Гідрогеологічні дослідження родовищ

Лінійні схеми осушення складаються з одного або більше рядів водо понижуючих свердловин, дренажних канав, штреків або горизонтальних свердловин. Вони частіше застосовуються при осушенні похилих водоносних пластів або пластів з високою водопроникністю та при осушенні в'їзних і розрізних траншей, робочих бортів кар'єрів тощо. При контурній схемі осушення дренажні свердловини розташовуються по кутах трикутника, квадрата, багатокутника по периметру невеликих розмірів огородженої ділянки. За лінійною або контурною схемою виконується також огороджуючий дренаж, який знижує напори на укосах кар'єрів до величин, що забезпечують мінімальний ризик опливання укосу. Двоконтурна схема осушення утворюється двома взаємодіючими контурними спорудами або двома концентрично розташованими спорудами. Сітчаста схема використовується при підземному способі, коли дренажними спорудами є наскрізні фільтри. Кущова схема осушення - це система водопонижуючих свердловин, які закладаються групами, без вищеозначеної системи, в місцях зон високої обводненості а також великої закарстованості і тріщинуватості. При кар'єрній розробці рудних родовищ.

31. Комбінований спосіб осушення гірничих виробок у складних гідрогеологічних умовах

На другому етапі, після промислової відробки об'єкту, при освоєнні більш глибоких рудних горизонтів, осушення ведеться комбінованим способом - за допомогою випереджаючої підземної кільцьової галереї, пройденої із шахт по трасі водопонижуючих свердловин, а також за допомогою наскрізних фільтрів, які переобладнано з цих свердловин. При комбінованому способі з поверхні робочого борту кар'єру обладнуються наскрізні фільтри та вбирні свердловини, в дренажних штреках - забивні фільтри і трубчасті колодязі.

Наскрізні фільтри - це сітчасті, жорствяно-дротяні або каркасно-стержневі фільтри d = 68-70 мм. Їх встановлюють у пробурені з поверхні свердловини для дренування кількох водоносних горизонтів малої потужності, що лежать вище корисної копалини. Понижуючі колодязі та розвантажуючі свердловини використовують для пониження рівня водоносних горизонтів, що лежать в підошві кар'єру. Якщо перші обладнують центробіжними насосами, то другі розкривають напірний горизонт і працюють як самовиливні.

Поглинаючі (або вбирні) свердловини використовують, якщо надпродуктивний горизонт має невелику потужність і проникність, а також більші напори, ніж підпродуктивний. Вода самопливом перетікає з верхнього в нижній водоносний горизонт. Для неробочого борту кар'єру також закладають дренажні споруди, але тут для забезпечення осушення можна обмежитись лише тільки одним горизонтальним дренажем.

Дренажні шурфи з штреками використовуються для безпосереднього осушення поля кар'єру, якщо в геологічному розрізі мають місце стійкі породи (піщаники, алевроліти і т.п.).

Дренажні штреки є горизонтальними осушувальними спорудами, що проходять нижче всіх гірничих виробок, з яких вони приймають воду, або вздовж робочого борту кар'єру, нижче його підошви. В залежності від гідрогеологічних умов дренажні штреки використовуються.

Осушення внутрішніх відвалів гірських порід має свої характерні особливості, які залежать від інженерно-геологічної обстановки (найбільш розповсюджений тип деформацій у відвалах - зсуви). Для збереження стійкості відвалів необхідно, щоб лежачий бік родовища (у кар`єрі), складеного з пісків, був осушений.

32. Типізація і схематизація гідрогеологічних умов родовищ корисних копалин

В першу чергу виконується схематизація та типізація гідрогеологічних умов родовищ корисних копалин: визначають форму області фільтрації у плані і розрізі (для завдання границь); умови живлення і стоку по площі поширення водоносних шарів; тип і розташування гірничих виробок. На практиці, для попередніх найбільш загальних оцінок, здебільшого використовують балансовий метод і метод аналогій.

33. Методи визначення загального водопритоку у гірничі виробки. Умови їх застосування

Метод водного балансу. Метод грунтується на урахуванні всіх складових живлення й розвантаження підземних вод в умовах їх відбору при осушенні родовища. Як правило, балансовий метод використовується для орієнтовних оцінок. Більш надійні результати він може дати для оцінки загальних водопритоків у виробки при відборі води з пластів обмеженого поширення (наприклад, замкнені або напівзамкнені пласти).

Рівняння балансу має такий загальний вигляд:

Q = (Q _{пружні запаси} + Q _стат) + Q _{інфільтрація на площі} +

+ ? Q _{за рахунок зменшення випаровування} + Q з водотоків і водойм +?Qперетікання + Q _{штучне живлення} + Q _{розвантаження підземних вод джерелами}

Q_стат =

де µ - коефіцієнт водовіддачі; V - об'єм осушуваних порід.

Метод гідрогеологічних аналогій заснований на аналогії гідрогеологічних і гірничо- технічних умов ділянок родовищ, що розробляються і проектуються до розробки.

Особливо часто цей метод застосовують при оцінках притоків до нижчих горизонтів, що намічаються до відробки в аналогічних гідрогеологічних умовах, або на суміжних з діючими шахтами ділянках. За наявності об'єктів-аналогів величини прогнозних водопритоків повинні бути зіставлені з фактичними водопритоками до виробки, шахти або кар'єру, а також встановлені співвідношення структурних, гідрогеологічних, балансових параметрів об'єкта-аналога та розвіданого родовища для подальшого вибору розрахункової схеми підрахунку водопритоків даним методом.

34. Умови обводнення та методи розрахунку водопритоків до виробок, що розробляють родовища, у геологічному розрізі яких переважають товщі пухких незцементованих порід

Всі гідрогеологічні класифікації засновані на оцінці обводненості. Коефіцієнт обводненості (Ко) - це відношення кількості води до кількості добутої корисної копалини за той же проміжок часу.

(к.к - корисна копалина; V_{0 -} V води)

Водонасиченість родовищ цього типу досить висока і залежить як від літологічного складу нашарувань, розвинених у покрівлі і ґрунті корисної копалини, так і від сучасних ерозійно-географічних факторів. Окремі шахти родовищ другого типу характеризуються відносно високим водопритоком, що досягає 100-300, а іноді і більше кубічних метрів за годину. Значення коефіцієнта обводненості може коливатися в широких межах: від 2 до 15. До другого типу відносяться родовища бурого вугілля, вогнетривких глин, марганцю, фосфоритів, деякі залізорудні родовища і розсипні родовища олова, золота, платини, вольфраміту та ін. При експлуатації родовищ другого типу труднощі проходки виробок звичайно обумовлюються не величиною водопритоку, а тим, що у виробки разом з водою надходять дрібнозернисті піщані породи. Швидкість виносу дрібних часток породи залежить від величини гідростатичного напору, під яким вода знаходиться у водоносному шарі, а також від потужності і літологічного складу водомістких порід.

При зміні від глинистих фракцій до піщаних виробки, які були слабко обводненими затоплюються, при чому у виробки можуть надходити пливунні маси. Від літологічного складу гірських порід, від їх віку, ступеню відслонення, текстури і структури та рельєфу залежить інтенсивність їх вивчення.

Коли пласт напірний, об'єм пливуна дуже значний та необмежений в часі. Пливунні властивості також мають насичені кварцево-серецитові сланці, які можуть напливати у вигляді рідкої маси, а іноді стрімко прориваються у виробки великими масами; зруйновані сланці вугленосної товщі, які перетворюються у глинисту масу, яка при розкритті заповнює вирбобки.

Метод розрахунку для цього типу - гідродинамічний (рівняння Дюпюі, р-ня великого колодязя), також методи моделювання, та при цьому враховувати швидкість розширення виробки.



35. Методи гідрогеологічних аналогій основані на гідродинамічних залежностях та на порівнянні коефіцієнта обводнення

На практиці, для попередніх найбільш загальних оцінок, здебільшого використовують балансовий метод і метод аналогій.

Методи аналогії, засновані на гідродинамічних залежностях. В умовах, наприклад, коли шахта, що проектується, відрізняється від шахти-аналогу лише значенням заданого пониження рівня води у водоносному горизонті, що створює водоприток до неї, розрахунок водопритоку може здійснюватись за формулою Тіма, яка враховує різницю пониження в безнапірних умовах. Для тектонічно порушених масивів порід може бути використане рівняння (Бесєда М.І., 1987):

Q сер прогн = Qmax/В(С-H)² + 1

де Qmax - середнє максимальне значення водопритоку до виробки, що надходить із данного типу порушень у певному гідрогеологічному районі, м3/год; Н - глибина розкриття тектонічного порушення майбутніми виробками, м; В - параметр, що визначається по цій самій формулі за фактичними середніми поінтервальними значеннями водопритоку при розкритті порушень даного типу; С - глибина, на якій спостерігається максимальний середній водоприток із порушень даного типу, м. Існують формули для більш складних випадків, коли залежність базується на гідродинамічній формулі, що враховує загальну схему потоку, а гідрогеологічні параметри приймаються як узагальнені коефіцієнти. Застосування методу аналогій виконується на першій стадії розробки родовищ або при детальній розвідці. Згідно цього методу пониження значення коефіцієнту обводнення від об'єктів аналогів на гірничі виробки. Цей спосіб є достатньо надійним для попередження уяви про ступінь обводнення гірської виробки.

36. Метод гідрогеологічних аналогій для визначення водопритоку, заснований на аналогії гідрогеологічних та гірничо-технічних умов

Метод гідрогеологічних аналогій заснований на аналогії гідрогеологічних і гірничо- технічних умов ділянок родовищ, що розробляються і проектуються до розробки.

Особливо часто цей метод застосовують при оцінках притоків до нижчих горизонтів,що намічаються до відробки в аналогічних гідрогеологічних умовах, або на суміжних з діючими шахтами ділянках. За наявності об'єктів-аналогів величини прогнозних водопритоків повинні бути зіставлені з фактичними водопритоками до виробки, шахти або кар'єру, а також встановлені співвідношення структурних, гідрогеологічних, балансових параметрів об'єкта-аналога та розвіданого родовища для подальшого вибору розрахункової схеми підрахунку водопритоків даним методом.

Аналогія між новим родовищем та підібраним для нього об'єктом-аналогом повинна бути:

- за геологічним розрізом ділянок робіт;

- за типом гідрогеологічних умов, тобто за умовами формування ресурсів підземних вод і обводнення гірничих виробок;

- за способом та системою розробки ділянок родовища;

Допускається різниця:

- за глибиною залягання корисної копалини;

- за розмірами ділянок розробки;

- за фільтраційними властивостями порід, що містять родовище;

- у відстані до контуру живлення та ін.

Розрахунки можуть базуватися на емпіричних зв'язках або гідродинамічних залежностях.

Застосування методу аналогій є доцільним, з одного боку, для попередньої оцінки на перших стадіях вивчення родовища або його окремих ділянок, а з іншого - при детальній розвідці, коли гідрогеологічні умови досить складні, і їх вивчення для обґрунтування застосування гідродинамічного та інших методів пов`язано із значними труднощами.

За методом аналогій можна поширювати величину коефіцієнту обводнення, встановлену для ряду розроблюваних шахт або лав, на запроектовані гірничі виробки, що знаходяться в подібних гідрогеологічних умовах на тих самих або нових родовищах. Метод є наближеним, оскільки обгрунтування прогнозу в значній мірі зумовлене вибором ділянки-аналога, а повного аналога в природі не існує.

37. Які необхідні умови застосування методу гідрогеологічних аналогій для визначення водопритоку? В чому може бути різниця між об'єктами

Метод гідрогеологічних аналогій заснований на аналогії гідрогеологічних і гірничо-технічних умов ділянок родовищ, що розробляються і проектуються до розробки. Аналогія між новим родовищем та підібраним для нього об'єктом-аналогом повинна бути:

· за геологічним розрізом ділянок робіт;

· за типом гідрогеологічних умов, тобто за умовами формування ресурсів підземних вод і обводнення гірничих виробок;

· за способом та системою розробки ділянок родовища;

Допускається різниця:

· за глибиною залягання корисної копалини;

· за розмірами ділянок розробки;

· за фільтраційними властивостями порід, що містять родовище;

· у відстані до контуру живлення та ін.



38. Метод водного балансу для визначення водопритоку. Наведіть основне балансове рівняння і пояснити його складові, якими методами ці складові можна визначити

Метод водного балансу. Метод грунтується на урахуванні всіх складових живлення й розвантаження підземних вод в умовах їх відбору при осушенні родовища.

Як правило, балансовий метод використовується для орієнтовних оцінок. Більш надійні результати він може дати для оцінки загальних водопритоків у виробки при відборі води з пластів обмеженого поширення (наприклад, замкнені або напівзамкнені пласти).

Рівняння балансу має такий загальний вигляд:

Q = (Q пружні запаси + Q стат) + Q інфільтрація на площі +

+ Q за рахунок зменшення випаровування + Q з водотоків і водойм + Q перетікання + Q штучнеживлення + Q розвантаження підземних вод джерелами

39. Гідравлічний метод оцінки водопритоку для усталеного і квазіусталеного режиму водопритоку. Умови його застосування

Гідравлічний метод. Цей метод заснований на екстраполяції дослідних даних, які отримують шляхом виконання дослідно-фільтраційних робіт.

При оцінці водопритоку гідравлічним методом спираються на задане водопониження, яке необхідне для безпечної експлуатації гірничої виробки та найбільш повної відробки корисної копалини, і визначають емпіричний закон зниження рівня. Для розрахунку дебіту водопонижуючих свердловин, який дорівнюватиме водопритоку необхідно знайти фільтраційні параметри водоносного горизонту, який обводнює родовище корисної копалини. Гідрогеологічні параметри розраховуються за даними дослідно-фільтраційних робіт на основі рівнянь неусталеного руху підземних вод.

Гідравлічний метод доцільно застосовувати в тих випадках, коли родовище має невеликі розміри і вже в процесі більш менш тривалих дослідно-експлуатаційних відкачок депресія охопить всю його площу, а граничні умови повністю проявляться в характері зниження рівнів.

Гідравлічний метод в поєднанні з балансовим та моделюванням, як різновид гідродинамічного методу, можна використовувати для оцінки експлуатаційних запасів підземних вод родовищ в замкнених і частково замкнених структурах, складених тріщинуватими і закарстованими водоносними породами. При оцінці запасів підземних вод невеликих замкнених структур і масивів, які складені нерівномірно тріщинуватими і закарстованими породами, повинні бути враховані досить складні граничні умови і різноманітні джерела формування експлуатаційних запасів підземних вод.

40. Гідродинамічний метод оцінки водопритоку з використанням аналітичних розрахунків. Наведіть характерні рівняння для напірних та безнапірних умов, усталеного та неусталеного режиму водо притоку

Цей метод дозволяє не тільки визначити загальний водоприток у гірничі виробки (дебіти водозаборів), але й здійснювати прогноз формування депресійної воронки у процесі розробки родовища, використовуючи аналітичні залежності отримані для ряду типових розрахункових схем, що відповідають певним граничним умовам. Застосування цього методу вимагає відповідності розрахункової схеми природній обстановці за такими показниками, як фільтраційні параметри, граничні умови, умови живлення водоносних горизонтів і ємнісні характеристики водовміщуючих порід.

Розрахункові методи поділяють на аналітичні та на методи моделювання гідрогеологічних умов. Формули динаміки підземних вод в ряді випадків можуть безпосередньо використовуватися для визначення притоків води, але при цьому потрібно враховувати ряд специфічних особливостей, пов`язаних з інтенсивністю розвитку гірничих робіт у часі, а також з розмірами так званого «великого колодязя». За методом “великого колодязя” площа, зайнята гірничими виробками або дренажними спорудами, прирівнюється до рівновеликого за площею колодязя. Виводиться формула водопритоку з напірного горизонту до діючого “великого колодязя” на основі рівняння Дарсі. Дебіт колодязя в напірному водоносному горизонті визначається з рівняння:

Для визначення радіусу впливу одиночної свердловини або колодязя (Rо) може бути застосована формула Кусакіна:

За умов, коли в результаті зрушення та просадки в покрівлі корисної копалини утворюється зона техногенної тріщинуватості на повну потужність слабопроникних порід (від 20 до 40-80 товщин шару корисної копалини), прогноз додаткового надходження води до гірничої виробки із водоносного горизонту, що залягає вище, слід здійснювати із застосуванням формули Тейса:

де kmp - водопровідність перекриваючого водоносного горизонту, м2/добу;

S - зниження рівня у перекриваючому водоносному горизонті, м;

а - п'єзопровідність (рівнепровідність) перекриваючого водоносного горизонту, м2/добу;

Rt - радіус площі зрушених порід слабопроникного шару,м;

t - прогнозний період, діб.

41. Метод “великого колодязя”. Наведіть формули для безнапірних та напірних умов

За методом “великого колодязя” площа, зайнята гірничими виробками або дренажними спорудами, прирівнюється до рівновеликого за площею колодязя. Виводиться формула водопритоку з напірного горизонту до діючого “великого колодязя” на основі рівняння Дарсі.

Дебіт колодязя в напірному водоносному горизонті визначається з рівняння:

Де R₀ - радіус у впливу одиночної свердловини або колодязя _; h₀- стовп води в дрені при відкачці, м.

За умов, коли в результаті зрушення та просадки в покрівлі корисної копалини утворюється зона техногенної тріщинуватості на повну потужність слабо проникних порід (від 20 до 40-80 товщин шару корисної копалини), прогноздодатковогонадходженняводидогірничоївиробкиізводоносногогоризонту, що залягає вище, слід здійснювати із застосуванням формули Тейса (безнапірних умов):

де kmp- водопровідність перекриваючого водоносного горизонту, м2/добу;

S - зниження рівня у перекриваючому водоносному горизонті, м;

а - п'єзопровідність (рівнепровідність) перекриваючого водоносного горизонту, м2/добу;

Rt- радіус площі зрушених порід слабопроникного шару,м;

t - прогнозний період, діб.

42. Типи родовищ за впливом на хімічний склад підземних вод

О.М. Овчинніков за характером взаємовідношень з підземними водами виділяє три групи родовищ: а) ті, що включають легкорозчинні породи, вилуговування та повне розчинення яких призводить до руйнування цих родовищ та утворення високомінералізованих вод; б) нафти та газу, що формуються в межах водонапірних систем та гідравлічно пов'язані з підземними водами; в) ті, що містять рудні мінерали, які в зоні окислення утворюють легкорозчинні солі, що надають водам специфічні властивості. Родовища твердих корисних копалин за характером взаємодії підземних вод з породами родовища можна об'єднати у три групи: 1) родовища, що міcтятьлегко розчинні солі, які призводять до утворення високомінералізованих вод з підвищеним вмістом Br,B, Li, Sr; 2) екзогенні родовища, що містять мінерали, які в зоні вивітрювання утворюють розчинні солі, надаючи водам специфічних властивостей; за особливими процесами та специфікою хімічного складу серед них виділяються сульфідні і несульфідні родовища; 3) ендогенні родовища, що містять підземні води, склад яких відповідає даній гідрохімічній зоні і складу вміщуючих гірських порід. Тут на ділянках рудних покладів може бути підвищеним вміст важкорозчинних рудних елементів у воді, таких як V, Al, Zn, Pb та деяких інших.



43. Гідродинамічний метод оцінки водопритоку з використанням моделювання. Коли він застосовується

Цей метод дозволяє не тільки визначити загальний водоприток у гірничі виробки (дебіти водозаборів), але й здійснювати прогноз формування депресійної воронки у процесі розробки родовища, використовуючи аналітичні залежності отримані для ряду типових розрахункових схем, що відповідають певним граничним умовам. Моделювання доцільно застосовувати в тих випадках, коли основні фактори, що впливають на величину експлуатаційних запасів підземних вод, в процесі розвідочних робіт або за даними експлуатації можуть бути визначені в такому ступені, який забезпечить можливість їх закладення у модель і отримання більш точних результатів у порівнянні з розрахунковими, які виконано іншими методами. На відміну, скажімо, від гідравлічного методу кожен з факторів, що визначають величину експлуатаційних запасів, повинен бути оцінений кількісно. У тих випадках, коли така оцінка не може бути виконана, застосування методу моделювання не забезпечує бажаного ефекту в порівнянні з результатами аналітичних розрахунків

44. Типи родовищ за впливом на хімічний склад підземних вод

О.М. Овчинніков за характером взаємовідношень з підземними водами виділяє три групи родовищ: а) ті, що включають легкорозчинні породи, вилуговування та повне розчинення яких призводить до руйнування цих родовищ та утворення високомінералізованих вод; б) нафти та газу, що формуються в межах водонапірних систем та гідравлічно пов'язані з підземними водами; в) ті, що містять рудні мінерали, які в зоні окислення утворюють легкорозчинні солі, що надають водам специфічні властивості. Родовища твердих корисних копалин за характером взаємодії підземних вод з породами родовища можна об'єднати у три групи: 1) родовища, що міcтять легко розчинні солі, які призводять до утворення високомінералізованих вод з підвищеним вмістом Br,B, Li, Sr; 2) екзогенні родовища, що містять мінерали, які в зоні вивітрювання утворюють розчинні солі, надаючи водам специфічних властивостей; за особливими процесами та специфікою хімічного складу серед них виділяються сульфідні і несульфідні родовища; 3) ендогенні родовища, що містять підземні води, склад яких відповідає даній гідрохімічній зоні і складу вміщуючих гірських порід. Тут на ділянках рудних покладів може бути підвищеним вміст важкорозчинних рудних елементів у воді, таких як V, Al, Zn, Pb та деяких інших.

45. три групи елементів, що присутні в підземних водах родовищ твердих корисних копалин

Серед елементів що зустрічаються в земній корі і в тому числі створюють родовища твердих корисних копалин можна виділити 3 групи: 1)Основні елементи, з яких утворене родовище. 2)Фонові елементи, які зустрічаються повсюдно. 3)Елементи - показники, які є характерними індикаторами (мітками) процесів утворення або змін твердих корисних копалин, тобто елементи, що представляють собою сторонні пошукові ознаки на той чи інший тип родовища.

46. Назвіть типи та генезис підземних вод приурочених до соляного покладу

Існують "соляні родовища", які можна віднести лише до певного типу. Це хлориди, сульфати Na, K, Ca, Mg; карбонати натрію; нітрати Na, K, броміди, йодиди, рідше борати. За Толстихіним виділяють 4 типи підземних вод приурочених до соляного покладу. Вони відмінні не тільки за складом, але й за походженням та областю живлення: 1) надсольові води інфільтраційного походження; 2) бокові або навколосольові води в гірських породах, які оточують соляні поклади, за походженням інфільтраційні, область живлення може знаходитися далеко від покладів; 3) підсольові води, в гірських породах, що підстилають соляні поклади. 4) між сольові, або внутрішньо сольові маточні води -- замкнені у порожнинах соляної товщі розсоли переважно седиментаційного походження.

47. Головні процеси формування хімічного складу підземних вод, приурочених до сульфідних родовищ

Головні процеси формування хімічного складу підземних вод, приурочених до сульфідних родовищ - окиснення і сірчанокисле вилуговування. Проявляються ці процеси одночасно, або протікає переважно лише процес окиснення. Це залежить від того моно- чи полісульфідне родовище.

48. Головні процеси формування хімічного складу підземних вод, приурочених до несульфідних родовищ

Головні процеси формування хімічного складу підземних вод приурочених до несульфідних родовищ: гідролітичне вуглекислотне вилуговування, гідроліз без CO, розчинення.

Гідролітичне вуглекислотне вилуговування протікає за схемою:

гідрогеологічний обводнення родовище порода

MeSiO3 + 2CO + 2H2O=H2SiO3 + Ме(НСО3)2

Гідроліз без CO, тобто (2H + 2HCO ) протікає у випадках малих концентрацій в підземній воді вуглекислоти. Результатом цього процесу є SiO2 і Me2+, але в незначних кількостях. В результаті гідролітичних процесів формуються прямі пошукові ознаки на несульфідну рудну мінералізацію, які представлені металами.

49. Теорії походження нафти

Існують 2 основні концепції походження нафти: органічна (осадочно-міграційна, біогенна) та неорганічна (мінеральна, еманаційна).Те, що горючі вуглеводні могли утворюватися шляхом глибинної переробки залишків відмерлих організмів під час дії на них великих тисків і температур підтверджується не лише характерним заляганням більшості знайдених покладів але й лабораторними експериментами. Доведено, що в катагенетичному перетворенні розсіяної речовини веде до накопичення біохімічних газів. Нафтоутв. починається на глибині 1300-1700 до 2700-3000м і закінчується на глибині від 3000-3500 до 5000-6800м.

Дмитро Менделеєв запропонував утворення нафти з глибинних флюїдів, що надходять до земної кори з мантії. Виявлені в другій половині 20 ст. значні запаси нафти в кристалічних породах фундаменту підтвердили цю гіпотезу. Відчизняними геологами було доведено, що потоки газоподібних вуглеводнів дійсно характерні для глибинних розломів тобто приурочені до великих родовищ нафти і газу.

50. Гіпотези міграції нафти

Теорії міграції:

1)гіпотеза міграції нафти в суміші з прісними гарячими підземними водами. (на сьогодні вважається необґрунтованою)

2)гіпотеза латерального переміщення нафти в складі підз.вод квазіелізійної гідродинамічної системи западин. (також дуже сумнівна)

3)ця гіпотеза випробувана на основі переміщення нафти у вигляді газів.

4)гіпотеза яка розглядається як переміщення нафтових вуглеводнів у високо гомогенних газорідкісних сумішей.

Для протікання біохімічних процесів які перетворюють органічну речовину в нафту потрібне водне середовище. Без води не відбудеться перетворення)

51. Підземні води родовищ вуглеводнів за походженням і мінералізацією

Виділяють 4 типи підземних вод на родовищах вуглеводнів: 1) прісні і солонуваті, мінералізація 1-12 г/дм³ хімічнийсклад - гідрокарбонатні, кальцієво-натрієві, глибина залягання - 800- 1200 м, інтенсивний водообмін; 2) опріснені конденсатогенні води рідко супроводжують нафтові родовища, більше зустрічаються на газоконденсатних родовищах, хімічний склад-гідрокарбонатні, натрієві, рідше сульфатно-натрієві; 3) солоні мінералізація - 10-80 г/дм³, глибина залягання більше 1200 м, хімічний склад- хлоридно-гідрокарбонатні, хлоридно-натрієві, значний вміст К, за походженням седиментогенні, іноді змішаного генезису, розбавлені інфільтраційними водами; 4) розсоли, мінералізація 80-400 г/дм³, хлоридні, кальцієво-хлоридні, глибина залягання більше 1500 м, до 6800 м

52. Типи режимів нафто-водо-газоносних пластів

Під режимом нафтового пласта розуміють поведінку його в результаті сукупної дії всіх чинників, що обумовлюють пересування газо-нафто-водяної суміші до забою свердловини. Основними з цих факторів є початковий пластовий тиск, фізичні властивості нафти і нафтогазоносного пласта з співвідношенням нафти, газу і води.

Виділяють 5 типів режимів нафтогазоносних шарів:

1.Водонапірний виникає коли по мірі відкачки крайової або підошвеної води, то остання заміщує нафту і контур нафтогазоносної стягується до свердловини

2.Газонапірний: нафта і вода витісняються під напором газу, який міститься над нафтою

3.Розчиненого газу: тиск пластів знижується нижче тиску насичення, газ при цьому виходить із розчину і розчинюючись сприяє витисканню нафти

4.Гравітаційний режим: а)рідина рухається по пласту по пласту до свердловини, під дією сили тяжіння, при цьому дзеркало нафти має вільну поверхню. б)нафта і вода залягають в круто поставленому пласті, який знизу виклинюється, статичний тиск на забої свердловини визначається висотою на яку простягається поклад вгору.

5.Пружний:головний вплив має об*ємна пружність не тільки газу, але й нафти, води і самого пласта.

53. Розподіл підземних вод на родовищах вуглеводнів

- тектонічні (жильні) - води, що циркулюють у тріщинах нафтогазоносних пластів;

- зв`язані (залишкові) - переважно капілярні води та води, затиснуті всередині нафтогазонасиченої частини пласта; можуть частково вилучатися разом з вуглеводнями при експлуатації покладу; `

- штучні води - введені за допомогою спеціального нагнітання (внутрішньо контурного та тзаконтурного) для підтримання пластового тиску, експлуатації та зниження агресивності і мінералізації природних вод;

- конденсатогенні води - води, що залягають переважно під газовими і газоконденсатними скупченнями або зсередини вуглеводневих покладів.

54. Види гідрогеологічних досліджень при розвідці нафтогазових родовищ

Гідрогеологічні дослідження при розвідці і експлуатації родовищ вуглеводнів. Правильне встановлення гідрогеологічного розрізу, водо-нафтових та газово-рідинних контактів, врахування можливих змін тисків дозволяє скласти оптимальний проект розробки, вибрати найбільш доцільну, досконалу технологію експлуатації свердловин для забезпечення максимального вилучення нафти, газу, конденсату із надр. Виходячи з цього, основними задачами при розвідці нафтогазових родовищ, для вирішення яких можуть залучатися гідрогеологи, є: 1)Прогнозування умов розбурювання, розкриття і випробовування пластів.; 2)Визначення положення газово-рідинних контактів (включаючи підошву покладу; враховуючи води зсередини покладу, води перехідних зон і т.д.). 3)Визначення запасів водорозчинних газів. 4)Визначення гідравлічного взаємозв`язку горизонтів і корекція окремих пропластків у розрізі свердловини на площу всього родовища.

55. Поняття геологічного середовища і техногенезу. Три основних типи техногенних процесів(за характером тепломасообміну)

Геологічне середовище розглядають як невід`ємну і складову частину середовища проживання і промислової (господарської) діяльності людини. За своїм змістом геологічне середовище являє собою верхню частину літосфери, в будові якої беруть участь чотири основних компоненти: гірські породи - підземні води - природні гази - мікроорганізми. В цій сфері при промисловій відробці рудних родовищ постійно виникають техногенні процеси, вплив яких призводить до змін у навколишньому середовищі в цілому. З фундаментальних властивостей геологічного середовища можна відмітити: а) мінливість у просторі і у часі; б) неоднорідність, що проявляється в гідрогеологічному відношенні у фільтраційних властивостях різних гірських порід; в)дискретність, що простежується в таких властивостях гірських порід, як тріщинуватість, закарстованість і т.ін.

Наукове поняття „техногенез” було запропоноване в 1937 р. академіком О.Є. Ферсманом при вивченні рудних родовищ. У відповідності з цим техногенез є результатом геохімічної діяльності людини при експлуатації рудних родовищ. За іншими визначеннями техногенез трактується в більш вузькому розумінні - як „сукупність геоморфологічних процесів, спричинених промисловою діяльністю людини”.

три основних типи техногенних процесів.

Перший тип за напрямком тепломасообміну характеризується вилученням речовини і тепла з геологічного середовища на поверхню (наприклад, при осушенні гірничих виробок на рудних родовищах, а також при експлуатації підземних вод системою крупних групових водозаборів). Негативний вплив першого типу техногенних процесів проявляється в самих різних формах - просадках і провалах поверхні, деформаціях поверхневих споруд, порушеннях взаємозв`язку підземних і поверхневих вод та ін.

Другий тип формується при експлуатації обводнювальних об`єктів, коли зміна властивостей геологічного середовища відбувається під впливом тепломасопереносу, спрямованого з поверхні у надра літосфери. В районах гірничовидобувної промисловості такі процеси формуються, наприклад, при експлуатації хвостосховищ і гідровідвалів, тобто накопичувачів для рідких і твердих промстоків збагачувальних фабрик.

Третій тип процесів за своєю природою є дуже складним; це взаємодіючі між собою процеси першого і другого типів, прояв яких чітко фіксується при одночасному осушенні і обводненні об`єкта. Такі процеси можуть формуватись, наприклад, на території гірничорудного підприємства, що розташоване безпосередньо на границях гірничих виробок. В таких умовах можуть мати місце техногенні процеси, що виникають при осушенні гірничих розробок, а також при обводненні міських територій шляхом зрошення земель, втрати води з централізованої водопроводної і каналізаційної мережі.



56. Техногенні процеси в районах видобутку корисних копалин

Техногенні процеси представляють собою частіше за все сукупність тісно пов`язаних між собою і часто взаємно обумовлених гідрогеологічних, інженерно-геологічних, геокріологічних, біогеохімічних процесів, що формуються в геологічному середовищі під впливом інженерної діяльності людини взагалі, і в даному випадку, в області гірничо-видобувної промисловості.

За характером впливу на геологічне і в цілому на навколишнє середовище техногенні процеси доцільно поділити на позитивні і негативні.

З комплексу негативних техногенних процесів найбільш інтенсивно проявляються: а)процеси осушення і пов`язані з ними процеси вичерпання природних запасів підземних вод, дренування вологи з прилеглої до осушуваних виробок площі (дренування стоку річок і т. ін.);б) процеси корінної зміни режиму взаємозв`язку підземних і поверхневих вод; в) суфозійно-карстові процеси, деформація поверхні і поверхневих споруд; г) процеси забруднення рудничних, а також підземних вод на ділянках експлуатації хвостосховищ; д) забруднення повітря шахтних виробок та прилеглої території за рахунок виділення з порового простору порід та підземних вод вуглеводнів і інших газів при змінах термодинамічних умов та гідрохімічної обстановки (при змішуванні вод різного складу); е) процеси підтоплення частини території прилеглих населених пунктів за рахунок втрат води при зрошенні; є) деформація поверхні під впливом формування зони зрушення гірських порід на площі гірничих розробок; ж) забруднення поверхневих вод шахтними водами та інші.

Техногенні процеси представляють собою частіше за все сукупність тісно пов`язаних між собою і часто взаємно обумовлених гідрогеологічних, інженерно-геологічних, геокріологічних, біогеохімічних процесів, що формуються в геологічному середовищі під впливом інженерної діяльності людини взагалі, і в даному випадку, в області гірничовидобувної промисловості.

За характером впливу на геологічне і в цілому на навколишнє середовище техногенні процеси доцільно поділити на позитивні і негативні.

57. Джерела впливу на довкілля в гірничорудному виробництві

Вплив кар`єрних розробок на зміни гідрогеологічної обстановки навколо них має більш широкий розвиток за площею, ніж розміри самого кар`єру. Це пов`язано з тим, що кар`єр розкриває всі водоносні горизонти, які розташовуються вище корисної копалини, а в ряді випадків, є необхідність і у суттєвому зниженні напорів водоносних горизонтів, що лежать в підошві корисної копалини. Внаслідок осушення водоносних горизонтів в районі розробок навколо кар`єру на площах, що значно перевищують розміри самого кар`єру формуються депресійні і п`єзометричні воронки, які негативно впливають на розташовані в зоні їх дії водозабори, а також на механічні характеристики водовміщуючих порід. В районах розвитку гірничорудних робіт спостерігається процес загального забруднення та зміни хімічного складу прісних підземних вод. При підземному способі розробки родовищ твердих корисних копалин з обваленням порід над виробленим простором, ці процеси призводять до внутрішніх зсувів і деформацій поверхні землі з утворенням в ряді випадків зон крупної тріщинуватості. В районах розвитку гірничорудних робіт, які супроводжуються водопонижуючими і осушувальними заходами, а також відбором підземних вод для питного і технічного водостачання, формуються великі депресійні і п`єзометричні воронки, які часто носять регіональний характер. До змін гідрогеологічних умов відносяться: 1) зміни умов живлення, руху і розвантаження підземних вод; 2) формування депресійних і п`єзометричних воронок підземних вод в процесі великого водовідбору; 3) осушення суміжних водоносних горизонтів; 4) зміна хімічного складу вод, що відбираються, в результаті взаємодії водоносних горизонтів і переміщення вод різної мінералізації в плані. В умовах експлуатації рудних покладів та їх осушення на площі впливу гірничих розробок завжди виникають техногенні процеси, які негативно діють на властивості геологічного середовища. Нерідко на підприємствах розвиваються процеси взаємодії водозаборів і осушувальних засобів. Суттєво впливає на забруднення поверхневих і підземних вод експлуатація хвостосховищ (гідровідвалів). На площі зберігання відвалів пустих порід може спостерігатись зміна ландшафтних умов і забруднення підземних вод; на міських територіях часто проявляються техногенні процеси підтоплення поверхневих споруд. Вирішення задач охорони навколишнього природного середовища починається з комплексної оцінки діяльності всіх об'єктів гірничорудного підприємства.

58. Методика гідрогеологічних та інженерно-геологічних досліджень при дудівництві та експлуатації гірничих підприємств

Під методикою гідрогеологічних і інженерно-геологічних досліджень розуміють раціональні у часі і техніко-економічному відношенні поєднання способів вивчення природних умов родовищ, подальше доповнення і корегування їх між собою для забезпечення отримання з необхідною повнотою вихідних даних для геолого-промислової оцінки ділянки і при необхідності для розробки проекту осушувальних і захисних заходів. Вибір методики гідрогеологічних досліджень обумовлений такими чинниками: 1) природними гідрогеологічними і інженерно-геологічними умовами родовища; 2) стадією пошукових робіт; 3) можливим способом розробки і схемою розкриття родовища; 4) характером необхідних захисних заходів.

Всі родовища поділяються на категорії: І - родовища з простими умовами (родовища, складені скельними відкладами); ІІ - родовища із складними умовами (приурочені до піщано-глинистих відкладів); ІІІ - родовища з дуже складними умовами. Останні в свою чергу поділяються на 4 типи:

* родовища, пов'язані з наявністю у розрізі карстових гірських порід;

* родовища, перекриті потужною товщею водоносних відкладів;

* родовища, розташовані поблизу поверхневих водотоків і водойм;

* родовища в умовах особливого гідрогеологічного режиму.

За фізико-хімічними особливостями виділяють території: 1) сприятливі у фізико-хімічному відношенні; 2) несприятливі у фізико-хімічному відношенні. Гідрогеологічні та інженерно-геологічні дослідження повинні виконуватись на різних стадіях вивчення і промислового освоєння рудних родовищ: 1) на стадії пошуку і всіх видів розвідки рудних родовищ; 2) стадії проектування та будівництва гірничорудного об'єкту; 3) стадії промислового освоєння родовища (тривалої експлуатації); 4) на стадії консервації об'єкту.

Відповідно до положення про стадійність геологорозвідувальних робіт гідрогеологічні дослідження проводяться на пошуково-оцінювальній та розвідувальній стадіях. Ці дослідження виконують з метою вирішення наступних виробничих та природоохоронних задач:

а) вивчення природно-історичних, гідрогеологічних і інженерно-геологічних умов родовища;

б) встановлення і кількісна оцінка основних джерел обводнення гірничих виробок та визначення граничних умов;

в) оцінка джерел водопостачання майбутнього підприємства;

г) прогнозна оцінка гірничотехнічних умов промислового відпрацювання об'єкту;

д) прогнозна оцінка впливу майбутньої багаторічної експлуатації всіх основних об'єктів

е) розробка гідрогеологічної основи заходів з охорони і захисту навколишнього середовища (в тому числі найбільш раціональної схеми осушення гірничих виробок);

є) розробка рекомендацій з максимального практичного використання рудничних вод.



59. Природоохоронні питання що вирішують гідрогеологи на стадії експлуатації родовищ

На стадії розвідки завдання досліджень полягає у отриманні достовірних показників стосовно гідрогеологічних умов родовища, які достатні для геолого-економічного обгрунтування доцільності його дослідно-промислової або промислової розробки. На цій стадії гідрогеологічні дослідження повинні бути спрямовані на уточнення і до вивчення гідрогеологічних умов родовища і перш за все умов взаємозв`язку водоносних горизонтів, а також поверхневих і підземних вод з врахуванням різних схем його розкриття і розробки.

