. Условия образования, основы классификации и состав природных вод. М.: Изд-во АН СССР, 1948. - 106 с.

87. Талдыкина Е.М., Шульженко В.Н. Новые данные о минеральных водах на территории Воронежской области / Материалы по гидрогеологии центральных районов Европейской части СССР. М.: Геолфонд РСФСР, 1979, с. 65-67.

88. Теплице / Чехословацкие курорты, под ред. Ц. Валшик. Братислава: Словакотерма, 1970, с.32-34.

89. Тимченко А.А. О возможности бальнеологического использования шахтных вод железорудных месторождений КМА // Гидрогеология и карстоведение: Межвуз. сб. науч. тр, Пермь: Перм. ун-т, 2006, Вып. 16. С. 102110.

90. Тимченко А.А. Особенности гидрогеохимической зональности Яковлевского месторождения КМА // Гидрогеология и карстоведение: Межвуз. сб. науч. тр, Пермь: Перм. ун-т, 2006, Вып.16. С. 111-116.

91. Фролов И.Н., Лежнев А.В., Лось И.Ф., Логачев Н.Т. Ликвидация прорыва воды в шахтный ствол, сооружаемый в сложных гидрогеологических условиях //Шахтное строительство, 1985, №8, с.18-20.

92. Хватов Б.В. и др. Кадастр подземных вод СССР. Белгородская область. Гидрогелогический очерк и каталог буровых скважин. М: ВГФ,1964.

93. Чайкин С.И. Геология Яковлевского месторождения, ресурсы и перспективы Белгородского железорудного района / Материалы по геологии и полезным ископаемым центральных районов Европейской части СССР. Вып.1. -М., 1958, с.94-114.

94. Чайкин С.И. Геология Яковлевского месторождения и перспективы развития богатых железных руд КМА // Горный журнал, 1956, №1, с.8-11.

95. Черноус А.Н., Сарванов A.M. О возможности внутреннего применения, Кульдурской минеральной воды с лечебной целью / Материалы научно-практической конференции, посвященной 50-летию курорта «Кульдур» -Хабаровск, 1974. с. 104-108

96. Шлегель Г.Г. Общая микробиология. М.: Мир, 1987. - 556 с.

97. Щеголев Д.И., Краснопевцев Н.Д. Геологическое строение и гидрогеологические условия осадочной толщи района КМА / Проблемы советской геологии, №10, T.IV, 1934.

98. Щеголев И.Н., Селезнев В.Н., Кирьянчук В.Е. и др. Основы рационального освоения недр КМА Воронеж: Изд-во ВГУ, 1991. - 176 с.

99. Щербаков А.В. Гидрогеохимические исследования при поиске и разведке подземных бороносных вод. М.: Госгеолтехиздат, 1961. - 128 с.

100. Щербов Б.Л. Геохимия бора в корах выветривания каолинового типа. -Новосибирск: Наука, 1982. 112 с.

101. Яновский П.Л. Минеральные воды СССР (разливаемые в бутылки). М.: Пищевая промышленность, 1964. - 164 с.

102. Timchenko A. Strategy for Water Protection at Jakovlevsky High-Grade Iron-Ores Deposit. Freiberger Forschungsforum 57.Berg- und Huttenmannischer Tag 2006, Kolloquium 12, "Development, Exploitation and Processing of Raw

103. Materials". Institut fur Geologie, TU Bergakademie Freiberg, Freiberg, 2007. P. 5256.

104. Vlastimil Myslil, Jaroslav Vacl. Zapadoceska lazenska oblast. Praha: Vydal Ustredni listav geologicky v Academii, nakladatelstv Ceskoslovensk6 akademie ved: 1966. c. 120-128.1. Фондовая литература

105. Отчет о геолого-разведочных и поисковых работах на Яковлевском железорудном месторождении КМА по состоянию на 1 октября 1958. Чайкин С.И., Саар А.А. и др. Кн.1 и 2. 1958.

106. Отчет о научно исследовательской работе «Разработка рекомендаций по совершенствованию системы осушения шахтного поля в процессе строительства Яковлевского рудника». Белгород, 1990.

107. Отчет о доразведке гидрогеологических условий, подсчету запасов дренажных вод в увязке с рациональной схемой осушения Яковлевского железорудного месторождения по состоянию на 01.08.1992г. Белгород, 1993.

108. Отчет о НИР «Анализ результатов опытно-эксплуатационного глубокого водопонижения на Яковлевском железорудном месторождении КМА». Науч. руковод. проф. В.А. Мироненко. ЛГИ. Ленинград. 1997.

109. Отчет по теме: «Составление комплекта гидрогеологических карт масштаба 1:500000 территории деятельности Центрального РГЦ», МПР, Центральный ДПР, «Геокарт». Составители Н.А.Хрисанова, Н.И.Смирнова, М., 2001.

110. Отчет о НИР «Научное сопровождение строительства первой очереди Яковлевского рудника» СПГГИ (ТУ). Науч. руковод. проф. Трушко В.Л.СПб, 2004.

111. Отчет о НИР «Научное сопровождение строительства и ввода в эксплуатацию первой очереди Яковлевского рудника» СПГГИ (ТУ). Науч. руковод. проф. Трушко В.Л. СПб., 2003.

112. Отчет о НИР «Научное сопровождение строительства и ввода в эксплуатацию первой очереди Яковлевского рудника» СПГГИ (ТУ). Науч. руковод. проф. Трушко В.Л. СПб., 2005.

113. Отчет о НИР «Научное сопровождение строительства и ввода в эксплуатацию первой очереди Яковлевского рудника» СПГГИ (ТУ). Науч. руковод. проф. Трушко В.Л. СПб., 2006.

114. Отчет о гидрогеологических и инженерно-геологических работах за 2005г. (мониторинг подземных вод). Белгородская обл. пос. Яковлево, 2006.

115. Проект I очереди строительства мощностью 1 млн. тонн сырой руды в год. Защита от подземных вод «НОВОТЭК». Книга 1. Пояснительная записка. Белгород, 2006.

116. Отчет о НИР «Научное сопровождение строительства и ввода в эксплуатацию первой очереди Яковлевского рудника» СПГГИ (ТУ). Науч. руковод. проф. Трушко В.Л. СПб., 2007.

Информация о работе

Тимченко, Анна Андреевна
кандидата геолого-минералогических наук
Санкт-Петербург, 2007
ВАК 25.00.07

Диссертация

Комплексный подход к изучению, оценке и использованию подземных вод Яковлевского месторождения богатых железных руд (КМА) - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы