Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Прогноз изменения гидрогеологических условий отработки и оценка запасов дренажных вод Соколовско-Сарбайской группы месторождений

ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Прогноз изменения гидрогеологических условий отработки и оценка запасов дренажных вод Соколовско-Сарбайской группы месторождений"

И ) Я МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

4 * АКАДЕМИЯ НАУК КАЗАХСКОЙ ССР ИНСТИТУТ ГИДРОГЕОЛОГИИ И ГИДРОФИЗИКИ ИМ. У. М. АХМЕД С АФИН А

На правах рукописи

ЕДИГЕНОВ Л1нх;мм Беккужиеонч

УДК (550.3 : 550.812) : 028.175 : 553.31 (574.21)

ПРОГНОЗ 1Ш\Е!1ЕИИЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ

УСЛОВИЙ ОТРАБОТКИ И ОЦЕНКА ЗАПАСОВ ДРЕНАЖНЫХ ВОД СОКОЛОВСКО-САРБАИСКОП ГРУППЫ IиЕСТОРОЖДЕШ1П

Специальность 04.00.00 — Гидрогеология '

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-мннералогических наук

Алма-Ата —

1990'

Работа выполнена и Институте гидрогеологии и гидрофизики ЛИ КазСХ.Р им. У. М, Ахмедсафипа и Железорудной геолигоразиедочнон акснедицип ИГО еСевказгеологпя».

Научные руководите;!«: доктор геолиго-шшералогическнх наук,

профессор — С, Ж, Ж АПЛРХАНОВ,

кандидат г. о.юго-минералогпческих наук, старший научный сотрудник — Т. Т. МАХМУТОВ.

Официальные оппоненты; доктор технических наук—ПЕСЕЛОВ В. П.,

г, Алма-Ата,

кандидат геолого-.мннералошческнх наук— —-ДЖУМАГУ.'ЮВ М, 'Г., г. Алма-Ата

Ведущая организации; Центральная -гидрогеологическая :шсиеди-

цпя ГданКГУ «Кнзгсоло11Ш1>, г. Алма-Ата

Защита состоится »30 » /И СУ П/77 (У_ W_3£L

в ■_^{) _ час. на заседании снецпализнропанного Сонета

It. 008. 19.0J по присуждению ученой степени кандидата геолого-Чинералогическик наук при Институте гидрогеологии и гидрофизики АН КазССР им. У. М. Ахмедсафнна, но адресу; 48010.1, г. Алма-Ата, Красина, 94. .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института гидрогеологии н гидрофизики АН КаяССР им, У. М. Ахмедсафнна, "

Автореферат разослан « ^^ » J7 lfl г.

Ученый секретарь специализированного Совета,

кандидат еболого-минералогических наук: M,jX. ДЖАВАСОВ

Ü5.J.90. 'Um. г. Рудного, »au. Лг 81-1—100.

| ОБЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

От/тел ! Актуальность проблемы. Высокие- темпы развития горнодсбыяапаих ;111£&раслей промышленности в нашей стране предъявляют на со временно« этапе качественно новые требования к изучение природных условия отработки месторождений. Это вираыается прежде всего в комплексном изучении полезных компонентов рудных объектов, в т.ч. дренажных вод и оценке влияния освоения месторождения на геологически соеду. Современный опыт показывает, что воздействие отработки горнорудных предприятий выходит за рамки собственно горних выработок и охватывает значительные площади в пределах влияния производственных водопонпкений, где могут располагаться месторождения пресных подземных вод и поверхностные водотоки, на которых базируется водоснабжение городов и сельского хозяйства. В настоящее время настоятельно назрела необходимость в разработке методики оценки запасов подземных вод, участвующих в обводнения рудных месторождений. Особенно это актуально для месторождений со сложными гидрогеологическими условиями. Кроме того, во многих регионах страны, в т.ч. и Северном Казахстане особенно остро ощущается дефицит пресной воды, что связано с активным разбором говерхнос-. тннх вод на ну;.;до промышленности и сельского хозяйства, .нерациональным использованием водных ресурсов. В этой связи жизненно задним является разработка научных основ рационального использования всех видов водных источников (и поверхностных и подземных) с применением разнообразных современных методов, комплексное использование которых позволяет решить широкий круг задач.

Целыз работы является изучение изменений гидрогеологических условий отработки месторождения со сложными природными условиями, влияние их отработки на окружающую среду и разработка рациональных схем использования водных ресурсов района.

Задачи исследований включают: прогноз обводненности действув-еих и проектируемых железорудных месторождений применительно к оценке запасов дренажных вод? уточнение расчетных гидрогеологических параметров по опыту строительства и эксплуатации горнорудных объектов,' оценку степени ущерба запасам ппесных подземных вод и поверхностному стоку от дренааннх мероприятия на действующих карьерах и шахтах," изучение формирования'рудничных вод и водообмена в многослойной толвд; прогноз изменения качества дренекных вод; уточнение ресурсов и запасов подземных вод в нарушенных условиях," разработку рекомендация по рациональному водопользовании.

Методика исследования основана на: I) обобщении, систематизации и анализе имевшегося фактического материала; 2) проведении (полевых) буоовых и опытных работ по созданию региональной режимной сети; 3) применении, математического моделирования на ЭВМ серии ЕС для прогнозной оценки гидрогеологических условии отработки рудных месторождении; применении ядерно-изотопных методов для изучения формирования рудничных вод; 5) выполнении аналитических расчетов по определение расчетных гидрогеологических параметров и прогнозу изменения гидрогеологических условии района.

- Научная новизна. I) Разработаны методические подхода к оценке запасов дренажных вод для месторождения со сложными гидрогеологи- ' ческими условиями (на примере Соколовско-Сарбаиской группы месторождений);- 2) создана постоянно действующая математическая модель гидрогеологических условий района; з) оценены ресурсы .и запасы подземных вод в нарушенных условиях,"оценен.уцеоб месторождениям пресных подземных вод и поверхностному.стоку; 4) установлены .особенности формирования подземных вод в естественном и нарушенном состоянии; 5) дана оценка изменения качества дренажных вод в карьерах и прудах-накопителях; б) создана научная основа рационального использования водных ресурсов района.

Практическая ценность .работы заключается в том, что оценены и утверждены в ГСЗ СССР запасы солоноватых дренажных вод для технического водоснабжения обогатительных фабрик, даны рекомендации по осуыенив месторождений. Методические подходы к изучению изменений гидрогеологической обстановки в горнодобывающем районе Куста-наиской области могут быть использованы для других территорий Казахстана со сложными гидрогеологическими условиями. Кроме того, в работе показана вся острота/водной проблемы и разработаны рекомендации по рациональному использованию водных ресурсов. Полученные материалы дают исходную информацию для разработки генеральной схемы рационального водопользования при дальнейшем освоении территории Куствнайской области.

Реализация работы. Результаты научных исследований, отраженных в диссертации, вошли в состав отчета по- оценке эксплуатационных запасов дренажных технических вод Соколовского, Сарбаиского и Качарского железорудных месторождений. .Материалы подсчета запасов, содержащие рекомендации по осушению месторождений и-рациональному водопользованию, переданы в Соколовско-Сарбайское горное производственное объединение(ССГЛО). Ряд принципиальных положений вошли в состав отчета о детальной разведке, эксплуатируемого Качарского

мео то рождения. Отчет передан Качарскому ГОКу, который использует полученные данные для решения вопросов эффективного осушения месторождения.

Апробация работы. Основные 'вопросы, изложенные в диссертаций, были долокены на расширенном заседании лабораторий гидрогеологии горнорудных районов и моделирования водных экосистем Института гидро геологии и гидрофизики АН Я аз ССР (Алма-Ата, 1989 г.). По теме диссертации опубликовано 4 научные статьи.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав а заключения, изложенных на 148 страницах машинописного текста, иллюстрируется 50 рисунками и 46 таблицами. Список литературы включает 104 наименования.

Автор глубоко признателен научным руководителям, доктору геолого-пшералогических' наук, профессору С.И.йапарханову и кандидату геолого-минералогических наук Т.Т.Пахмутову за научное и методическое руководство данной работой. В процессе написания диссертации автором получено много ценных советов от доктора технических наук В.В.Веселова л кандидатов геолого-минералогич;зких наук М.М.Буракова, В.М.Мирласа, В.В.Сона и Е.Е.Муртазина, которым йзтор вы рака ет искрении благодарность.

3 Кустанаяскоя области, являющейся крупным производителем зерна и животноводческой продукции, за последние 30 лет создан поеный горнодобывающий комплекс по добыче и переработке железных руд. Основным предприятием этого профиля является ССГПО, объекты ■ которого сосредоточены на западе области. Здесь не расположены города Рудный, Кустанаг.-и Качар. Многолетняя эксплуатация Соколовского, Сарбайского и Качарского месторождения изменила природ-нуп-обстановку и привела к нарушении естественных условия геологической среды. Водохозяйственная обстановка района напряженная, водные ресурсы ограничены я должны использоваться рационально. Для оценки влияния отработки месторождения на геологическуь среду (гидрогеологический аспект проблемы), прогноза обводненности этих объектов в условиях тесного взаимодействия, а также планирования рационального использования водных ресурсов района (в т.ч. дренажных вод) нами выполнены специальные исследования с использованием комплекса современных методов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе' рассмотрены природные факторы формирования подземных вод.

Цельеф.. Рассматриваемая территория расположена в северной

части Тургайского прогиба. Особенностью рельефа является его равнинность. Преобладающие абсолютные откетки 170-220 и. Значительные площади в районе занимают долины рек Тобол и Аят. Характерно также наличие озерных котловин.

Климат района резко континентальный. Характерны сильные, устойчивые ветры, продолжительная холодная зима, жаркое лето, а также резкие месячные и суточные колебания температуры воздуха. Среднегодовые температуры воздуха Годовое количество атмосферных осадков более 300 мм, из них 70-7% выпадает в теплый период года. Испарение с открытой водной поверхности составляет -------------800-1100 мы/год, а с поверхности почвы 100-150 мм/го д.

Ги£роГ£атическая_сеть, территории представлена р.Тобол с. левобережным притоком Аят.~Сток реки Тобол зарегулирован каскадом водохранилищ, наиболее крупные из которых ^Верхнетобольское и ■ Каратаыарское. Около 705? речного стока аккумулируется в емкостях — водохранилищ, в' районе имеется множество бессточных озер с солоноватой или соленой водой, пересыхающих в маловодные годы. Значительные площади занимают накопители-испарители рудничных вод ССГПО - в частности, Васильевский испаритель- - 83 км^.

Ге£лого-ст£укт^ны£ особенности территории, В геологическом строении района выделяются два структурных этажа. Первый сложен кета шрфиз о ванными палеозойскими и докембрнлокими осадоЧныь;::, эффузивными и интрузивными породами, которые esopauu в складки и осложнены разрывными нарушениями. Многочисленные разрывные нарушения различной протяженности и направлений обусловливают блоковое строение фундамента. Второй структурный этач; сложен глинисто-песчаными отложениями мезозоя и кайнозоя, залегающими почти горизонтально на первом. Он состоит из нескольких литолого-стратигра-фических горизонтов: нижнекеловых континентальных отложений, верхнемедовых морских осадков, эоденовых морских отложений, сли-гоцен-киоценовых аллюваально-озерных осадков и четвертичных ал-лввиаяьно-делювиальных образований. Почти все слои нижнего этажа

наклонены к северо-востоку - к осевой части Тургайского ирогноа. Соответственно общая мощность нед-палеогеновых пород возрастает в этом исправлении от ; "¡скольких кгтров до первых -стен метров.

Зо вт о роя г.чапе дается характеристика подземных вод района. П"!* изученш: гидрогеолснческих условий территории использовались ■х^у.'л.тати геологических и гидрогеологических съемок Ш.А.Ново-сельцез, А.А.Кек^сгалиез, Л.Н.Снмонекко, И.А.Какзалаков, с.я.гапс и др.), данные поисковых и разведочных робот на пресные воды

(Р.Г.Новосельцева, М.Е .Едигенпв, Н.И.Йикезич, З.П.Овчннпхсоз и др.), материалы разведки месторождений келезных пуд (Л.Б.Едиге-нов, З.К.Делнека, В.З.Оон, 3. М.Шплас, 3.А.иыховскнл, А.П.Журавлев и др.), а так&е специальные исследования связанные с о цепкой запасов дрепашшх вод СМ.Б.Едигеноз, З.М."ирлас, З.К.Делнека, 3.3.Сон, А.Т.Окиданоз, 3.А,Поляков и др.). Кроме того, "иснэльзо-вани региональные исследования по формировании подземных вод Северного Казахстана, выполненные Институтом гидрогеологии и гидро физики АН Каз^СР (У.М.Ахмедсафин, С.М.Муха::едаанов, Оыдоков, ^'..¿апарханов, С.М.Шапиро, Р.И.Курпангалиев и др.).

3 составе подземнь'х вод выделяется: грунтовое пороге воды четвертичных отложения; перовые, пластовые слабсиппорные в палеогеновых ч меловых осадках,* напорные трещинные л трецинио-карс-товые вода, приуроченное к изверженным, метаморфическим я оездоч-пь!п образованиям палеозоя, 3 разрезе водоносные горизонт-; комплексы имэцт поэтапное почти горизонтальное залегай;:е.

Зо^о£0£1ИЗ_горизонт четвотгичкнх_аллоз£альных отложения пас-пространен в долинах рек Тобол и Аят. Зодов:.еща£>щне порода представлены разнозернистыш часто гравзлистынп песками с линзами галечников и прослоями песчаных глин мощность» до ¿0 м. Глубина залегания уровня грунтовых вод изменяется от 2,0 до 5,5 м. Дебиты екзвжнн 1,0-2,5 л/с .при понижении 1-3 к. Коо:ф.ициенти фильтрации песков изменяется от Ю до 100 м/сут, водоотдачи 0,2-0,24, По химическому составу воды, в основном, гидрокароо-натные натриевые .с минерализацией 0,5-1,5 г/л. Горизонт имеет большое практическое значение для водоснабжения близрасполо^ен-них многочисленных поселков и поомыпленных предприятии.

Водоносны ¡мгоризонт £л^го>ц^!юв£х_отл£>ле!;ий_имеет шпокое распростпанениеи представлен келко-среднезернистыми песками мощностью до 30 и. Отсутствует он только в долинах рек н на ограниченных участках в центрально л части Тобол-Тогузакского междуречья. От нижележащего зоценового водоносного горизонта он отделяется слабопроницаемыми глинаш чеганской см ты мощность!) 20-30 н. 3 отдельных местах имеются гидрогеологические "окна", что создает условия для перетекания грунтовых вод в нинелеиащие горизонты. Коэффициенты фильтрации пород из меняйтея от сотых долей до 20 м/сут, водоотдачи 0,1-0,2. Пресные гидрокарбонатные натриево-кальциевые воды с минерализацией до 1 г/л распространены на западе района и в пределах Костычевского месторождения пресных гйодземных вод (утвержденные запасы 5500 и3/сут.). Водоност.ый горизонт частично осушается па периметрам железорудных карьеров.

Водопритоки к Соколовскому и Сарбайскому карьерам из ътого горизонта 150-200 м3/ч, в восточную траншег) Качарскего карьера 5Л0 м3/ч. *

Во^оносный_горизонт з.оцено№х отмнении распространен почти повсеместно и представлен, опоками, песчаниками, песками, которые залегают на меловых отложениях и только на крайнем западе района - непосредственно на палеозойских породах, либо глинах коры выветривания. Мощность водовмещающих пород от 5-Х5 м до 50 м. Наиболее обводнены мелко-среднезернистые пески и песчаники. На севере района породы эоценовой толии вскрывается на глубинах

Ьдесь глины чеганс'кой свиты местами размыты и пески эоцена перёкрыты-маломощнои толщей четвертичных .и олигоценовых пород. Это обстоятельство "определило_.образование крупной линзы пресных подземных вод шириной 7 км и длиной'80 км.-Здесь разведано месторождение пресных подземных вод "Опресненная полоса" с —— утвержденными запасами 17,6 тыс.м^сут. Удельные дебиты скважин, достигают здесь 2,3 л/с, а коэффициенты фильтрации песков изменяются от 0,2 до 15,5 1./сут. Коэффициенты фильтрации, рассчитанные по. данным кустовых откачек южной части района и производственного водогоникения на Соколовском карьере, составляют 10к/сут. К северу фильтрационные свойства горизонта ухудшаются и на Качарскои месторождении коэффициент фильтрации не превышает 0,1 ц/сут. Водообильность гравиино-песчаных пород зависит от гранулометрического состава.'Подземные воды имеют минерализацию до 10-15 г/л. Пресные воды с минерализацией до 1 г/л распространены на месторождении "Опресненная полоса", а также вдоль долин рек Тобол и Аят на участках размыва чеганских глин. По химическому составу пресные воды преимущественно гидрокарбонатно-хлорид-ные натриевые или хдоридно-гидрокарбонатные натриево-кальциевые. В настоящее время эоценовая толща на Соколовском и Сарбаиском. карьерах осушена на значительных площадях. Подземные воды горизонта могут являться источником водоснабжения группы совхозов, расположенных в районе месторождения "Опресненная полоса".

Медово^ во^оносныи_к6кмекс_ широко распространен, отсутствует лишь на крайнем западе и юго-западе района и представлен песками, песчаниками, опоками, алевролитами и пзечаншш шинами мощностью до 60 м. На Качарском месторождении локально развит альб-сеноканский водоносный горизонт,который характеризуется здесь более высокими фильтрационными свойствами, чем вся выше-залегаюцая меловая толща. В прибортовых частях карьеров остаточный столб воды в меловых отложениях составляет 10-1-5 и.

Водоноснил комплекс ссдержит напорные и безнапорные пластово-поровие воды с пьезометрическим уровнем на "глубине 13-44 м. На юге глины зерхнеп части разреза переходят з песчаники, поэтому ооценовып и мзлозоП горизонты становятся единим безнапорным водоносным комплексом. Обводненность меловых отложения различна-как на площади, так и з вертикальном разрезе. Наибольией еодо-обильностьи характеризуются пески, песчаники, развитые в долине р.Тобол и северо-восточной части района. В центре и на севере района, где водосодермацие породи представлена г.ташгетыгм песками и песчаниками с содержанием -глинистой 'Т.ракцни до 30-4С£, зодо-обилышоть их значительно шше. Соответственно коэффициент фильтрации пород в направлении от реки к водоразделу уменьшается от .

до ОД м/сут. Гидрокарбонатные натриевые воды с кинерализациея до I г/л вскрыта в долинах рек Аят и Тобол. Здесь раззеданы Тарановское (утвержденные запаса 3500 н3/сут.) п Карата::арское месторождения. На больг:ел плоцадн рало на развиты солоноватые води с минерализацией 3-5 г/л. Сильно солоноватые хлоридкие нат-риезие води (5-10 г/л и зиле) вскрыта на Хачарскон месторождении, где условия водообмена и фильтрацношше с ведет за пород наихудшие. Водоносной комплекс является основным, ^оп^ируа^ам зодопритока в горные выработки. По результатам ядепно-.:зотопних исследования доля подземных вод зоцен-мелового водоносного комплекса в суммарном водоотливе на Соколовском и Саранском карьерах составляет 70%.

Пале^золмИ;!_водо_носни_й комплекс развит повсеместно и представлен интрузивными, ву;.каногенно-осадочными и осадочно-Еуузив-ными породами. Подзег.ние води напооные и ппиурсчены в основном, к верхней трещиноватой зоне 1лцностьв до 100 м. Наибольшей водо-обильностьг) характеризуптся закаостованние известняки. Пьезометрические уповни устанавливается на глубинах от 2,¿ до 62 м. -На Канарской месторождении воды комплекса приобретает напор до 200 и над кровлей. Производительность оквпкнн дентальной и восточно;! части района в основном составляет сотые и десятые доли л/с при понижении уровня до нескольких десятков ::етроз. Коэффициент водопроводимости трещноватол зоны палеозойских пород изменяется от первых единиц (интрузивные и осадочпо-вулкаю-генние порода) до сотен метров квадратных в сутки (иззестняки). Минерализация и химически я состав подземных вод зависит от глубины залегания уровня и степени дренаьа. Наблвдается увеличение минерализации палеозойских вод с запада на восток и от осии к водоразделу. Так, пресные воды приурочены к долинам рек Аят и

Ло-.

