Питаются водоносные горизонты за счёт инфильтрации атмосферных осадков. Поэтому уровенный режим подземных вод в сезонном и годовом разрезе колеблется под влиянием естественных гидрометеорологических факторов.
По данным режимных наблюдений в скважинах, расположенных на Неверовском, Моревском и Орешкинском месторождениях, проводившихся при разведке месторождений грунтовые воды характеризуются низкой амплитудой колебания уровня 0,16 – 0,27 м.
В весенний паводок уровень воды может подниматься на 0,2 -1,0м, по данным наблюдений в режимных скважинах.
Отмечен небольшой подъём уровня в осеннее - летнее время года за счёт ливневых дождей. Величина подъёма 0,3-0,6 м (август-сентябрь, Богаевский участок).
Дебит скважин 112,32 – 241,9 м3/сутки при незначительных понижениях 0,11-0,22 м.
По результатам проведённых анализов воды пресные (сухой остаток 266-284 мг/л при норме не более 1000-1500 мг/л), умеренно-жёсткие (общая жёсткость 3,58-5,2 мг-экв/л, при норме 7-10 мг-экв/л), реакция рН – щелочная (рН-7,1-7,6, при норме 6-9). По химическому составу вода гидрокарбонатно-кальциево-магниевая. Окисляемость – 5,8 – 6 мг О2/л при норме 5-7.
Перечисленные показатели отвечают нормам СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения».
Содержание углекислоты свободной составляет 26,4-28,6 мг/л, согласно экспериментальным данным содержание СО2 агрессивной составляет 6,6 мг/л, т.е. по отношению к бетонным конструкциям неответственных сооружений такое содержание агрессивной углекислоты допустимо.
Водообильность (количество воды, которое можно получить из породы в единицу времени из эксплуатационной скважины) нижне - верхнемосковского горизонта незначительная. Толща характеризуется как слабоводоносная.
Удельные дебиты (количество воды, выдаваемое скважиной при откачках, в л/сек., при понижении уровня в ней на 1м) скважин и колодцев, расположенных в этом регионе, использующие воды нижне - верхнемосковского горизонта, составляют десятые или сотые доли в секунду. Удельный дебит скважин на Орешкинском месторождении 0,48-0,88 л/сек., на Моревском месторождении - 1,22 л/сек.
Коэффициент фильтрации на Моревском месторождении принят 20 м/сут., на Орешкинском - 23,6 – 36,6 м/сут.
На участке «Журавки-2» будет задействована схема обогащения гравийно-песчаной массы путём её промывки с последующим рассевом на гравий и песок. Для чего в пределах участка будет обустроен котлован по сбору оборотной воды. Источником воды будет служить нижне-верхнемосковский водоносный горизонта: вода из дренажных канав, карьера, атмосферные осадки.
При оценке водопритоков в карьер приняты следующие параметры обводнённой толщи:
1.Водоносный горизонт безнапорный.
2. Коэффициент фильтрации в среднем - 20 м/сут.
3. Средняя мощность обводнённой толщи – 5,9 м.
Оценка водопритоков в карьер разделена на 3 этапа:
1. Определение водопритока в дренажную канаву;
2. Определение водопритока в карьер;
3. Дополнительный водоприток за счёт атмосферных осадков.
Дренажные канавы производят сбор воды, поступающей на территорию участка с западного, северо-западного и северного флангов, где зеркало воды расположено на более высоком гипсометрическом уровне, чем на участке.
Величина удельного водопритока в дренажную канаву определяется по формуле линейных дрен:
К(Н2 - ho 2)
q =---------------------------
2R
где К- коэффициент фильтрации, м/сут
Н – средняя мощность водоносного горизонта,
ho – уровень воды в дренажной канаве от поверхности водоупора (высота воды в канаве во время откачки принимается равной 0);
R – радиус влияния при работе дренажа, м
S – понижение, м =5,9 м
R = 2S√HК = 2*5,9 м*10,86 = 128 м
Поверхностный сток в дренажную канаву не учитывается, принимая во внимание расположение участка на пологом склоне (около 1°).
Результаты расчёта удельного водопритока в дренажную канаву в течении 1 суток приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1
Таблица
расчёта удельного водопритока в дренажную канаву
| Кф., м/сут. | Нср., м | ho | R, м | S | q, м2/сут. |
| 20 | 5,9 | 0 | 128 | 5,9 | 5,4 |
Удельный водоприток приведён на 1 м дрены.
Длина дренажной канавы составляет около 1300 м.
Водоприток при этом рассчитывается по формуле:
Q = L * q = 7020 м3/сут.
L – длина дренажной канавы
Определение водопритока в карьер
Величина водопритока в карьер оценивается по формулам гидродинамики, без учёта реальных условий, поэтому полученные значения следует считать ориентировочными.
Расчёт проводится по формуле «Большого колодца» для безнапорных вод в безграничном пласте, которая принимается в следующем виде:
1,366 * К *Н2
Q =-------------------------
lg (R+ ro) –lg ro
Q – водоприток, м3/сут.,
К - коэффициент фильтрации, принимается 20 м/сут.,
Н – мощность водоносного горизонта, 5,9 м,
R – приведённый радиус влияния карьера, м
ro - приведённый радиус карьера, м
Величина приведённого радиуса карьера определяется по формуле:
F
ro = √ π = 325 м
F – площадь карьера, 332440 м2.
Радиус влияния определяется по формуле Кусакина:
R = 2S√HК = 128 м
S – понижение (полное);
Исходные данные, необходимые для расчёта, и результаты приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2
Таблица
расчёта водопритока в карьер «Журавки-2»
| Площадь, м2 | Приведённый радиус карьера, ro, м | Радиус влияния карьера, Ro, м | Понижение, S, м | Коэффициент фильтрации, м/сут | Нср., м | Q, м3/сут. |
| 332440 | 325 | 128 | 5,9 | 20 | 5,9 | 6604 |
Определение дополнительного водопритока
за счёт атмосферных осадков
Поступление воды при разработке карьера будет за счёт атмосферных осадков - притоков дождевых, ливневых и талых вод, в незначительной степени за счёт «верховодки».
Расчёт водопритоков в карьер выполнен по формуле:
Q доп. = η х q х S,
где η – коэффициент инфильтрации, 0,2,
q – среднесуточное количество осадков,
S – площадь участка, м2
Период устойчивого снежного покрова составляет 142 дня. За это время накапливается 130 мм осадков. Период снеготаянья составляет 15 дней. Среднесуточное количество растаявшего снега составляет:
q ср.сут. = 130: 15 = 0,0087 м.
Период выпадения жидких осадков равен 150 дням. За это время выпадает 499 мм осадков, среднесуточное количество осадков составляет 3,3 мм (0,0033 м).
Водопритоки за счёт ливневых вод составят 61 мм в сутки (0,061 м).
Среднесуточное количество осадков – 0,078 м.
Дополнительный водоприток в карьер на последний год эксплуатации при максимальной площади карьера составит:
- талых вод = 0,0087 * 332440 * 0,2 = 578 м3/сут.,
- дождевых вод = 0,0033 * 332440 * 0,2 = 219 м3/сут.,
-ливневых вод = 0,061 * 332440 * 0,2 = 4056 м3/сут.
Всего: 4853 м3/сут.
Таблица расчёта водопритоков
за счёт атмосферных осадков
Таблица 4.3
| Площадь, м2 | м3/сут. | ||
| межень | паводок | ливневые дожди | |
| 332440 | 219 | 578 | 4056 |
При отработке обводнённой части полезной толщи планируется использование экскаваторного оборудования типа «обратная лопата» или «драглайн».
Институтом ВНИПИИстромсырьё для Неверовского месторождения выполнены опытные работы по установлению промывистости горной массы, в которой содержится до 11% глинистых примесей, в том числе 3,5% комовой глины. Расход воды при промывке щебня должен быть не менее 2 м3/т, гравия – 2,5 м3/т. Запроектированная технология переработки с промывкой гравия и щебня 5-20мм в одну стадию промывки и принятом расходе воды обеспечивает получение качественной товарной продукции.
При максимальной производительности карьера на базе участка «Журавки-2» 1800 тыс. м3 в год или 5 тыс. м3 в сутки (10,8 тыс. т) ежесуточная потребность в воде составляет около 27 000 м3 воды.
5. ГОРНО - ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ, ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ, ГОРНОТЕХНИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЗРАБОТКИ
УЧАСТКА
Полезная толща ГПП и толща вскрышных пород на участке «Журавки-2» приурочены к самой верхней части четвертичных отложений. Незначительная мощность вскрышных пород, низкая категория пород по крепости, залегание полезной толщи близкое к поверхности определяют отработку полезного ископаемого открытым способом в пределах всего участка.
Поверхность участка ровная, приурочена к склону к р. Поноша. Перепад абсолютных отметок поверхности прослеживается с северо-запада от 208 м до 200 м в крайней юго-восточной части, 198 м - в крайней юго-западной части.
Перепад отметок равный 10м наблюдается на расстоянии 652 м.
Из общей площади участка 33,3 га – 23,8 га заняты лесом, подлежащем своду, остальная территория участка занята лугом.
Мощность вскрышных пород 2,3 – 4,6 м, что предполагает их отработку 1 уступом, с предварительной зачисткой, складированием во временные отвалы и сохранностью почвенно-растительного слоя для применения его при рекультивации площади после отработки полезного ископаемого.
Вскрышные породы характеризуются I-II категорией по экскавации. Почвы по своему составу по заключению Почвенного института им. В.В.Докучаева дерново – подзолистые.
Инженерно-геологические свойства пород вскрыши и полезной толщи и горно-технические условия создают благоприятные условия для их отработки открытым способом. Вскрышные породы сухие, покровные и моренные суглинки устойчивы в откосах.
Физико-механические свойства покровных суглинков, определённые по монолитам, отобранным на Неверовском месторождении, характеризуются показателями, приведёнными в таблице 5.1.
Коэффициент пористости 0,636-0,81 при объёмной массе скелета грунта 1,69-1,71 г/см3 говорит о том, что суглинки находятся в плотном состоянии.
Показатели консистенции указывают на то, что суглинки находятся как в твёрдом, так и в тугопластичном состоянии.
Полезная толща на участке представляет пластообразную горизонтально залегающую залежь с невыдержанной мощностью, с весьма неравномерным содержанием валунно-гравийного материала, при этом мощность надводной части, которая уменьшается по мере приближения к р. Поноша, изменяется от 1,2 м до 8,7 м, мощность обводнённой части изменяется от 0,6 до 10,4 м.
Сухая часть предполагает её отработку 1 уступом, с селективной отработкой прослоев безгравийных песков, прослоев глин мощностью свыше 0,3 м, и частичное обрушение в водоём с целью промывки от глинистых частиц. Средняя мощность сухой полезной толщи составляет 4,76 м.
Таблица 5.1
Таблица
физико-механических показателей вскрышных пород
| покровные суглинки | моренные суглинки | |
| Естественная влажность, % (абс.) | 8,8-10,7 | 10,7-20,1 |
| Объёмная масса при естественной влажности, кг/м3 | 1,99-2,21 | 1,65-2,23 |
| Объёмная масса скелета грунта, г/см3 | 1,69 | - |
| Плотность, г/см3 | 2,68-2,69 | 2,71-2,74 |
| Коэффициент пористости | 0,636 | - |
| Степень влажности, % | 0,73 | - |
| Граница текучести | 34,7 | - |
| Граница раскатывания | 20,3 | - |
| Число пластичности | 14,4 | - |
| Консистенция | < 0 | - |
| Пористость, % | 24,2 – 26,0 | 24,7 -39,1 |
Кровля полезной толщи прослеживается на отметках 202,0м (с.1) – 204,4 м (с.5116) в крайней северо-западной, 196,8 (с.7) – 198,7 (с.5117) – в восточной части (склон к р. Поноше), 200,4 (с.3) – 201,0 (с.4) –центральная часть участка, 193,9 (с.10) – 197,4 (с.9) - южная часть (склон к р.Поноше).
Средняя мощность обводнённой части полезной толщи составляет 4,89м. Максимальная мощность 10,4 м отмечена в скв.10.
При отработке обводнённой части полезной толщи планируется использование экскаваторного оборудования типа «обратная лопата» или «драглайн».
Абсолютные отметки подошвы полезной толщи изменяются от 182,2 м (с.10) в крайней юго- западной части до 192,9 м (с.1) в крайней северо-западной части.
Поверхность участка, занятая лесом, на стадии рекультивации будет засажена саженцами хвойных деревьев.
Площадь, занятая лугом, после отработки полезной толщи будет представлять собой водоём. На стадии рекультивации предполагается обустройство данной территории под зону отдыха.
Детальная проработка вопросов разработки и рекультивации участка «Журавки-2» будет проведена на стадии составления рабочего проекта.
6. ПОПУТНЫЕ ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ
Участок «Журавки-2» занимает земли занятые лесом и лугом. В ходе разведки на участке вскрыт плодородный почвенный слой мощностью 0,2 м.
Современный почвенный покров относится к дерново-подзолистым.
Содержание гумуса составляет 1,5-2%. Почвы обладают повышенной кислотностью, рН около 4,5%, характеризуются низким содержанием подвижных форм фосфора и калия. Поэтому при использовании в сельском хозяйстве этих почв необходимо их известкование, чтобы нейтрализовать избыточную кислотность и улучшить кальциевый режим, необходимо также внесение минеральных удобрений при включении в их состав Mg, микроэлементов.
Общий объём плодородного слоя по участку – 66,5 тыс. м3.
В ходе отработки участка обязательным мероприятием является зачистка плодородного слоя с последующим складированием в отвалы. Позже плодородный слой будет использован при рекультивации и планировки отработанного пространства.
7. ВОПРОСЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Эксплуатация участка предусматривает открытый способ его отработки. На момент конечной его отработки выработанное пространство будет представлять собой карьерную выемку глубиной от 9,3– 14,8 м, занимающую площадь около 33 га.
В обязанности недропользователя при проведении горных работ входит соблюдение требований следующих нормативно-законодательных документов:
1. федеральный закон «О недрах» (ст.22,23,24);
2. правила охраны недр (ПБ 07-601-03);
3. федеральный закон от 10.01. 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды»;
4. федеральный закон «Об отходах производства и потребления»;
5. федеральный закон «О санитарно - эпидемиологическом благополучии населения»;
6. федеральный закон «Об экологической экспертизе»,
Выполнение требований перечисленных документов решается проведением мероприятий по охране и защите окружающей среды, организацией утилизации бытовых и промышленных отходов с целью соблюдения нормативов качества окружающей среды.
Недропользователь обязан разработать план мероприятий по производственному экологическому контролю, назначить лиц, ответственных за проведение инструктажа по экологической безопасности, за проведение производственного экологического контроля, за обращение с отходами производства и потребления.
Недропользователю вменяется в обязанность организация производственного контроля за соблюдением санитарных норм и правил на предприятии, контроль за ПДВ (на применяемые машины: бульдозер, экскаватор), выявление и устранение на карьере объектов и источников негативного воздействия на окружающую среду.
Проектируемый карьер на базе участка «Журавки-2» находится за пределами особо охраняемых природных территорий, водоохранных зон рек и водоемов, водозаборов, и сам не является особо охраняемой природной территорией.
Нормативная санитарно-защитная зона для данного типа карьеров, относимых согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 к IV классу, составляет 100 м. В этой зоне промышленных зданий и жилых помещений не имеется. Ближайший населенный пункт д.Апальшино находится в 264 м юго-западнее от участка, т.е. за пределами СЗЗ карьера.
Мероприятия по охране и защите окружающей среды, проводимые в процессе добычных работ и рекультивации карьера, предусматривают:
- защиту атмосферы от загрязнения выбросами и шумовых воздействий при работе горно-транспортных механизмов;
- охрану водной среды от загрязнения поверхностных и подземных вод нефтепродуктами и отбросами жизнедеятельности;
- защиту от загрязнения и нарушения почвенного покрова и земель, в том числе мероприятия по рекультивации нарушенных или загрязненных земельных участков и почвенного покрова;
- защиту недр;
- сбор, обезвреживание, транспортировку и размещение опасных отходов;
