Обоснование параметров скважин для проведения специальных гидрогеологических исследований в теле водозащитной толщи

Отрабатываемое в сложных геолого-гидрогеологических и горно-технических условиях Яковлевское месторождение является богатейшим по запасам железа в пределах Курской магнитной аномалии с запасами около 9 млрд т и обладает высокой ценностью как для научной, так и для промышленной составляющих развития Российской Федерации, которая поставляет на внутренний и внешний рынок десятую часть добываемых в мире железных руд. Актуальность работы обусловлена глобальной тенденцией к разработке месторождений полезных ископаемых во все более сложных условиях, что связано со значительной выработкой легко извлекаемых запасов, доступных к разработке открытым способом на незначительных глубинах. Одной из сложностей, с которыми сталкивается горная отрасль – это извлечение запасов под неосушенными водоносными горизонтами и другими водными объектами. Рассмотрены вопросы оценки гидрогеологических условий проведения специальных гидрогеомеханических исследований в теле водозащитной толщи с целью повышения их эффективности и безопасности. Планируемые исследования позволят увеличить надежность прогнозов водопритоков в горные выработки и оценки развития гидрогеомеханических процессов. На примере упрощенных тестовых задач авторами даются рекомендации по методике моделирования распределения гидростатического напора в теле водозащитной толщи над горными выработками перед фильтрационными опробованиями.

Котлов С. Н., Целищев Н. А., Горло М. А. Обоснование параметров скважин для проведения специальных гидрогеологических исследований в теле водозащитной толщи // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 6. – С. 153–167. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_6_0_153.

Котлов Сергей Николаевич¹ — канд. геол.-минерал. наук, доцент, e-mail: sergei_k@spmi.ru,
Целищев Николай Анатольевич¹ — аспирант, e-mail: s205006@stud.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0001-7737-9686,
Горло Мария Андреевна¹ — студент, e-mail: s171506@stud.spmi.ru,
¹ Санкт-Петербургский Горный университет.

Горло М.А., e-mail: orlovamaria17@mail.ru.

1. Григорьев А. М., Зотеев О. В., Макаров А. Б. Геомеханическое обоснование разработки Яковлевского месторождения под неосушенными водоносными горизонтами // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2013. — № 4. — С. 27—37.

2. Дашко Р. Э., Феллер Е. Н. Формирование и развитие горно-геологических процессов в зависимости от изменения инженерно-геологических и гидрогеологических условий на Яковлевском руднике // Записки Горного института. — 2012. — Т. 199. — С. 151—160.

3. Протосеня А. Г., Петров Д. Н., Синякин К. Г., Марьемьянов Г. А. Натурные наблюдения за осадкой рудной потолочины при ведении горных работ на Яковлевском руднике // Записки Горного института. — 2011. — Т. 190. — С. 158—162.

4. Малюхина Е. М. Обоснование параметров геомеханических процессов развития техногенных водопроводящих трещин при разработке железорудных месторождений: Автореф. дис. канд. техн. наук. — СПб.: СПбГУ, 2020. — 21 c.

5. Гусев В. Н., Илюхин Д. А., Алексенко А. Г. Определение параметров зоны водопроводящих трещин через горизонтальные деформации подрабатываемой толщи // Записки Горного института. — 2013. — Т. 204. — С. 69—73.

6. Феллер Е. Н. Прогнозирование изменения инженерно-геологических условий при ведении очистных работ на Яковлевском руднике (Яковлевское месторождение богатых железных руд, КМА): Автореф. дис. ... канд. геол.-минерал. наук. — СПб.: СПбГУ, 2014. — 25 с.

7. Дроздов А. В., Крамсков Н. П., Гензель Г. Н. Особенности гидрогеомеханического мониторинга под водными объектами на алмазных месторождениях Западной Якутии // Вестник Иркутского государственного технического университета. — 2011. — № 1(48). — С. 72—79.

8. Стась Г. В., Смирнова Е. В., Перелыгин И. А., Перелыгина Я. А. Системный подход к оценке риска аварий при восстановлении Подмосковного угольного бассейна // Известия Тульского государственного университета. Науки о земле. — 2016. — № 1. — С. 71—80.

9. Staat M. An extension strain type Mohr-Coulomb criterion // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2021, vol. 54, pp. 6207—6233. DOI: 10.1007/s00603-021-02608-7.

10. Куликова А. С. К вопросу об эколого-экономической оценке инновационных решений при использовании подземного пространства под водными объектами // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2016. — № 8. — C. 279—286.

11. Kong W. K. Water ingress assessment for rock tunnels: A tool for risk planning // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2011, vol. 44, pp. 755—765. DOI: 10.1007/s00603-0110163-4.

12. Davidson S., Baker P. A levee breach induced by internal erosion in Western Australia // Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology. 2021, vol. 55, no. 2. DOI: 10.1144/ qjegh2021-037.

13. Schweizer D., Acworth R. I., Andersen M. S., Blum P., Carrara E., Rasmussen T. C., Ge S. Future-proofing hydrogeology by revising groundwater monitoring practice // Hydrogeology Journal. 2020, vol. 28, no. 8, pp. 2963—2969. DOI: 10.1007/s10040-020-02242-7.

14. Zhimin Xu, Yajun Sun, Shang Gao, Xianming Zhao, Ruiqi Duan, Minghao Yao, Qin Liu. Groundwater Source Discrimination and proportion determination of mine inflow using ion analyses: A case study from the Longmen coal mine, Henan Province, China // Mine Water Environ. 2018, vol. 37, pp. 385—392. DOI: 10.1007/s10230-018-0512-6.

15. Нисковский Ю. Н. Исследование и выбор экологически допустимых технологий добычи полезных ископаемых под морским дном // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 1995. — № 3. — C. 56—58.

16. Sudarikov S., Petrov V., Narkevsky E., Dobretsova I. In-situ study methods used in the discovery of sites of modern hydrothermal ore formation on the mid-atlantic ridge // Minerals. 2020, vol. 12, no. 10, article 1219. DOI: 10.3390/min12101219.