Формирование современной гидрогеодинамической структуры Петропавловского рудного поля Часть 6

Распределение напоров в разрезе четырех инженерно–геологических скважин имеет общие закономерности. В кровле палеозойского водоносного комплекса наблюдаются напоры, которые близки к напору в юрском водоносном горизонте. В интервале глубин от 100 до 250 м напоры постепенно снижаются. Минимальные напоры подземных вод зафиксированы для интервала глубин 200–300 м. Ниже глубины 300 м значения напоров по интервалам опробования начинают возрастать (рис. 3).

В результате поинтервального опробования была выявлена гидрогеодинамическая стратификация скального массива вулканогенных пород месторождения «Юбилейное». В пределах палеозойского водоносного комплекса, на основании имеющейся классификации (С. Н. Тагильцев, 2003), выделяется несколько водоносных и водоупорных горизонтов: водоносный горизонт зоны разгрузки (глубина 85–110 м), водоносный горизонт трещин отрыва (130–150 м), водоносный горизонт трещин скола, имеющий два водоносных слоя – верхний (170–215 м) и нижний (в среднем 240–310 м), водоупорный горизонт зоны нейтральных вертикальных напряжений (в среднем 310–400 м) и водоносный горизонт зоны сжимающих вертикальных напряжений (420–480 м).

Рис. 3. Изменение напоров подземных вод по интервалам опробования палеозойского водоносного комплекса (скв. 3Ю)

Положение водоносных горизонтов не зависит от генезиса и петрографического состава пород. Проявление в массиве выраженных водоносных и относительно водоупорных горизонтов связано исключительно с изменением параметров проницаемого трещинного пространства. В свою очередь, формирование сети взаимосвязанных проницаемых трещин зависит от процессов реализации деформаций в скальном массиве в условиях действия горизонтальных тектонических напряжений.

При опробовании всех четырех инженерно–геологических скважин минимальные значения напора были получены для нижнего водоносного слоя водоносного горизонта трещин скола (240–310 м). Подземные воды данного горизонта имеют целый ряд резких отличий по химическому составу. Нижний водоносный слой водоносного горизонта трещин скола является основным дренирующим горизонтом палеозойского водоносного комплекса.

Поинтервальное опробование инженерно–геологических скважин позволило получить необходимые сведения о строении массива вулканогенных пород и сделать ряд выводов:

1. Результаты поинтервального гидрогеологического опробования позволили выявить неоднородность в распределении фильтрационных свойств, напоров и химического состава подземных вод в разрезе палеозойского водоносного комплекса.

2. Существенный перепад напоров и различие химического состава подземных вод свидетельствует о расслоении единого палеозойского водоносного комплекса на ряд водоносных горизонтов, разделенных водоупорными горизонтами и слоями. Водоносные и водоупорные горизонты располагаются субгоризонтально, хорошо выражены в разрезе и имеют широкое пространственное распространение.

3. Инженерно–геологические исследования геологического разреза показали, что, несмотря на наличие разных по составу горных пород, скальный массив в целом можно рассматривать как однородный. Гидрогеодинамическая стратификация палеозойского водоносного комплекса не связана с петрографическим составом пород.

4. Результаты поинтервального гидрогеологического опробования хорошо согласуются с основными положениями гидрогеомеханики скальных массивов. Чередование водоносных и относительно водоупорных горизонтов связано с изменением параметров проницаемого трещинного пространства. Гидрогеодинамическая стратификация образуется в связи с закономерным изменением напряженно–деформированного состояния скального массива с глубиной.

Заключение

Скальный массив вулканогенных пород Петропавловского рудного поля находится в напряженно–деформированном состоянии. Анализ диаграмм трещиноватости, тектонических нарушений и линеаментов рельефа показывает, что главное максимальное напряжение действует в субширотном направлении. Ориентировка оси главного максимального напряжения имеет два наиболее выраженных направления воздействия с азимутами 260 и 285°. Силовое воздействие на массив приводит к активизации тектонических нарушений, имеющих определенную ориентировку в современном поле действующих напряжений. Применение гидрогеомеханического и структурно–геологического анализа позволяет выделить активные, водоносные или водоупорные тектонические структуры и оценить их потенциальную опасность или полезность, в зависимости от обстоятельств хозяйственного использования. Изменение напряженного состояния массива с глубиной приводит к формированию гидрогеодинамической стратификации скального массива. В пределах однородного массива формируются выраженные в плане и разрезе водоносные горизонты, разделенные относительно водоупорными горизонтами и слоями.

Формирование гидрогеодинамической структуры скального массива Петропавловского рудного поля происходит в условиях напряженно–деформированного состояния за счет современного силового тектонического воздействия на массив. Изучение геодинамического состояния массива как важнейшего параметра геологической среды необходимо для рационального планирования и ведения разработки месторождения. При внедрении грамотных технологических схем можно избежать негативных последствий геодинамических явлений в зонах тектонических разломов и извлечь выгоды при сооружении и совмещении водозаборных и дренажных сооружений.

Работы, опубликованные по теме диссертации

Статья, опубликованная в ведущем рецензируемом научном журнале, определенном Высшей аттестационной комиссией:

1. Лукьянов А. Е. Гидрогеомеханический анализ ориентировки водоносных тектонических структур в скальных породах / А. Е. Лукьянов // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. – 2008. – № 8. – С. 184–186.

Статьи, опубликованные в материалах конференций:

1. Лукьянов А. Е. Гидрогеологические и геомеханические закономерности Петропавловского рудного поля / С. Н. Тагильцев, А. Е. Лукьянов // Проблемы инженерных изысканий для высотного строительства в Уральском регионе: Материалы научно–практической конференции (14 июня 2007). – Екатеринбург: ЗАО «УралТИСИЗ», 2007. – С. 38–41.

2. Лукьянов А.Е. Гидрогеомеханические особенности Петропавловского рудного поля / С. Н. Тагильцев, А. Е. Лукьянов // Материалы Уральской горнопромышленной декады (9–18 апреля). – Екатеринбург: УГГУ, 2007. – С. 43–44.

3. Лукьянов А.Е. Гидрогеологические признаки геомеханической стратификации Петропавловского рудного поля / А. Е. Лукьянов // Материалы Уральской горнопромышленной декады (14–23 апреля). – Екатеринбург: УГГУ, 2008. – С. 49–51.

4. Лукьянов А. Е. Определение ориентировки водоносных тектонических структур в скальных породах Петропавловского рудного поля / А. Е. Лукьянов // Труды XII международного симпозиума студентов и молодых ученых имени академика М. А Усова. – Томск: ТПУ, 2008. – С. 216–218.