60. Основні задачі гідрогеологів при розвідці нафтогазових родовищ

На стадії розвідки завдання досліджень полягає у отриманні достовірних показників стосовно гідрогеологічних умов родовища, які достатні для геолого-економічного обгрунтування доцільності його дослідно-промислової або промислової розробки. На цій стадії гідрогеологічні дослідження повинні бути спрямовані на уточнення і довивчення гідрогеологічних умов родовища і перш за все умов взаємозв`язку водоносних горизонтів, а також поверхневих і підземних вод з врахуванням різних схем його розкриття і розробки.

62. Методика гідрогеологічних та інженерно-геологічних досліджень при дудівництві та експлуатації гірничих підприємств

Під методикою гідрогеологічних і інженерно-геологічних досліджень розуміють раціональні у часі і техніко-економічному відношенні поєднання способів вивчення природних умов родовищ, подальше доповнення і корегування їх між собою для забезпечення отримання з необхідною повнотою вихідних даних для геолого-промислової оцінки ділянки і при необхідності для розробки проекту осушувальних і захисних заходів. Вибір методики гідрогеологічних досліджень обумовлений такими чинниками: 1) природними гідрогеологічними і інженерно-геологічними умовами родовища; 2) стадією пошукових робіт; 3) можливим способом розробки і схемою розкриття родовища; 4) характером необхідних захисних заходів.

Всі родовища поділяються на категорії: І - родовища з простими умовами (родовища, складені скельними відкладами); ІІ - родовища із складними умовами (приурочені до піщано-глинистих відкладів); ІІІ - родовища з дуже складними умовами. Останні в свою чергу поділяються на 4 типи:

* родовища, пов'язані з наявністю у розрізі карстових гірських порід;

* родовища, перекриті потужною товщею водоносних відкладів;

* родовища, розташовані поблизу поверхневих водотоків і водойм;

* родовища в умовах особливого гідрогеологічного режиму.

За фізико-хімічними особливостями виділяють території: 1) сприятливі у фізико-хімічному відношенні; 2) несприятливі у фізико-хімічному відношенні. Гідрогеологічні та інженерно-геологічні дослідження повинні виконуватись на різних стадіях вивчення і промислового освоєння рудних родовищ: 1) на стадії пошуку і всіх видів розвідки рудних родовищ; 2) стадії проектування та будівництва гірничорудного об'єкту; 3) стадії промислового освоєння родовища (тривалої експлуатації); 4) на стадії консервації об'єкту.

Відповідно до положення про стадійність геологорозвідувальних робіт гідрогеологічні дослідження проводяться на пошуково-оцінювальній та розвідувальній стадіях. Ці дослідження виконують з метою вирішення наступних виробничих та природоохоронних задач:

а) вивчення природно-історичних, гідрогеологічних і інженерно-геологічних умов родовища;

б) встановлення і кількісна оцінка основних джерел обводнення гірничих виробок та визначення граничних умов;

в) оцінка джерел водопостачання майбутнього підприємства;

г) прогнозна оцінка гірничотехнічних умов промислового відпрацювання об'єкту;

д) прогнозна оцінка впливу майбутньої багаторічної експлуатації всіх основних об'єктів

е) розробка гідрогеологічної основи заходів з охорони і захисту навколишнього середовища (в тому числі найбільш раціональної схеми осушення гірничих виробок);

є) розробка рекомендацій з максимального практичного використання рудничних вод.

63. дослідження, що виконуються з природоохоронною метою на стадії пошуків та всіх видів розвідки

На стадії пошуково-оцінювальних робіт потрібно отримати гідрогеологічні дані для геолого-економічної оцінки перспектив промислового освоєння родовища і доцільності його розвідки.

На стадії розвідки завдання досліджень полягає у отриманні достовірних показників стосовно гідрогеологічних умов родовища, які достатні для геолого-економічного обгрунтування доцільності його дослідно-промислової або промислової розробки. На цій стадії гідрогеологічні дослідження повинні бути спрямовані на уточнення і довивчення гідрогеологічних умов родовища і перш за все умов взаємозв`язку водоносних горизонтів, а також поверхневих і підземних вод з врахуванням різних схем його розкриття і розробки.



64. Природоохоронні питання що вирішують гідрогеологи на стадії експлуатації родовищ

На стадії розвідки завдання досліджень полягає у отриманні достовірних показників стосовно гідрогеологічних умов родовища, які достатні для геолого-економічного обгрунтування доцільності його дослідно-промислової або промислової розробки. На цій стадії гідрогеологічні дослідження повинні бути спрямовані на уточнення і до вивчення гідрогеологічних умов родовища і перш за все умов взаємозв`язку водоносних горизонтів, а також поверхневих і підземних вод з врахуванням різних схем його розкриття і розробки.

71. Зміст та основні задачі еколого-геологічних вишукувань під час розвідки родовищ твердих корисних копалин

Еколого-геологічні вишукування у складі комплексних інженерних вишукувань для будівництва виконуються з метою:

-оцінки сучасного стану забруднення ґрунтів і ґрунтових вод;

- розроблення матеріалів оцінки впливу об'єктів і господарської діяльності на навколишнє середовище (ОВНС) у складі проектної документації для нового будівництва;

-прогнозу розвитку небезпечних геологічних процесів під дією будівництва;

-розроблення рекомендацій з регулювання впливів інженерної підготовки території та особливостей конструкції будинків і споруд на навколишнє середовище, а також рекомендацій зі створення сприятливих екологічних умов;

-розроблення заходів щодо охорони навколишнього середовища.

Размещено на Allbest.ru

...