Тобол, не остальной территории распространены воды с минерализацией до Ю г/- и только на Качарскок месторождения она выше 10 г/л. По химическому составу воды хлоридные натриевые, реже хлоридно-сульфатные натриевые. Водоносный комплекс принимает участие в обводнении горных вь'работок. По результатам ядерно-изотопных исследований доля трещинпо-карстовых вод в суммарном водоотливе на Качарском, Соколовском и Сарбапском месторождениях составляет

По условиям формирования .подземных вод, их циркуляции, особенностям химизма в районе выделяются две структурно-гидродинамические и гидрохимические зоны - верхняя и нижняя, разделенные между собой глинами чеганской свиты. Верхняя зона объединяет -—четвертичный, олигоценовай'и эоценовый водоносные горизонты, принадлежащих к "зоне активного водообмена. Подземные воды питаются в основном за счет атмосферныхосадков.-Нижняя зона включает эоценовый водоносный горизонт и водоносные комплексы меловых _и__ палеозойских образований, принадлежащих и зоне'затрудненного водообмена. Преобладающим видом питания является приток с гипсометрически выжерасположенцых районов и нисходящая фильтрация из водоносных горизонтов верхней зоны.

В третьей, главе рассмотрены вопросы изучения .техногенных .' процессов горнорудных объектов ССГПО, эффективности их осувения и основные последствия многолетней эксплуатации железорудных месторождения (гидрогеологические аспекты проблемы).

Автором'проанализирована эффективность осушения Канарского карьера на стадии его строительства. С целью интенсификации осушения альб-сеноманских песков проектным институтом были заложены 13 водопонизительных скважин. Однако опыт эксплуатации показал их низкую эффективность в виду значительного снижения уровня подземных вод под влиянием дренирующего эффекта строящегося подземного дренажного комплекса. Такая низкая эффективность водопонизительных скважин наблюдалась и на Соколовском подземном руднике (СИР). Проведенный нами анализ показал, что наряду с вопросами качества сооружения скважин, не менее важными представляются вопросы гидрогеологического обоснования их применения, своевременных корректировок дренажных, работ, особенно в случаях одновременного развития подземных систем осуаения.

Наш_и^чено_форми£омние_ £уаничных_' вод и ю£ооомена_яде£ко-изотопными методами. В процессе проведения исследований определялись доли участия водойосных горизонтов в формировании водопри-токов к Соколовскому, Сарбайскому и Качарскому карьерам; изучалось '

наличие перетекания подземных вод из олигоценодах в мсдсвас отло-жешш через толщу чеганских глин в зонах обнуления на СИР; с'допивалось участие вод р.Тобол в водоотливе на Соколовской карьере. При этом использовался комплекс исотопов окружающей среды С^Н.^Н, 1 О, и гелиеметрическая сьемка.

Гидрогеологические исследования, выполненные в районе железорудных месторождений с пспользованием естественных изотопов показали следуюцее:1.В результате нарушений естественных условия, вызванных развитием мощных депрессионных воронок, на всея исследуемой территории отмечается интенсификация-питания эоценовых, меловых и даже палеозойских водоносных -горизонтов инфильтрогенныки водами. Западнее и южнее Сарба:!ского и Соколовского карьеров отмечено существование распреснейиой зоны, охватывающей как эоцен-меловой, так и палеозойский водоносный комплексы. Воды этой зоны тлеют : прямую гидрогеохимическую зональность, а их возраст на нарушенных техногенезом участках составляет 6-^2 тыс. лет. это позволяет сделать вывод о формировании распресненноП зоны в прошлом за счет питания водоносных горизонтов из долины р. Тобол. В настоящее время наблюдаетря интенсификация подтока подземных вод со стороны р.Тобол к Соколовскому карьеру, в основном, по отложениям эоцена и мела.

2.Установлено, что основным источником водопритоков (70$) является подземные воды среднепалеогбновых. и верхнемеловых отложения. Привлекаемые ресурсы подземных вод эоцен-мелового водоносного комплекса, участвующих в.формировании водопритоков к Соколовскому и Сарбайскому карьерам, составляют 30$. Участие привлекаемых ресурсов в формировании водопритоков характерно и для палеозойского водоносного комплекса!. Ущерб, наносимый дренажными мероприятиями на Соколовском карьере, реке Тобол не превышает 0,04 г?/о при суммарном водоотливе 0,5 н3/с и средненноголетнеи расходе, вода в реке Э Высказано предположение о возможности поступления в Соколовский и Сврбаиский карьеры вод из прудов-накопителей.

3.На Соколовском подземном руднике в зонах обрушения установлено поступление' подземных вод из эоценовых отложения .в меловые. Участие в обводнении горных выработок подземных вод надчеганских водоносных горизонтов не установлено.

. 3 проЦ£С£е_^ительшэго_во/доотли_ва> из карьеров-и подземного рудника осушены_к£упные_мас£иш_горшх повод. В центре водопонижения уровни подземных вод снижены до глубины 300-350 м. Естественный реаим подземных, вод. нерушен в радиусе до 15-20 км;: Водо-

понизительные системы Соколовского и Сарбайского карьеров работает в условиях взаимодействия. Со временем они будут взаимодействовать и с дренажной системой Канарского карьера. Прогнозируемая на 2010 год депрессионная воронка по эоцен-меловому водоносному комплексу в диаметре достигнет 25 км, по зоне трещиноватоети палеозойских пород 30 км с оби,за амплитудой снижения-уровня з центрах водоприемных систем 600-750 м. Влияние осушения в олигоцен-четвер-тичном водоносном горизонте распространяется лишь на первые сотни метров, что обусловлено относительно низкой уровнепроводностью и проявлением инфильтрационного питания грунтовых вод. Кроме атмосферных осадков на (формирование подземных вод существенно влияет 1 искусственные факторы питания: утечки .из водопроводов, канализации и искусственных водоемов, полив зеленых насаждений и т.д.-В зоне водопонкжения снят или существенно снижен напор, изменены направления,^уклоны и скорость движения подземных вод,' интенсифицированы процессы питания,-перетекания и смешения. По нашим прогнозам депрессионная воронка мелового горизонта.от_водоотбора на Канарском месторождении достигнет месторождения "Опресненная поло-_ са" через 35-40 лет, где уровень пресных подземных вод будет.снижен на 1-3 и. Это вызовет частичную потерю запасов подземных вод в эоценовом.продуктивном;пласте-полосе, содержащем линзу пресных вод, залегающую на минерализованных водах. По результатам моделирования ущерб запасам иесторондения составит '2000 м3/сут т.е. Н>2 -от утвержденных запасов. Дренажная система Соколовского карьера оказывает влияние на сток р.Тобол. Ожидаемый ущерб речному стоку в перспективе не превысит 3-4 тыслг'/сут, что составляет 10% от среднеиноголетнего расхода реки в этом створе. В результате снятия напора и осушения покровной толщи песчано-глинистых пород будет происходить их вторичная консолидация и депрессионное уплотнение, что вызовет оседание толщи и снижение уровня дневной поверхности. Рассчитанная нами возможная вели"ина оседания в центре наиболее мощной осушаемой многослойной толщи, развитой на Канарском месторождении, составит около 30 мм. Промышленное и хозяйственное освоение исследуемой территории привело к нарушен:» ее водного баланса, вследствие этого происходит подтопление грунтовыми водами как отдельных жилых и промышленных здание, так и целых микрорайонов. Существенное влияние на этот процесс оказывает накопитель-испаритель рудничных вод Сарбайского карьера. Для обоснованного инженерного решения вопросов борьбы с подтоплением, а также более точных аналитических прогнозов развития этого процесса всей промплощадки и города необходимо расширить сеть режимннх

скважин и привлечь современные методы исследования: аэротепло-съемку, ядерно-изотопные методы и обработку материала на ЭВМ.

В четвертой' пгаве выполнены .гидрогеологические прогнозы и оценка запасов дренажных вод. Основный прогнозом при освоении рудных месторождений является оценка общсх водопритоков в систему ил1 отдельные горные выработки (ыахтных или карьерных полей). Исходной информацией для этого является результаты гидрогеологи- . ческих исследований, выполненных в стадию разведки месторождения. В процессе длительной'эксплуатации рудных объектов, которая продолжается чаще всего более 50 лет, гидрогеологические факторы, определяющие условия формирования водопритоков, претерпевают существенные изменения, прогнозировать которые в стадию разведки очень сложно. Однако, существует ряд принципиальных положений,', которые должны учитываться на разведочных стадиях, чтобы избежать значительных ошибок в прогнозных оценках обводненности месторождения на стадии их эксплуатации. ■•

Автором рассмотрены наиболее характерные методические ошибки, допущепные на разведочных стадиях месторождений Соколовско-Оарбая-ско.ч группы и сделан ряд важных выводов, которые позволяют по-иному оценить подхода к прогнозу водопритоков в горные' выработки. Согласно геолого-промыаленнбя группировке месторождения по степени ' их' промышленного освоения (Н.ИЛдотников, И.И.Рогинец, г.) рассматриваемые объекты отнесены'к сложным-(третья и четвертая гпуппы). Достоверность прогнозов разведочных стадий на Соколовском, Сарбайском и Качарском месторождениях, выполненных предыдущими исследователями, весьма низкая и не соответствует опыту их строительства. и эксплуатации. Систематическое-, завышение прогнозных водопритоков на раз'ведочных стадиях, основанное на использовании в расчетах максимальных значения фильтрационных параметров, харак- ' терны я методический прием. Кроме Того, существенно искажает представление об обводненности месторождений неправильный учет граничных условия основных водоносных горизонтов, как это имело место на Качарском месторождении. Для определения достоверных значений•-. гидрогеологических параметров и прогноза водопритоков в горные выработки наш использован комплекс современных методов: - математическое моделирование, ядерно-изотопные методы, аналитические расчеты, в настоящее время требованиями к комплексному изучению' месторог^дений твердых полезных ископаемых определены обязательным утверждение в установленном порядке запасов дренажных вод, участвующих в обводнении месторождения со сложными гидрогеологическими условиями.■ 3 прогнозных оценках основное внимание было уделено

определению среднегарантированной производительности осушительных устройств применительш к заданным темпам горных работ с учетом всех балансовых составляющих,' т.е. применены подходы, используемые при подсчете запасов подземных вод. - Выполненные в этом направлении работы на действующих железорудных объектах Северного Казахстана позволили автору сделать следующие выводы:

1. На разведочных стадиях прошлых лет при прогнозах водопри-токов в горные выработки опытными работам охватывались лишь участки в пределах карьерного'поля. Расчетные значения параметров' водоносных толщ принимались по наиболее обводненным зонам, а не. "всего массива в целом. Расчетные, зависимости, используемые в прогнозах водопритоков, очень часто...неправильно учитывали граничные условия, временные критерии и т.д. .В'результате..прогнозные водо-

притоки завышались во много раз, что приводило к проектированию--------,

нерациональной систг.и осушения. .

2. На стадии строительства и эксплуатации горнорудных предприятий необходим'анализ опыта производственного водопошшения о целью внесения корректив в проектируемую систему осушения, которая должна иметь запас прочности в пределах разумной достаточности.

3. При прогнозах водопритоков на строящихся и действующих месторождениях необходимо проводить работи во«-оценке запасов дренажных вод для производственного водоснабжения. Изученность гидрогеологических условий в этом случае выходит за ражи карьерных полей и охватывает площадь формирования запасов в пределах влияния водопонизителььшх систем горнорудных предприятий. 3 расчетных зависимостях используются параметры,' уточненные многолетним опытом осушения, а'для учета множества различных фактороз в прогнозных оценках используются ядерно-изотопные методы и методы математического моделирования. Величина прогнозных водопрнтоков очень тесно соотносится с воднобалансовыми составляющими обеспеченности запасов. В результате прогнозные водопритоки на стадии эксплуатации месторождений будут значительно меньше, чек на стадии разведай.

Обоснование £ай_ч£тних_ ги^ог^^логиче^юс^орш.^тпо^ в методическом плане является важным и ответственным этапом при гидрогеологических прогнозах на месторождениях со сложными природными условиями. Это связано г подготовкой исходного материала для моделирования, что требует надежной и достоверной информации, подготовленной в систематизированном виде. Для создания модели гидрогеологических условии района Соколовско-Сариалскол группы месторождений и решения на иея прогнозной задачи'по оценке эксплуатационных запасов дренажных вод, била использована слодуюаая инфор-

нация: общие гидрогеологические условия,'позволявшие провести геофильтрационную схематизацию района; фильтрационные и емкостные параметра, мощность и высотная привязка схематизированных водоносных горизонтов и разделяющих слоев; динамика процесса геофильтрацип на объектах; планы развития горных рабох. К первой группе информации относятся гидрогеологические карты каждого водоносного горизонта, 20 пересекающихся расчетных гидрогеологических разрезов, а также карта питания водоносных горизонтов. Фильтрационные свойства схематизированных водоносных горизонтов охарактеризованы при помощи карт водопроводимоети. Районирование по водопроводимоети осуществлялось по блокам, выделенным на взаимопересекающихся разрезах с использованием контуров распространения основных литологичеекпх разностей и фактического материала по фильтрационным свойствам. ' Карты водоотдачи построены по данным опытно-фильтрационных работ я характеризуют как .гравитационную, так и упругую водоотдачу. Уро-венный режим района показан серией карт гядроизопьез на различные периоды времени. Динамика уровней подземных вод отражена на графиках режимных наблюдения по гидрогеологическим скважинам. Режим работ)! дренажных сооружений на карьерах приведен по данным СОГПО при наличии.контрольных замеров несколькими методами. Режим уровней и расходов по р.р.Лят, Тобол и Каратакарскому водохранилищу был предстатяен на соответствующих графиках и учитывался при задании граничных условия по реке. Нами обработана и систематизирована информация по фильтрационным свойствам всех водоносных горизонтов, заложенных г расчетной схеме модели, а также произведено районирование территории по фильтрационным и. емкостным свойствам. При этом з основу районирования положены результаты опытно-кустовых откачек и материалы осуиеняя действующих карьеров. Кроме того, использована" информация по гранулометрическому составу ведовмещапщих пород. Интересными в методическом л практическом отношении явились материалы строительного водопонижения на Качарском карьере, используя которые, автору удалось уточнить расчетные гидрогеологические параметры основных водоносных горизонтов, формирующих зодопритокп в горные выработки. 3 результате трехлетней эксплуатации подземного дренажного комплекса карьера (1982-1585 гг.), принимающего подземные воды альб-ссноманского и пел'созойского водоносных горизонтов, совершенно однозначно- проявились граничные условия первого из ых. Графоаналитическим методом получена обобщенная водопооводимость двухслойной толщи. Применение ядерно-изотопных методов поззолило выделить долю каждого из двух горизонтов в сменянном водоотливе я получить расчетные значения фильтрационных параметров.

Оц£нка_з£пасо_в_д^енакных_1юд исследуемой территории выполнена по двум методикам: математическим моделирование^ и аналитическими • . расчетами. В качестве основного метода принято математическое'моделирование, которое наиболее полно учитывает граничные и фильтрационные изменения, возникающие от работы водопонизительннх систем в условиях их взаимодействия. Используемая при этом фильтрационная модель месторождений наиболее полно отражает существующий процесс фильтрации подземных вод, формирование притоков в горные выработки, особенности питания, перетекания и характер границ водоносных толщ, созданных в процессе их тридцатилетнего эксплуатационного _водопонижения. Решение этих задач методом математического модели- . ■• рования на ЭВИ серии ЕС позволило получить вполне надежные веди- . чины эксцдуатационных^запасов дренажных вод и оценить их обеспеченность на весь расчетный срок эксплуатации до~2015годал

. Моделируемая область произвольной формы, криволинейные грани- -------

цы которой аппроксимированы ломаной линией согласно шагу сеточной области. Число узлов сетки модели 2679, площадь модели около 10000 км2. Фильтрационная схема модели представляла собой четыре схематизированных водоносных горизонта,разделенных, тремя глинистыми слоями. Нижняя граница модели соответствовала подошве зоны активной трещиноватоети палеозойских пород и глубине заложения дренажных систем карьеров к концу отработки и схематизировалась как непроницаемая граница. Верхняя граница проходит по поверхности уровня подземных вод олигоценового' водоносного горизонта и схематизировалась в виде границы П рода с-постоянным во-времени ин-фидьтрационным питанием. Учитывая требования АСУ-МГП-1 к верхней и нижней границе добавлены еще по одному фиктивному разделяющему сдою и внешнему водоносному горизонту с нулевыми значениями пара-петров. Поэтому полная модель объекта состоит из II плановых слоев ■ . (6 водоносных и 5 разделяющих). Моделирование выполнялось решением ' ряда прямых и обратных задач в частности: стационарной, эпигнозноЯ и прогнозной задачи. Точность счета но дели определялась расхождением между фактическими снижениями уровней и уровнями, полученными на модели при расчете стационарной и эпигнозной задач: Прогнозная задача заключалась в количественной оценке водопритоков в гер.'.уе выработки на конечная срок их эксплуатации. Исходными дан-нн::! для оценки запасов в такой постановке являются требуемые поь иеняя отметок напоров подземных вод, которые должны быть дос- ■ тнгнутк к концу отработки горных выработок, о результативными -дренажные расходы, обеспеччваэщие достижение требуемых отметок урозпел (капоров). Оценка запасов дренажных вод на ЭЗМ выполнялась

Таблица I

Прогнозные водопритоки в горные выработки района (методом математического моделирования)

Месторождение

! Водоносный

горизонт

Водопритоки по вариантам прогноза, м /сут

! Вариант I ! (основной)

! Вариант 2

Вариант 3

! Зариант 4 ! (оавные ! заявленной ¡потребности)

Ваш ант 5

Соколовское Олигоценовый - 1750 II 2400 5

Зоценовый 11950 17380 16615 7100 12493

Меловой 17101 18704 • 18430 24080 15814

Палеозойский 12191 12263 12259 3680 12850

Всего: 41242 50097 47315 37260 . 41162

Сарбаиское Олигоценовый Зоценовый Медовой Палеозойский 3895*" 26615 19744 5619 3546 279Й 19771 22 4046 28584 19769 3400 8500 20800 8150 2 37 4 8 25986 19708

Всего: 50254 56917 52419 40850 49444

Качарское Зоценовый Меловой Палеозойский 249 2613 1103 307 3810 1138 288 3625 1127 284 3205 1103 197 2656 1075

Всего: 3965 5255 5040 4592 3928

Итого по району ! 95461 112269 104774 82702 94534

-4 I

з стационарной постановке с заданием предельных снижения уровней подземных вод по контуру дренажных систем в нескольких сопостави-. телышх вариантах. Прогнозные водопритоки в горные выработки, рас- , считанные на модели по всем вариантам прогноза, выве заявленной потребности технических дренакнн^ вод (табд.1) даже для самых жестких граничных условия (5 вариант) га 11,8 тыс.н3/сут, что составляет 114$. Вместе с этим на модели выполнен прогноз естественных ресурсов и емкостных запасов подземных вод по вариантам прогнозных решений. Анализ результатов показывает, что по всем варианг там произойдет изменение естественных ресурсов в сторону увеличения за счет привлекаемых емкостных запасов и изменения водообмена на внешних и внутренних границах. Максимальная сработка емкостных запасов по основному варианту прогноза составит 105Ю ылн.м3. Максимальный-ущербу поверхностному стоку на конечный срок отработки карьеров, определенный'в Ш варианте прогноза, составит 13$ от

среднемноголетнего расхода реки. ---------—______•

Дополнительно:"« основному методу приведены гидродинамические____

расчеты водопритоков к обобщенным дренажным системам месторождении, а также балансовые расчеты обеспеченности запасов. При этом использованы расчетные зависимости Ф.М.Бочевера, и В.Д.Бабуакина. Результаты расчетов-приведены в таблице 2

Результаты расчетов прогнозных водопритоков аналитическими методами

Таблица 2

Водоносные горизонт ;^одопритоки^_местоооддениям,_ и кпшиексы :Соколовс-{Соколовс-|С8ро'айс-;Хачарский

"------- ----- ' ¡карьер

¡кий

¡КИЙ под- ¡кия

¡земныи ------

•рудник

Олигоценовыи горизонт Зоценовыи горизонт Зоцен-меловой комплекс Згинсай-туронский горизонт Альб-сенбианскиа горизонт Палеозойский комплекс ... Суммарный водоприток'

Итого по горным'выработкам

2874 23762

11794:

3146 3843 29776 15637 84810 ы3/сутки

3630 24498.

5176 . 33304

213 432

1056 2952 1440 6093

.. Выполненные расчеты обеспеченности запасов дренажных вод естественными ресурсами и запасами доказали, что для Соколовского и Сарбайского месторождений по всем водоносным горизонтам обеспеченность более 100$. Исключение составляет палеозойский водоносный комплекс, запасы которого обеспечены на Недоставщие его запасы обеспечивается за счет эоцен-мелового водоносного комплекса, который

тесно взаимосвязан с первым, что доказано опитом эксплуатации " и ядерно-гидрохимическим методом. На Качарском месторождении обеспеченными являются запаси только эоценоЕого и палеозойского водоносных горизонтов. Меловой водоносный комплекс естественными запасами не обеспечен. Общие эксплуатационше запасы да Качарском месторождении, обеспеченные на 100/5,составят 4023 Запасы

отнесены к существующим и проектируемым водоотливным цептрам-стволам дренажных иахт и распределены;в основном, по высоким категориям. Общее количество утвержденных эксплуатационных запасов дренажных вод всех трех месторождений составляет. (тыс.к3/сут): 93,6 из них по категории А-72,1; В-13,5; С];—8,0-

Па_основ£ длительного £Яда_наб£Ю£енм автотсм про_анализ.и£о-ван£ £увд£твувдая_г^£0хикиче£к£я^^стан0вка_ в районах действующих -капьеров и дан_ прогноз_ изменения. качества^ленеянщс_вод применительно к существующим водоотливным стволам шахт. В результате исследований выявлено долевое участие каждого водоносного горизонта в общем водоотливе из горных выработок. Смешанныя состав дренажных вод оппеделен по формуле: !•!<,= Нп'ф+Иг'А+Нь'сЬ. где ¡.^ ^ 3-ми-

о11*с11 + е1з ' '

■ нерализация, или содержание компонентов водоносных горизонтов,

412 3" дол"'1 Пх УчаСТ!1Я в °бщсм водоотливе. При этом выполненный расчет по состоянию на 1587 год с применением ядерно-изотопных методов показал близкую сходимость фактического химического состава рудничных вод с расчетным. Доли-участия водоносных горизонтов в общем водоотливе карьеров и шахт 'в перспективе приняты на основе I варианта моделирования. Выполненные прогнозы показали, что на баобапском месторождении, СПР и Качарском месторождении будет происходить незначительное увеличение- минерализации (на 3-20Й), а на Соколовском месторождении опреснение (на 5-6%"). Кроме того, выполнен расчет баланса и минерализации воды Васильеве!«го накопителя-испарителя ССГПО в двух вариантах: для сложившихся условия сброса дренажных вод до наступления равновесного состояния и при условии ввода в эксплуатацию флотационной фабрики по извлечению попутных компонентов. Выполненные по уравнению водного баланса прогнозы показали, что в I варианте потребуется дополнительно увеличение площади накопителя на 20 км^ до наступления равновесного состояния, которое ожидается через 12-^5 лет. Прогнозная минерализация воды через 25 лет составит 11,4 г/л (в настоящее время -'4,5 г/л), а уровень воды в накопителе поднимется еще на 0,4 м. Для. П варианта при том же сроке наступления равновесного состояния площадь накопителя уменьшится на 20 км^, а прогнозная минера- ■ лизация вода составит 9,41 г/л.

3:;псд:ск£г:о пок^я делстп^ьдахГ ¿еьезотщкых^йь^кта

'когопае следует учест при дальнейших рсботьх по осушешщ место рождений, использование дренажных вод ц охране окружающей среды;

I. Снятие напоров и осу-енне основного эоцен-мелового водоносного комплекса с по ко пью бурения вертикальных водопонизительны скважин достаточно эффективно на первых этапах осушения месторождений. В последуицем основной эффект даат горизонтальные и воссте вщпе скважины дрена;,:ных штреков в комбинации с внутрикарьерным водоотливом. 2, О учетом относительно небольшой мощности зоны активной трещщюватости скальных пород и сдабод их во дооб ильное ти, уменьшающейся с глубиной, осушение рудкокристаллической толщи мно тояруслыни контурными системами подземного дренажа шло эффективно Оно' иокетбнть ограничено одноярусным контуром в сочетании с буре ниеи восстающих ¡^горизонтальных сквакин, в связи с этим сооружение второго круса подземного дренгшногс комплекса на Канарском месторождении (горизонт - 210 м) представляется цзли^шш.-З.-Наблюдения за режинои водопониаения, величиной водоотбора, химически составом дренажных и подземных вод в зоне нарушенного режима, а та Юле на искусственных водонакогытелях должны быть продолжены. Они долины выполняться в комплексе с другими наблюдениями, охвативаа-цими все направления техногенного воздействия на окружссцув среду по программе, согласованной с соответствующими природоохранными контрольными службами. Созданная математическая гидрэдинаничес пая модель по району месторождений может служить информационной основой для управления режимом осушения. 5. По мере отработки запасов руды, перехода на подземную ее добычу и прекращения Функцио парования части горных предприятий потребуется реконструкция и частичная ликвидация дренажных систем. Поскольку все они рсо'отаат в условиях взаимодействия, понадобится специальная предппоектная ¡проработка этого вопроса, которув следует выполнить с шлю чью математического моделирования. На такой же или более совер1.енной модели относительно легко будет репать и задачи по ликвидации гор них выемок, их рекультивации и последующего возможного цеподьзова ция, включая многовапиантные прогнозные расчеты, б. Несмотря на значительные размеры депрессионных воронок, образувцихся в резуль •тпте длительного осушения месторождений, это, как показывает моде лнрование, существенно не отразится на истоцении подземных вод, уменьшении эксплуатационных запасов разведанных месторождений и и нанесет заметного ущерба речному стоку. 7. Существенное в..ияние н пп'лродную среду оказывают накопители дренажных вод. Дальнейшее на

полнение их рудничными водами нерационально. Более целесообразно полнее использовать минерализованные воды в замкнутых циклах технического водоснабжения, а подачу сточных вод в накопители необходимо ограничить и использбвать на орошение.

В пятой главе рассмотрена водохозяйственная обстановка района и разработана основа по рациональному использовании водных ресурсов. Общая генеральная схема водоснабжения Кустанайской области отсутствует. Институтом ГИПРОСЕДЬХОЗВОД разработана перспективная схема водоснабжения сельскохозяйственных объектов на период до 2000 года. Она базируется в основном на использовании ресурсов поверхностных вод (речного стока). Общее водопотребление сельского хозяйства области к 2000 году возрастет до 1181,25 тыс.м3/сутки. Непосредственно из р.Тобол и водохранилищ будет отбираться 337 1лн.м3/год. Кроме того, для питьевого водоснабжения городов и рабочих поселков необходимо еще 156 млн.м3/год. Таким образом, общий расход воды на нужды населения и сельского хозяйства составит около 493 млн.^/год, что превышает средний многолетний сток реки, составляющий 473 млн.м3/год.

Река Тобол является единственной рекой области, за счет которой возможно крупное централизованное водоснабжение. Но возможности реки доже пои наличии водохранилищ многолетнего регулирования, ограничены. Это подтверждает расчет баланса Каратамарского водохранилища для катастрофически маловодного периода, имевшего место в 1934-41 гг. При этом приходная часть баланса годового стока взята по фактически измеренным расходам у г.Кустаная. Баланс рассчитан наш на 2 варианта:-среднегодовой величиной водоотбора по состоянию на 1986 год и на перспективный водоотбор с учетом всех строящихся и проектируемых потребителей с начальным балансом по состоянию на 1986 год. -В обоих вариантах водохранилище не обеспечивает своих потребителей в течение 5 лет. Причем величина отрицательного баланса за эти годи составляет от 1038 до 1475 млн.м3.

Таким образом, напряженный водный баланс, складывающийся на западе Кустапа'йской области и'резко обостряемый в перспективе требует рационального использования всех водных ресурсов. Требуется разработка более совершенной схема регулирования и использования речного стока, включагдай перехват паводковых ресурсов июголод них кет и их рациональное расходование как непосредственно на хозяйственно-питьевые цели и ороленпе, так и на создание искусственных запасов подземных вод. Гидрогеологические условия позволяют организовать искусственное восполнение запасов подземках вод как в долине реки (р меловых отложениях), так :г на междуречьях

-гг-

(в песчано-гравишшх отломеннях эоцена и олигоцена) по относ ител] но простым схемам. Существенным источником технического водоснабжения и орошения являются дрена,дн^'е воды разрабатываемых месторо! дениЯ твердых полезных, ископаемых. Целесообразность и эффективность их использования доказана практикой на Лисаковскои ГОКе и ССГПО. Более широкое применение их в указанных целях смягчает общую остроту водной проблемы, решает вопросы загрязнения ппиродны) вод, подтопления территория и охраны окружающей среды. Для планирования их практического использования на определенные периоды, увязанные с темпами и сроками разработки месторождения, требуете? количественная оценка их запасов. При необходимости часть минера-

~—-----. дизовашшх дрена;:;них вод может быть применена для других специал!

них целей-(умягчения воды на ТЭЦ, охлаждения теплоагрегатов, изге товления вяжущих растворов),--либо.опреснена, В перспективе, за счет ввода в эксплуатацию новых месторождений,-объем дренаышх вс увеличится до 250 тыс-. ы3/сутки. —.—

Для разработки Генеральной схемы водоснабжения и эффективно! управления всем водным хозяйством этого интенсивно развивающегося региона потребуется создание управляемой математической модели, учитывавшей не только поверхностные и подземные водные ресурсы, {, и источники их формирования, включая искусственно создаваемые запасы. Модель долина отображать такке уровень и масштаб техногенны процессов, оказывавших влияние на формирование ресупсов природных вод, их качества, причем не только в'пространстве, ко и во вгюмен

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований установлена:

1. Важнейшие особенности природных условий, опредекяицие фор ¡срезание подземных вод по району Соколовского, Сарбайского и Ка-чарского железорудных месторождений; масштаб и характер влияния техногенных процессов на гидрогеологические условия этой интенсив но осваиваемой территории с напряженнын водохозяйственном баланса необходимость и целесообразность использования дренажных пчнерали зеванных вод для технического водоснабжения; эффективность работы водопонизительных систем, обеспечивающих осушение и извлечение дрзпаикх вод в течение длительного времени.

2. Разработаны методические подходи к подсчету эксплуатационных. запасов подоеигых вод, участвующих в обводнении месторождении со с.южными гидрогеологически;.;;! условиями, основание на применен комплекса современных методов (математического моделирования, яде но-нзотопиых исследований и аналитических расчетов). Это было

использовано на ют при подсчете и утверждении в ПСЗ' СССР запасов дренажных технических вод Соколовского, Сарбапского и Начарского железорудных месторождения. *

3. Выполнен прогноз качества рудничных вод в водоотливные центры дренажных устройств.

4. На основе созданной математической модели установлено, что источникам! формирования вадопритоков являются естественные ресурсы и емкостные запасы горизонтов. Доля сработки последних на 1.01.67 г. составляет 24^ от суммарных водопритоков. Влияние дренажного водоотбора в уровнях будет наблюдаться в перспективе на расстояниях до 30 км от карьеров. При зтом понижения более 5 м будут формироваться на расстояниях до 15 км. Понижения на Качарс-ко-Сарбайском подземном зодоразделе достигнут 10-15 м. По мере разработки карьеров будет сокращаться доля участия водопритоков

из рыхлых отложений и возрастет из палеозойских за счет вертикального перетекания. Однако, преобладающая роль мелового водоносного горизонта в формировании водопритоков сохраняется. Ущерб поверхностному стоку р.Тобол в перспективе составит порядка 1о£ среднегодового es ресхода, а запасы месторождений пресных подземных род уменьшатся на 1-11%.

5. Созданная нами математическая модель гидрогеологических словив района в дальнейшем б удет использована э качестве автоыа-

таззпозаз :оЯ постоянно действующей модели (АЛДИ) для оценки •эксплуатационных запасов подземных зод, оперативного прогнозирования и управления их эксплуатацией с учетом взаимодействия с поиерхпостн::ки и дрснааннка системами горнорудных предприятий.

полпенни с зоднобааансозне расчета обеспеченности ресурсами поверхностных и подземках вод послужат научной основой для проектирования схем рационального водопользования горнодобывающего района Яустанайской области.

6. Экономическая эффективность от внедрения результатов на-:::х исследовании по оценке прогнозных водопритоков к К а чаре кому .•деторождению за счет сокращения средств но содержание дренажкед системы карьера составляет около 500 тис. рублей в год.

7. Значительное техногенное воздействие испытывают водоносные горизонты зоны активного водообмена в результате создания искусственных, накопителей i. юкупленных стоков, отвалов пустых пород и т.д. Изучение их режима,* химического состава и баланса в нарушенных условиях является направление» дальнейших исследсши,;.

Кроме ССГПО, на зплпдо ¿устанакскоя области действуют и

проектируются еще несколько 'горнодобывающих комплексов на базе месторождений железных руд, цветных и благородных металлов, асбеста и цементного сырья; для рационального использования ограниченных в целом водных ресурсов требуется оценка и утверждение запасов попутно извлекаемых дренажных вод этих месторождений. Результаты наших исследований могут быть использованы при оценке пресных дренажных вод Лисаковского железорудного месторождения и других горнорудных объектов.

------К вопросам осушения и прогнозирования гидрогеологических

условий отработки-Качарского месторождения. Вестник АН КазССР, бс, рук.деп. в ВИНИТИ 2.08Д988 г.7~й~б183-В88_(соавтор Т.Т.Мах-нутов) .

2. Оценка запасов дренажных вод Соколовско-Сарбайского и Канарского железорудных месторождений. Вестник АН КазССР, рук.

. деп. в ВИНИТИ 04.07.1989 г., 140, E¡ 4409-В89.

3. Использование современных методов в прогнозных оценках гидрогеологических условия отработки железорудных месторождений Кустанайской области. Вестник АН КазССР, Юс, ISS0 г., ¡5 2.

4. Гидрогеологические условия эксплуатации Качарского железорудного месторождения. Сборник КазПТИ им.В.И.Ленина, loe, 1990 г.

Работы, опубликованные по теме диссертации