пятница, 31 августа 2012 г.

Опережающее водопонижение

Опережающий дренаж. Водопонижение

Необходимость сооружения опережающего дренажа и осушения месторождения полезных ископаемых может быть вызвана следующими негативными факторами:

- избыточным поступлением подземных вод в горные выработки, препятствующим нормальному ведению добычи;

- снижением устойчивости бортов карьеров во влажном состоянии, опасность оползания и оплывания;

- снижение качества руды во влажном состоянии, увеличение затрат на транспортировку и обогащение;

- ускоренный износ тяжелой техники, работающей на увлажненных дорогах в карьере.


Организация опережающего дренажа при эксплуатации месторождений полезных ископаемых предполагает выполнение целого комплекса мероприятий, включающего изучение фильтрационной структуры горного массива, изучение распределения напоров в водоносном комплексе вокруг горных выработок, поиск наиболее благоприятных точек для заложения дренажных скважин и узлов, определение оптимальной конструкции и производительности скважин.

Начинать бурение дренажных скважин большого диаметра с установкой мощных погружных насосов без проведения предварительных гидрогеологических изысканий – бессмысленно. Это так же глупо, как начинать строительство карьера без проведения предварительных геологоразведочных работ, которые позволяют убедиться в наличии полезного ископаемого и подсчитать его количество. На сегодняшний день, каждый сотрудник горного предприятия понимает: сначала – разведка, потом – добыча.

Совершенно очевидно, что с водой мы должны поступать точно таким же образом. Сначала необходимо определить количество подземных вод, которое мы должны и можем откачать из горного массива, чтобы понизить уровень ниже отметки дна карьера. Затем мы должны определить технологию откачки – где и как размещать дренажные скважины? Это подразумевает проведение обычного комплекса поисковых и разведочных работ на подземные воды.

Казалось бы, все просто и понятно. Однако, почему-то добывающие предприятия в нашей стране практически никогда не проводят гидрогеологические исследования с целью организации системы водопонижения.

Как правило, события развиваются совсем по другому сценарию: рудник или ГОК заказывает сооружение системы водопонижения некой буровой организации. Буровики – люди простые, в геологии и гидрогеологии их интересует только одно – деньги, получаемые за метры бурения. Каков будет конечный результат – им, по большому счету, наплевать.

Не долго думая, специалисты буровой организации намечают на карте точки бурения дренажных скважин вокруг карьера. Скважины располагают равномерно по кругу. При этом, никто не задумывается, попадет ли скважина в проницаемую зону или она угодит в глухие водоупорные породы. Далее скважины бурятся, в них устанавливаются насосы, прокладывается водопровод, буровики получают деньги и уезжают.

А дальше начинается самое интересное.

Чаще всего, фильтрационные свойства скальных пород оказываются слишком низкими. Мощный погружной насос в течение двух минут выплёвывает из дренажной скважины всю воду и она превращается в сухой стакан. Сам насос благополучно сгорает.

В результате, мы имеем абсолютно сухую скважину и не осушенный породный массив, так как уровень подземных вод в трещинном водоносном комплексе после кратковременной откачки остается на прежнем месте. Таким образом, задача водопонижения остается не выполненной. А деньги, затраченные на сооружение дренажной системы, оказываются выброшенными на ветер.

Подобную картину специалисты НПГ «Тектоника» наблюдали на Султановском месторождении медноколчеданных руд. Здесь вокруг карьера было пробурено 7 дренажных скважин большого диаметра. В каждую скважину был установлен мощный погружной насос. Однако, система не работала. Часть насосов сгорела сразу же после запуска скважин вследствие их быстрого осушения. Остальные насосы отключили работники рудника. И больше никогда не включали.

Схожая картина наблюдалась и при организации дренажной системы станции метро «Ботаническая» в Екатеринбурге в 2007 году. Из 6 скважин, пробуренных вдоль будущего котлована станции, примерно половина оказалась непригодна для откачки воды и понижения уровня подземных вод. Это произошло из-за того, что скважины вскрыли слабопроницаемые породы, неспособные обеспечить достаточный приток воды. По большому счету, скважины были пробурены в глине и не достигли проницаемых трещиноватых пород. Дренажную систему пришлось дополнять еще четырьмя скважинами, которые закладывались при участии специалистов НПГ «Тектоника» специально на участках повышенной проницаемости скальных пород.

Если добавить сюда десятки и сотни случаев бурения сухих скважин, предназначенных для водоснабжения, то становиться понятным, почему руководство и инженерный состав добывающих предприятий весьма скептически относится к гидрогеологическим работам вообще и к проектированию опережающего дренажа в частности. Подобными работами в России, действительно, занимаются очень редко, несмотря на все очевидные плюсы опережающего водопонижения.

Отсюда возникает закономерный вопрос: как правильно организовать опережающее водопонижение? Каким образом можно осуществить осушение месторождения и избежать неоправданных затрат на бурение «сухих» скважин.

