Переоценка балансовых эксплуатационных запасов Лебединского месторождения подземных вод

Цель проекта - переоценка эксплуатационных запасов:

• дренажных подземных вод с учетом планов развития дренажных систем Лебединского и Стойленского ГОКов
• подземных вод по участкам действующих водозаборов Лебединского ГОКа

Ранее в ГКЗ СССР (протокол N9618 от 12.12.1984 г.) были утверждены запасы Лебединского месторождения дренажных подземных вод Необходимость переоценки эксплуатационных запасов определяется следующим:

• к моменту переоценки, практически, истек срок утверждения запасов
• за время, прошедшее с момента оценки эксплуатационных запасов изменилась водохозяйственная обстановка, гидродинамические условия и качество подземных вод
• разработаны новые планы развития дренажных систем Лебединского и Стойленского ГОКов
• утверждена новая классификация эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов подземных вод (1997 г.)

Лебединское месторождение подземных вод находится в Губкинском районе (Белгородская обл.), в 3 км к юго-востоку от г. Губкина. Разработка железных руд месторождения производится открытым способом с 1959г. Подземные дренажные воды, извлекаемые при осушении месторождения, являются попутным полезным ископаемым, которое используется для технического и хозяйственно- питьевого водоснабжения предприятий ОАО "Лебединский горно-обогатительный комбинат".

Геолого-гидрогеологические условия территории определяются переслаиванием водоносных горизонтов и слабопрпоницаемых относительных водоупорных отложений.

Территория исследований расположена в пределах свода Воронежской антеклизы сложенной осадочно-метаморфическими породами архея и нижнего протерозоя. Осадочный чехол представлен отложениями среднего и верхнего девона, верхнего девона и нижнего карбона, средней и верхней юры, нижним и верхним отделами меловой системы, палеогена, неогена и четвертичной системы.

Водохозяйственная система ОАО "Лебединский ГОК"

Система осушения Лебединского карьера представляет единый комплекс дренажных выработок, состоящих из внешнего и внутреннего контуров осушения Дренажный комплекс (по данным на 01.01.2004 г.) состоит из 165 восстающих дренажных, 32 сбросных, 6 горизонтальных скважин и 8 сквозных фильтров.

В пределах Лебединского месторождения подземных вод (в зоне влияния Лебединского карьера) расположены участки водозаборов с неутвержденными запасами (по состоянию на 2003 г.):

• хозяйственно-питьевого назначения: "Троицкий", "Салтыково", шахтный водоотлив ОАО "Комбинат КМАруда", ОАО "Территориальная энергетическая компания"
• технического назначения: "РСУ", "Гидроузел", "Центральная котельная"

В непосредственной близости от Лебединского месторождения расположены десятки водозаборов подземных вод хозяйственно-питьевого назначения.

Схема водопотребления и водоотведения Лебединского ГОКа:

Схема санитарно-экологического состояния территории Лебединского ГОКа:

Суммарный водоотлив подземных вод Лебединского и Стойленского ГОКов:

Изменение водопритока и количества действующих скважин карьера Лебединского ГОКа:

Для переоценки запасов Лебединского месторождения подземных вод был проведен следующий комплекс работ:

• Сбор, анализ и систематизация фактического материала по разведочным работам на подземные воды, опыту эксплуатации действующих водозаборов подземных вод, по гидрометеорологии
• Мониторинг подземных вод в пределах Лебединского месторождения
• Обследование действующих водозаборов и гидротехнических сооружений
• Отбор проб подземных и поверхностных вод
• Обработка материалов полевых и лабораторных работ
• Лабораторные работы
• Оценка ресурсов подземных вод
• Разработка геофильтрационной модели
• Калибровка геофильтрационной модели по данным опыта эксплуатации
• Подсчет и категоризация эксплуатационных запасов
• Геомиграционное моделирование

По результатам исследований разработана геофильтрационная модель. Площадь модели - 1845 км², количество блоков - 410 x 450, шаг сетки - равномерный, 100м. Расчетные слои модели:

• Первый от поверхности (кайнозой+неоген)
• Турон-маастрихтский
• Альбсеноманский
• Бат-келловейский
• Верхнедевонский и нижнекаменноугольный
• Архей-протерозойский
• Вспомогательные слои: зона аэрации и поверхностные воды

Модельные карты проводимости водоносных горизонтов:

Калибровка модели Лебединского месторождения и прилегающих территорий была осуществлена на 2 периода - естественный режим и существующие условия. Целью калибровки было уточнение гидрогеологических параметров:

• проводимостей всех водоносных горизонтов
• параметров взаимосвязи подземных и поверхностных вод
• параметров слабопроницаемых отложений (коэффициентов перетекания разделяющих слоев)
• проводимостей дрен

Критерии калибровки:

• минимизация невязок между фактическими и модельными отметками уровней подземных вод (при этом невязки должны быть меньше допустимых погрешностей)
• минимизация невязок между фактическими и модельными расходами разгрузки подземных вод в реки (при этом невязки должны быть меньше ошибок измерения)
• максимальное соответствие модельных гидрогеологических параметров и параметров, определенных по результатам опытных работ

Основные положения для прогнозных расчетов:

• Заявленная перспективная потребность в воде для технического водоснабжения на период до 2030 г.
• Перспективный водоотбор по водозаборам технического водоснабжения предприятий ОАО "Лебединский ГОК" - "РСУ" и "Центральная котельная"
• Допустимые понижения по водозаборам "РСУ" и "Центральная котельная" принимаются из условия осушения не более половины мощности целевого водоносного горизонта
• Качество воды должно соответствовать требованиям предприятий ОАО "Лебединский ГОК", предъявляемым к водам технического назначения
• Понижения уровней подземных вод на действующих водозаборах и участках нерапределенного фонда недр под влиянием водоотбора на Лебединском месторождении не должны превышать допустимых величине
• Эксплуатация гидротехнических сооружений ОАО "Лебединский ГОК" не должна отразиться на качестве подземных под действующих водозаборов и участков недр с утвержденными запасами

Модельные карты прогнозных уровней подземных вод и их изменений относительно современных условий на примере четвертичного уровня:

По результатам прогнозного моделирования установлены:

• прогнозный среднегодовой водоприток подземных вод (без учета атмосферных осадков) к дренажной системе Лебединского карьера, в т.ч.: по альб-сеноманскому водоносному горизонту и по архей-протерозойскому водоносному комплексу
• прогнозный среднегодовой водоприток (без учета атмосферных осадков) к дренажной системе Стойленского карьера
• прогнозные потери воды на 2030 г. из поверхностных водоемов - хвостохранилищ Лебединского и Стойленского ГОКа, а также реки Осколец в зоне влияния Лебединского карьера

Источники формирования эксплуатационных запасов подземных вод Лебединского месторождения:

Увеличение дренажного водоотлива и водоотбора водозаборами ОАО "Лебединский ГОК" повлечет:

• увеличение фильтрационных потерь из хвостохранилищ Лебединского и Стойленского ГОКов
• увеличение разгрузки в речную сеть
• увеличение разгрузки в родники
• увеличение притока с границ

Оценка воздействия дренажного водоотлива карьера на действующие водозаборы подземных вод:

Водозаборы	Прогнозное понижение уровней, м	Понижение уровня относительно естественного, м	Допустимое понижение, м
"Троицкий"	3 - 4	11 - 15	20
"Теплый колодезь"	7 - 8	20 - 24	20-30
"Лебеди"	1	13 - 15	15
"Яр Кучугуры"	3 - 9	9 - 14	20 - 30
"Городской парк"	0,5	4,8	20 - 30

 

Результаты прогноза потенциального загрязнения подземных вод и его влияния на водозаборы:

Кайнозойский водоносный комплекс

Турон-маастрихтский водоносный комплекс

Альб-сеноманский водоносный комплекс

План подсчета эксплуатационных запасов: