Характеристика водоносності порід

Родовище залізних кварцитів розташоване на схилах правого берега річки Саксагань. Річка разом зі своїми припливами (балками) складає основну гідрографічну мережу. В межах розглядаємої площі долина річки асиметрична: правий берег – крутий, лівий – пологий, загальний напрямок течії її з північного сходу на південний захід. Річка Саксагань разом зі своїм закрутом частково приближена до родовища в районі гірничого відводу рудника ім. Комінтерну зі східної її сторони між шахтами «Більшовик» та «Жовтнева». Площа водозбору річки складає 20487,3 км², загальна довжина її 141 км, довжина по прямій, з’єднуючої точки джерела та гирла – 89 км. Коефіцієнт хвилястості річки змінюється від 1,27 до 1,85. Долини балок часто носять ерозійний характер, всі вони не мають постійних водотоків, сухі. За хімічним складом вода річки Саксагань хлоридно-сульфатно-натрієвого типу з мінералізацією до 6 г/л з достатньо високою жорсткістю. Річка практичного впливу на обводнення родовища не має. Це встановлено по даним багатолітніх спостережень, які проводились режимною станцією Криворізької експедиції. Крім природних форм рельєфу поряд з родовищем є і штучні форми (позитивні та негативні), котрі представлені воронками обвалення відвалами кар’єрів. Значні форми зон обвалення стають акумуляторами атмосферних опадів, які мають значний вплив на обводнення корисних копалин.

В результаті проведених гідрогеологічних досліджень в районі родовища виділяються наступні водоносні горизонти та комплекси:

- у четвертинних покладах;

- у сарматських покладах;

- у кристалічних порід докембрійського віку.

Водоносний горизонт четвертинних покладів, розташований в основному, на

вододілах, в долинах річок, балок приурочений до низин лісо видних суглинків, а також до лінз та проверсток глинистих пісків, потужність обводнення яких складає від 4 до 5 метрів. Водоносність його порівняно невелика. Гідрогеологічні параметри отримані в результаті відкачок із свердловин і колодязів, наведені в таблиці 71. Живлення водоносного горизонту відбувається за рахунок атмосферних опадів, характер та величина його змінюються від пори року. Областю розвантаження є ярно-балочна система та зони обвалення шахт.

За хімічним складом води, приурочені до четвертинних покладів, які відносяться до сульфатно-хлоридно-гідрокарбонатно-натрієво-кальцієво- магнієвому типу з мінералізацією до 3 г/л.

Водоносний горизонт сарматських покладівприурочений до товщі пісків, середня потужність обводнення яких досягає 3-4 м. Із таблиці 2.2.2, в якій приведені гідрогеологічні параметри, видно, що водоносність сарматських пісків, як і четвертинних покладів, невисока.

 

Гідрогеологічні параметри Таблиця № 2.2.2

 

Горизонт	Найменування порід	Гідрогеологічні параметри
Дебіт, м^3/г	Зниження, м	Питомий дебіт, м^3/г	Коефіцієнт фільтрації, м/добу
четвертинний	суглинки	0,006-1,0	2,0-4,5	0,003-0,21	0,4
	піски	3,0-4,0	2,0-4,5	1,5-0,9	1,7
сарматський	піски	0,5-2,0	5,0-10,0	0,1-0,2	0,2-12,0

 

Живлення цього водоносного горизонту відбувається також за рахунок атмосферних опадів, розвантаження – в гірничі виробки шахт та зони обвалення. За сольовим вмістом це сульфатно-хлоридно-кальцієво-магнієві води з мінералізацією до 3 г/л.

Водоносні горизонти кайнозойських покладів поблизу зон обрушення шахт та кар’єру здреновані. Лише тільки на західному борту діючого кар’єру № 1 сарматські піски слабо обводненні, і це викликає зсувні явища. Тому при виборі кутів відхилів західного борту кар’єру потрібно враховувати ці обставини.

Водоносний горизонт кристалічних порід докембрію може являтися джерелом обводнення корисних копалин. Підземні води цього горизонту за умовами залягання відносяться до тріщино - карстових (в породах гданцевської свити) та тріщино - шарових (в породах саксаганської свити) типам напірно-безнапірного характеру.

Породи гданцевської свити широко розповсюдженні у висячому боці рудних покладів. Вони складені різними за складом сланцями, метапісковиками, кварц-карбонатними породами. Найбільшою водозбагаченістю характеризуються мармури доломітові, які в розрізі порід гданцевської свити залягають у вигляді одного потужного основного шару з майже горизонтальним заляганням у поверхні, який має значну потужність (300-500 м) та декілька паралельний шарів, розташованих стратиграфічно нижче основного. Потужність паралельних шарів змінюється від 8 до 200 м.

Мармурові доломіти основного шару відрізняються значною тріщинуватістю і кавернозністю, вилуговуваністю, особливо до глибини 500-600 м. це і визначає їх підвищену водоносність. Дані свердління і результати проходки гірничих виробок по цих породах показують, що ступінь їх закарстованості та тріщинуватості з глибиною зменшується, в тому ж напрямку знижується і ступінь їх водозбагаченості.

Мармурові доломіти паралельних шарів характеризуються надто складними умовами залягання. Спостерігається часте вклинювання по простяганню, а з глибиною – злиття їх в один товщу. Подібне залягання та розповсюдження, а також наявність тектонічних порушень і локальних, залягаючи у вигляді лінз карстових проявлень,обумовлює нерівномірну водоносність мармурових доломітових паралельних шарів. Про наявність локальних закарстованих обводнених лінз свідчить факт, маючий місце на родовищі РУ ім. Фрунзе, коли при проходці гірничої виробки на горизонті 650 м із мармурових доломітів паралельного шару відбувся прорив води зі значним дебітом. Із закарстованої зони витекло близько 1 млн.м³ води. Гідрогеологічні параметри, які характеризують мармурові доломіти основного і паралельних шарів наведені в таблиці 2.2.3.

З метою захисту гірничих виробок від обводнення та безпечного відпрацювання рудних покладів рудників ім. Фрунзе, ім. Комінтерну, ім. К.Лібкнехта, які межують з родовищем Велика Глеюватка, починаючи з 1959 року проводяться роботи по дренуванню карбонатних порід.

На першому етапі воду відкачували із свердловини, просвердлених з поверхні. У зв’язку з низькою інтенсивністю зниження було вирішено перейти на підземне дренування. Зараз дренажними виробками є: на руднику ім. Фрунзе горизонти 410 м, 570 м, 650 м, 755 м, на руднику ім. К.Лібкнехта – горизонт 610 м (ш. Комсомольська - 2) і на руднику ім. Кірова горизонт 427 м.

Проведене водозниження природного режиму підземних вод в мармурових доломітах і вміщуючи їх порід порушено. До початку проведення дренажних робіт рівень підземних вод знаходився на глибині майже 40-50 м від поверхні землі.

В результаті водозниження утворилася депресійна вирка протяжністю 54 км та шириною 5 км. Рівні підземних вод знижені в основному шарі до глибини 430-550 м і в паралельному шарі до глибини 660 – 700 м.

Всього по Кривбасу за період роботи дренувальних комплексів відкачано більш ніж 200 млн.м³ води. Для подальшого забезпечення безпечних в гідрогеологічному відношенні видобувних робіт рекомендується продовжити висушування карбонатних порід дренажними комплексами. Водоносність конгломератів, метапісковиків, сланців, не висока і проявляється, в основному, в тріщинуватих зонах, котрі по площі і на глибину розповсюджені нерівномірно. При спільному випробувані цих порід отримані дані, які приводяться в таблиці 2.2.3.

 

Гідрогелогічні параметри

Таблиця № 2.2.3.

Найменування порід	Інтервали опробування, м	Параметри
Дебіт, м^3/г	Зниження, м	Питомий дебіт, м^3/г	Коефіцієнт фільтрації, м/добу
Мармури доломітові основного шару	0-600   700-100	1,8-6,3	3,0-191,0	0,03-0,6	0,002-0,2
Мармури доломітові паралельного шару	600-1500	0,7-9,6	1,1-81,0	0,02-0,05	0,003-0,02
Конгломерати, метапіковики, сланці	0-700	1,8-9,6	3,0-105,1	0,09-0,6	0,019-0,18

 

Отже слід відмітити, що на сьогодні в межах родовища, дякуючи діючим дренувальним комплексам, породи глеюватської і гданцевської свит висушені. Про це свідчать дані свердління та режимних спостережень, отриманих по свердловині № 18139, просвердленої на родовищі Велика Глеюватка і по свердловинам № 16580, № 16924, № 18142, № 17461, просвердлених на родовищах РУ ім. Фрунзе, ім. Комінтерну, які до глибини 350-500 м виявились безводними.