Полный текст статьи:Основные принципы организации системы опережающего дренажа

НПГ "Тектоника. Все виды гидрогеологических работ.

пятница, 3 августа 2012 г.

Поиск и разведка подземных вод

Одним из наиболее интересных направлений гидрогеологических исследований для сотрудников Научно-производственной группы «Тектоника» являются поисковые работы на подземные воды. Прежде всего, потому, что они направлены на достижение конкретного результата и подразумевают наличие определенного инструментария в руках специалиста, который можно использовать для решения поставленных задач. При поиске подземных вод от исполнителя работ требуется не столько бумажный отчет, заключение или «размышления на тему», сколько конкретные скважины, из которых можно получить необходимый объем воды.

Безусловно, поиск подземных вод связан с риском, поскольку найти воду в нужном месте, в необходимом количестве и требуемого качества – не так-то просто. Однако, в этом и изюминка!

К сожалению, далеко не все исполнители подобного рода работ готовы рисковать в полной мере. Вопрос поиска подземных вод в нашей стране очень часто решается самым простым и надежным способом – скважины разбуриваются возле реки, в пойме, иногда – практически в русле. А иногда – прямо в центре озера, когда буровая загоняется прямо на лёд. Потом бывает очень интересно наблюдать, как такие поисковики ломают голову над обоснованием того, что вода из скважины – самая что ни на есть подземная, а не речная или озёрная.

Сотрудники НПГ «Тектоника» всегда выступали с критикой такого «речного» подхода. Во-первых, при поиске подземных вод нужно попытаться (хотя бы попробовать!) найти именно подземную воду. Во-вторых, уж если вы разбуриваете береговой водозабор, то хотя бы не надо отрицать, что вода к скважинам поступает из поверхностных источников.

Между тем, существуют такие природные гидрогеологические условия, в которых «речной» подход в целом может потерпеть полное фиаско. В этом плане, наиболее интересен опыт гидрогеологических работ в Забайкальском крае, в зоне развития многолетнемерзлых пород.

Для мелких рек здесь свойственен особый режим годового стока, отличный от типового режима рек европейской части страны. Паводок поверхностных и подземных вод наблюдается в августе–сентябре и связан с пиковым периодом выпадения атмосферных осадков. В остальное время поверхностный сток минимален. Зимой практически все малые реки перемерзают полностью.

Соответственно, мелкие водотоки не оказывают необходимого отепляющего воздействия на толщу многолетнемерзлых пород. Поэтому, подрусловые талики могут носить сезонный характер, обладать малой мощностью или отсутствовать вообще.

Как следствие, попытки бурения скважин в долинах мелких рек в Забайкальском крае, в подавляющем большинстве случаев, заканчиваются неудачей.

Между тем, вопрос водоснабжения даже в таких сложных природных условиях вполне решаем. Просто воду нужно ИСКАТЬ, а не тупо тыкать скважины возле речки.

Почитать об этом можно здесь:Поиск подземных вод в Забайкалье.

Прогноз водопритоков и изучение гидрогеологических условий отработки угольных месторождений

            Собсвтенно, разместил на сайте небольшой текст с вышеуказанным названием.

            В последний год активно принимаю участие в гидрогеологических исследованиях в пределах угольных месторождений Донбасса и Кузбасса. Раньше, в силу географии, работал в основном на рудных. Впрочем, проблемы и там, и там - одни и те же.

            Гидрогеологические исследования не проводятся, наблюдения не выполняются, горные выработки проходят под затопленными карьерами и горизонтами. Иногда создается впечатление, что единственное стремление работников шахты - как можно скорее ее затопить, а основное желание работников карьера - собрать максимальное количество загрязненной воды и при этом, желательно, обвалить борта. При этом, сколь старательно обводняются горные выработки, с тем же рвением делается все возможное, чтобы оставить обогатительную фабрику без воды.

            К сожалению, у большинства экономистов и менеджеров в нашей стране до сих пор отсутствует четкое понимание того, что любые исследовательские работы, выполняемые квалифицированными специалистами, прежде всего, экономят деньги! Стоимость полноценных гидрогеологических исследований всегда составляет первые проценты от стоимости сооружения водоотливного комплекса и ничтожную долю от суммы капитальных затрат на сооружение всей шахты.

            Экономия средств на гидрогеологических работах приводит к риску увеличения затрат на водоотлив, или, в особо тяжелых случаях, риску потери всей шахты. Совершенно ясно, что такая экономия на самом деле ничего не экономит, а, наоборот, грозит чудовищными финансовыми потерями.

            Собственно, и вся гидрогеология сводиться к одному: дайте нормальному специалисту нормально работать! Обеспечьте объемы исследований, создайте нормальную наблюдательную сеть и дайте достаточное количество времени. И всё у вас будет фиолетово.

            Это, если вкратце. Подробности здесь:

            Прогноз водопритоков и изучение гидрогеологических условий отработки угольных месторождений