 |
|
Гидрогеологических исследований
Для изучения гидрогеологических условий в пределах участков «Поле шахты «Котинская» и «Поле шахты №7» в период 1993-1996 году были проведены следующие виды работ гидрогеологического содержания: бурение 5-ти гидрогеологических скважин, 22 опытные откачки и гидрогеофизические исследования. В 2006 году в двух разведочных скважинах №16631 и 16633 так же были выполнены опытные работы. Следует отметить, что специальное гидрогеологическое бурение скважин (один гидрокуст) проведено за границами шахтных полей. Для изучения гидрогеологических условий использовались разведочные скважины. Откачки осуществлялись эрлифтом. Продолжительность откачек составляла от 42 до 81 часа. Основные результаты этих работ сведены в таблицу 6.1.
Таблица 6.1
Результаты проведенных ранее опытных гидрогеологических работ
| № скв. | Глубина скв., м | Глубина обсадки, м | Статический уровень, м | Понижение, м | Дебит, л/с | Удельный дебит, л/с | Интервалы водоносных зон, м | Принятая мощность водоносных зон, м | km, м2/сут | Литологический состав пород в интервале водоносных зон |
| 0,42 | 10,16 | 2,5 | 0,25 | 21-50, 79-82 | Алевролиты в кровле пл. 57-56 | |||||
| 9,92 | 0,4 | 0,04 | 37-39, 67-70 | Песчаники и алевролиты выше и ниже пласта 44-43 | ||||||
| 4,1+ | 5,44 | 11,8 | 2,2 | 32-94, 138-139 | Преимущественно песчаники в верхей зоне и в кровле пл.58 | |||||
| 2,02+ | 16,82 | 0,59 | 0,04 | 16-60 | Песчаник, пл.52 | |||||
| 4,65+ | 6,1 | 1,31 | 0,16 | 12-52 | Песчаники в кровле и почве пл. 52 | |||||
| 1,7+ | 9,8 | 0,51 | 22-36, 123-130, 150-152 | Переслаивание пород в трещинной зоне и почва пл.59 | ||||||
| 0,9+ | 15,2 | 0,27 | 0,02 | 28-43 | Песчаник мелкозернистый, пл.60 | |||||
| 0,4+ | 5,6 | 0,2 | 9-43 | Песчаники, алевролиты, пласты 62а-60 | ||||||
| 3,85+ | 9,1 | 3,12 | 0,34 | 24-59, 70-73 | Песчаники в кровле пл. 53 | |||||
| 3,63+ | 15,2 | 2,63 | 0,17 | 30-72 | Алевролиты в почве пл. 47 | |||||
| 11,2 | 4,7 | 1,4 | 0,3 | 28-57 | Алевролиты в кровле и почве пл. 47 | |||||
| 2,56+ | 11,36 | 4,9 | 0,43 | 26-44, 94-97 | Песчаники в кровле пл. 44 | |||||
| 11,4 | 4,65 | 0,53 | 0,11 | 24-62 | Алевролиты и песчаники в интервале пл. 44 | |||||
| 1,98 | 6,75 | 2,1 | 0,31 | 14-38 | Переслаивание пород в трещинной зоне и в инт. пл.61 | |||||
| 4,82 | 17,6 | 0,62 | 0,04 | 34-38, 132-142 | Инт. пл.52 и песчаники в почве пл.49 | |||||
| 8,7 | 0,23 | 0,03 | 25-50, 103-113, 126-132 | Песчаники и алевролиты в инт. пластов от 52 до 49 | ||||||
| 8,5 | 9,7 | 0,3 | 0,03 | 108-128 | Алевролиты в кровле пл. 52 | |||||
| Продолжение табл. 6.1 | ||||||||||
| 15,53 | 16,32 | 0,4 | 0,03 | 19-32, 48-50, 74-76, 103-106 | Песчаники и алевролиты в кровле пл. 52 и в межпластье 52-51 | |||||
| 1,27+ | 2,74 | 3,5 | 1,27 | 37-83, 86-89 | Песчаники в кровле пл. 53 | |||||
| 1,05 | 8,15 | 0,77 | 0,09 | 26-73, 139-142 | Песчаники, алевролиты в кровле пл. 47 | |||||
| 22,26 | 4,5 | 0,32 | 0,07 | 46-50, 77-97 | Преимущественно песчаники в инт. пл.60-58 | |||||
| 10,95 | 8,31 | 0,67 | 0,08 | 24-40, 58-78 | Переслаивание алевролитов с песчаниками в кровле и почве пл. угля 57 и 56 | |||||
| 1,45 | 16,05 | 1,92 | 0,12 | 44-47, 77-85, 89-97 | Переслаивание алевролитов с песчаниками в инт пл. угля 58 и 57 | |||||
| 0,3+ | 7,85 | 1,43 | 0,18 | 49-115 | Толща вмещающая пласт 57 | |||||
| 27,5 | 0,95 | 2,65 | 2,92 | 1,1 | 30-65,4 | 35,4 | Толща вмещающая пласт 58 |
В ходе анализа материалов было отмечено следующее: в скважинах глубина установки «кондуктора» (глухих обсадных трубы для крепления стенок скважины) несколько превышает мощность четвертичных отложений, т.е. возможно им был перекрыт верхний наиболее трещиноватый интервал пород с которым связаны верхние водоносные зоны, следовательно, при опробовании скважин откачкой могли быть получены заниженные параметры. Гидрогеофизические исследования подтверждают это, установлением верхней границы водоносной зоны от башмака обсадных труб.
