Особенности формирования водопритоков к месторождению алмазов им. В. Гриба (Архангельская область)
Аннотация
Введение: На кимберлитовом месторождении им. В. Гриба принят поверхностный способ отработки, при котором осушению подлежат все водоносные породы над рабочим горизонтом. Фильтрация воды в отработанное пространство осуществляется по бортам карьера по всему периметру, что затрудняет ведение горных работ и может привести к негативным инженерно-геологическим явлениям в карьере (прорыву воды, оползням, обвалам). Основная цель исследований заключается в изучении процессов фильтрации подземных вод при осушении месторождения им. В. Гриба с использованием численного метода моделирования. Методика: Кимберлитовая трубка прорывает осадочные докембрийские отложения и перекрыта толщей среднекаменноугольных и четвертичных отложений. В районе исследований расположены многочисленные реки и озера, сооружено хвостохранилище. Определение источников формирования водопритоков в карьер осуществлялось с помощью разработанной численной геофильтрационной модели, на которой учитывались все элементы дренажной системы, активная взаимосвязь подземных и поверхностных вод, геолого-гидрогеологические особенности месторождения. Расчетная модель состоит из четырех слоев: четвертичный и олмугско-окуневский, урзугско-воереченский, падунский и мезенский комплексы. Фильтрационная задача решалась по программе MODFLOW лицензионного пакета GMS. Результаты и обсуждение: В процессе идентификации модели выявлен характер гидравлической связи водоносной толщи с речными и озерными долинами, определены участки питания и разгрузки водоносных пластов, фильтрационные потери из хвостохранилища Верхотинского ГОКа, установлены источники формирования водопритоков к дренажной системе карьера. Установлено, что водопритоки в карьер формируются за счет подземных вод и атмосферных осадков в зоне с активной гидравлической взаимосвязью подземных и поверхностных водных объектов. Заключение: С использованием численной модели определены основные источники формирования водопритоков в карьер: водоносные комплексы, получающие дополнительное питание из поверхностных водоемов и водотоков, установлена взаимосвязь изучаемого водоносного массива с долинами рек и озер, выявлены места питания и разгрузки исследуемой водоносной толщи, оценены инфильтрационные потери воды из хвостохранилища Верхотинского ГОКа.
Скачивания
Литература
2. Jernov I. E., Shestakov V. M. Modelirovanie filtracii podzemnih vod [Modelling of groundwater filtration]. Мoscow, Nedra Publ., 1971. 226 p. (in Russ.)
3. Lomakin E. A., Mironenko V. A., Shestakov V. M. Chislennoe modelirovanie geofiltracii [Numerical modeling of geofiltration]. Мoscow, Nedra Publ., 1988. 228 p. (in Russ.)
4. Lukner L., Shestakov V. M. Modelirovanie geofiltracii [Modeling of geofiltration]. Мoscow, Nedra Publ., 1976. 407 p. (in Russ.)
5. Anderson M. P., Woessner W. W. In Applied Groundwater Modeling. San Diego: Academic Press, 2015. 564 p.
6. Barenblatt G. I., Entov V. M., Ryzhik V. M. Theory of Fluid Flows Through Natural Rocks (Theory and Applications of Transport in Porous Media #3). Springer 1st ed. softcover of. Germany, 2011, 412 p.
7. Bastian P., Kraus J., Scheichl R., Wheeler M. Simulation of Flow in Porous Media Applications in Energy and Environment. Germany: Walter de Gruyter, 2013. 222 p.
8. Beale G. Hydrogeological model. In: Guidelines for Open Pit Design. (Eds J Read & P Stacey) Melbourne, CSIRO Publishing, 2010, pp. 141–199.
9. Depner J. S., Rasmussen T. C. Hydrodynamics of Time-Periodic Groundwater Flow – Diffusion Waves in Porous Media. Wiley AGU, 2017, 324 р.