Водоносність порід саксаганської свити. Залізорудна свита представляє собою водоносний комплекс тріщинно-шарових вод. Гідрогеологічні дослідження, проведені на родовищі Велика Глеюватка та прилеглої до неї території родовищ ім. Фрунзе, ім. Комінтерну, ім. К. Лібкнехта з’ясовано, що породи саксаганської свити характеризуються порівняно невисокими водно-фільтраційними властивостями (таблиця 2.2.4). Відкачками та пластовипробувачами випробуваний увесь комплекс порід, так і по-інтервально окремо стратиграфічні горизонти (Sx^5f, Sx^4f , Sx^3-4s, Sx^2f, Sx^2s, Sx^1f ).

Водоносність порід саксаганської свити

Таблиця 2.2.4.

Стратиграфічний горизонт	Інтервал глибин, м	Параметри
від	до	Дебіт, м^3/г	Коефіцієнт фільтрації, м/добу	Коефіцієнт водо - провідності, м^2/добу	Питомий дебіт, м^3/г	Зниження
			Від сухих порід до 0,36	0,00001	0,008	0,003
Sx^5^f^, 4f			3,1	0,034	2,08	-	-
Sx^2^f			0,25-0,64 -	0,0002 0,001 0,0003 0,0005	0,02   0,012	0,002-0,006 -	-   -
Sx^3-4^s			0,21-0,33	0,0005	0,046	0,001-0,003	26-84,7
Sx^2^s			0,5	0,0001	-	0,003
Sx^1^f			0,2	0,00001	-	0,0002

 

З таблиці видно, що питомі дебіти порід як залізистих так і сланцевих горизонтів малі і не перевищують 0,003 м³/г, коефіцієнт фільтрації змінюється в межах 0,00001-0,001 м/добу.

В процесі свердління свердловин по тріщинуватим зонам спостерігалось поглинання промивальної рідини. Визначеної закономірності в розповсюджені тріщинуватих зон по площі і на глибину немає. Частіше всього поглинання простежується у верхній частині розрізу, де породи схильні до процесів окислення, а також зруйновані в результаті дії вибухових робіт, які проводяться в кар’єрі. З метою визначення зон поглинання і кількості поглинутої рідини по ряду свердловин (18137, 18148, 18138, 18154, 17472, 17464, 19638, 17446) виконана свердловинна витратометрія. Дослідження проводились як у природних умовах, так і при умовах наливу води в свердловину. Кількість поглинаючої рідини змінювалась від 120-150 л/с (повне поглинання) до 30-50 л/с (часткове поглинання).

Відпрацювання залізних кварцитів родовища Велика Глеюватка виконується відкритим методом, кар’єром ЦГЗКа. Кар’єр до глибини 300 м практично сухий і умови відробки корисних копалин більш сприятливі. Тому не потребує використання особливих заходів у боротьбі з підземними водами. Це пояснюється тим, що кар’єр знаходиться у зоні впливу підземного водовідливу шахт ім. Фрунзе, ім. Жовтнева, «Більшовик», «Комсомольська-Дніпропетровська-2», де середньорічні водоприпливи складають, відповідно (таблиця 2.2.5).

Середньорічні водоприпливи

Таблиця 2.2.5

Найменування рудників	Найменування шахт	Горизонти відробки, м	Величини водоприпливів, м^3/г
Ім. Фрунзе	ім. Фрунзе, Глеюватське простягання   ім. Фрунзе, Саксаганське простягання	430-755   430-755	40-76   46-86
Ім. Комінтерну	Жовтнева Більшовик	735-1115 618-693	323,9 120,9
Ім. К.Лібкнехта	Комсомольська Дніпропетровська-2		12,3

 

Проте, необхідно відмітити, що в останній час в кар’єрі простежується окремі водопроявлення. У середині 1977 року з’явилася вода на горизонті -146 м у північній частині, а потім на горизонті -158 м в південній частині. У 1985-1986 роках наявність води відмічено на горизонті -182 м в осях 232-234. Вона накопичується за рахунок надходження атмосферних опадів, полива кар’єрних доріг та фільтрації води по тріщинам із розрізної траншеї. Беручи до уваги обставини, що фільтраційні властивості порід, які складають родовище незначні, то вся ця вода не встигає дренувати гірничими виробками вище згаданих шахт. В результаті цього відбувається накопичення води на дні кар’єру. Хоча кількість накопиченої води невелика, але це заважає відробленню корисних копалин. Фактичні водоприпливи в кар’є приведені в таблиці 2.2.6.

Фактичні водоприпливи

Таблиця 2.2.6