В ходе ведения работ по изучению гидрогеологических условий участка «Нижние горизонты шахты Котинская» в 2007-2008 годах выполнены следующие виды: бурение гидрогеологических скважин, опытные откачки, гидрогеофизические исследования.
Скважины, предназначенные для изучения гидрогеологических условий, были равномерно размещены на всей площади участка. Они расположены как в пониженных участках рельефа, так и на водоразделе. Работы проводились как в специально пробуренных гидрогеологических скважинах, так и в разведочных.
Специальные гидрогеологические скважины были предназначены для изучения зоны активного водообмена, при этом их глубина составляла 115 м. Были пробурены 9 специальных гидрогеологических скважин, три из которых наблюдательные куста, общий объем бурения составил 1035 п.м.
Изучение зоны затрудненного водообмена проводилось 6 одиночными откачками из разведочных скважин. Стволы этих скважин проходились с использованием в качестве промывочной жидкости только чистой воды, а верхний интервал до 116,5-134 м (зона активного водообмена) был изолирован глухой колонной обсадных труб с изоляцией башмака цементом или глиной.
По результатам опытных откачек проведены расчеты коэффициента водопроводимости. Обработка опытных данных выполнена способом временного прослеживания уровня. Коэффициент водопроводимости (km) определен по угловым коэффициентам (С) временных графиков прослеживания восстановления и понижения уровня S-lgt. По данным кустовой откачки выполнен расчет коэффициента уровнепроводности (а). Результаты опробования приведены в таблице 6.2.
В конце откачки из каждой скважины были отобраны пробы воды. Лабораторные анализы подземных вод были произведены в Испытательной лаборатории ОАО «Западно-Сибирский испытательный центре» (аттестат аккредитации № РОСС RU 0001.21 АЯ 07), г. Новокузнецк.
В 11 скважинах выполнены гидрогеофизические исследования методом резистивиметрии и расходометрии.
Выполненный на участке комплекс гидрогеологических исследований позволяет дать оценку условий обводненности участка. По результатам проведенных работ гидрогеологического содержания выделены обводненные интервалы разреза, определены гидрогеологические параметры водоносных зон. Результаты работ использованы при создании геофильтрационной модели и оценки водопритоков в подземные горные выработки при дальнейшей разработке угольных пластов сотрудниками лаборатории гидрогеологии и экологии Научного центра геомеханики и проблем горного производства Санкт-Петербургского государственного горного университета, проводящих научно-исследовательские работы по договору с ОАО «СУЭК – Кузбасс».
Таблица 6.2
Результаты откачек проведенных на участке «Нижние горизонты шахты «Котинская»»
| № скв. | Интервал опробования, м | Статический уровень, м | Понижение, м | Дебит, л/с | Удельный дебит, л/с | Данные резистивиметрии | Мощность водоносных зон, м | Коэффициент водопроводимости (km), м2/сут |
| 17003а | 45,3-115 | 7,7 | 1,74 | 0,23 | водоносные зоны не выделены | не устан. | 14 - 38 | |
| 17015а | 44,8-115 | 1,55 | 3,08 | 1,99 | водоносная зона связана с толщей песчаников инт. 47,3-65,3 м и зона в инт. 85-92 м с пластом угля | 370 - 517 | ||
| 17025а (куст) | 15-115 | 16,14 | 1,11 | 3,08 | 2,77 | водоносная зона связана с интенсивно-трещиноватой толщей пород в инт. 13-56 м | 377 - 505 | |
| 17028а | 12-115 | 20,5 | 1,9 | 0,89 | 0,47 | водоносная зона связана с интенсивно-трещиноватой толщей пород в инт. 25-65,1 м | 40,1 | 36 - 63 |
| Продолжение табл. 6.2 | ||||||||
| 17038а | 15-115 | 0,35+ | 5,24 | 5,71 | 1,09 | водоносная зона не установлена, приток 0,37 л/с с забойной части | не устан. | 63 - 81 |
| 17063а | 11-115 | 0,3+ | 2,87 | 5,88 | 2,05 | водоносная зона в интервале толщи песчаников от 100 до 110 м | 70 - 102 | |
| 120-473 | 25,4 | 19,55 | 0,42 | 0,021 | водоносные зоны не выделены | не устан. | 4,4 | |
| 134-434 | 33,85 | 44,35 | 0,2 | 0,005 | водоносные зоны не выделены | не устан. | 0,4 | |
| 116,5-382 | 87,9 | 0,008 | 0,0001 | водоносные зоны не выделены | не устан. | 0,02 | ||
| 125,4-527 | 0,125 | 0,005 | водоносные зоны не выделены | не устан. | 0,6 | |||
| 121,6-530 | 1,0+ | 18,5 | 0,818 | 0,044 | водоносные зоны в инт. 119,1 - 123 м и 131,5 - 137,2 м в толще песчаников между пластами угля 58 и 59 и песчаники в инт. 196,5-202,5 м | 15,6 | 0,9 - 1,5 |
Дополнительные материалы, характеризующие гидрогеологические условия участка были получены при создании сети скважин для наблюдений за состоянием подземных вод на участке «Шахта Котинская» в 2009 году. ФГУГП «Запсибгеолсъемка» были пробурены и оборудованы 6 наблюдательных гидрогеологических скважин. В скважинах выполнены пробные откачки, комплекс геофизических работ и отбор проб воды. Лабораторные исследования проб воды выполнены в Испытательной лаборатории ОАО «Западно-Сибирский испытательный центре» (аттестат аккредитации № РОСС RU 0001.21 АЯ 07), г. Новокузнецк. Данные по опробованию скважин приведены в таблице 6.5 и 6.9.
Летом 2010 г специалистами СПГГУ в рамках научно-исследовательской работы «Геологическое и гидрогеологическое обеспечение высокоинтенсивной выемки угля в тектонически ослабленных зонах на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс» на поле шахты «Котинская» была проведена групповая откачка. Для осуществления полевого эксперимента была организована сеть из 15 скважин, включающая 8 опытных, входящих в систему заградительного дренажа, и 7 наблюдательных, пробуренных в соответствии с проектом, подготовленным техническими службами СУЭК-Кузбасс в 2009 году, для обеспечения эффективной отработки лавы 5208. Одновременно с проведением групповой откачки собиралась информация по изменению водопритока в шахту и анализировалась его зависимость от расхода групповой откачки. Тем самым определялась эффективность заградительного дренажа. Ожидаемого эффекта снижения интенсивности водопритока не было зафиксировано, так, при общем дебите групповой откачки в 241 м3час, приток в шахту оставался неизменным и составлял примерно 830 м3/час. Система заградительного дренажа зоны водопроводящих трещин показала свою неэффективность в данных геологических условиях. В ходе анализа полевого эксперимента были выявлены зоны с различными фильтрационными свойствами вблизи опытных скважин. Так, на различных участках исследуемой территории, значения коэффициента фильтрации (Кф) изменялись от 0,1 до 12 м/сутки. Анизотропия свойств горных пород в плане также видна и по удельным дебитам водопонижающих скважин, которые в свою очередь отличались более чем на порядок, так минимальный удельный дебит был зафиксирован при откачке из скважины №5 и составил 0,31 л/c, а максимальный – 9,17 л/c в скважине №3. Полная информация о работе изложена в соответствующем отчете, помещенном в текстовые приложения настоящего отчета (прил. 40).
К данной главе настоящего отчета графических приложений нет. Карта гидроизогипс или схематическая гидрогеологическая карта участка исключены в виду их низкой информативности. Настоящее положение уровенной поверхности подземных вод на площади участка показать просто невозможно, недостаточно точек характеризующий изменение уровня (режимная сеть представлена лишь шестью действующими пунктами). Постоянное (очень быстрое) продвижение выработок вероятнее всего так же быстро изменяет конфигурацию депрессионной воронки.