10. Hazzard J., Damjanac B., Lorig L., Detournay C. Guidelines for groundwater modelling in open pit mine design. In: Slope Stability 2011.Vancouver, Canada, (Eds E Eberhardt & D Stead), Canadian Rock Mechanics Association, 2011.
11. Jadwiga R. Z., Jeffrey M. P. Competition for water resources. Experiences and Management Approaches in the US and Europe. St. Paul, Minnesota. Elsevier, 2016, 460 p.
12. Sahimi M. Flow and Transport in Porous Media and Fractured Rock. 2nd edition, Wiley, 2011, 709 p.
13. Smith L. Hydrogeology. Encyclopedia of Physical Science and Technology (third Edition). Vancouver, BC, Canada, University of British Columbia, 2015, 406 p.
14. Su Y., Davidson J.H. Modeling Approaches to Natural Convection in Porous Media. Cham; Heidelberg; New York; Dordrecht; London, Springer, X, 2015, 47 p.
15. Szymkiewicz A. Modelling Water Flow in Unsaturated Porous Media: Accounting for Nonlinear Permeability and Material Heterogeneity, 2014, 237 p.
16. Xing Zhang, David J. Sanderson. Numerical Modelling and Analysis of Fluid Flow and Deformation of Fractured Rock Masses. London, UK., PERGAMON An Imprint of Elsevier Science. Imperial College of Science, Technology and Medicine University of London, 2002, 288 p.
17. Zekai Sen. In Practical and Applied Hydrogeology. Oxford, Elsevier, 2015, 406 p.
18. Bogatikov O. A., Garanin V. K., Kononova V. A. Arhangelskaya almazonosnaya provinciya (geologiya, petrografiya, geohimiya i mineralogiya) [Arkhangelsk diamondiferous province (geology, petrography, geochemistry and mineralogy)]. Мoscow, MSU Publ., 1999, 524 p. (in Russ.)
19. Harkiv A. D., Zinchuk N. N., Kryuchkov A. I. Korennie mestorojdeniya almazov mira [Primary deposit diamonds of the world]. Мoscow, Nedra Publ., 1998, 555 p. (in Russ.)
20. Elantseva L. A., Zaitsev D.A., Fomenko S. V. Primenenie gorizontal'nyh drenazhnyh skvazhin dlja osushenija pribortovogo massiva v kar'ere mestorozhdenija almazov im. V. Griba. [Application of horizontal drainage wells for drainage of the near-rock mass in the quarry of the I. V. Grib]. Strategija razvitija geologicheskogo issledovanija nedr: nastojashhee i budushhee (k 100-letiju MGRI–RGGRU): materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii [Strategy of Geological Exploration of Mineral Resources: Present and Future (devoted to MGRI–RSGPU 100th anniversary): materials of International research and practice conference], Moscow, Publishing house of NPP «Filtrotkani», April 4-6, 2018, p. 230–231. URL
21. Elantseva L. A., Zaitsev D.A., Fomenko S. V. Gidrogeologicheskie prognozy v celjah osushenija mestorozhdenija almazov im. V. Griba [Hydrogeological forecasts for dewatering diamond deposit named after V. Grib]/ Izvestija Tomskogo politehnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov = Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Аssets Engineering, 2019, vol. 330, no. 7, pp. 53–61. (in Russ.)
22. Bochever F. M., Garmonov I. V., Lebedev A. V., Shestakov V.M. Osnovy gidrogeologicheskih raschetov [Basics of hydrogeological calculations] Мoscow, Nedra Publ., 1969, 368 p. (in Russ.)
23. Topchii G. E. Metodicheskoe posobie po primeneniyu setochnih elektrointegratorov dlya resheniya zadach neustanovivsheisya filtracii podzemnih vod [Methodical manual on the application of grid electrointegrators for solving the problems of unsteady groundwater filtration]. Belgorod, VIOGEM Publ., 1971, 56 p. (in Russ.)
24. Fisun N. V., Lenchenko N. N. Dinamika podzemnih vod [The dynamics of groundwater]. Moscow, Scientific world Publ., 2016, 268 p. (in Russ.)
