Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Новик А.В., научн. рук. Губин В.Н., проф. (БГУ, Минск)




 

При разработке пластов опасных по газодинамическим явлениям (внезапным выбросам соли и газа, а также обрушениям и отжимам пород с газовыделением), важнейшей проблемой является обеспечение безопасных условий труда горняков в очистных и подготовительных выработках. В связи с этим возникает необходимость изучения газодинамических процессов в соляных породах и разработки методов их прогноза с целью предупреждения опасных явлений. В работе изложены результаты исследований в этой области.

Большую роль в газодинамических процессах, протекающих в калийных пластах при их отработке, играет естественная трещиноватость. К трещинам часто приурочены скопления природных газов. Они являются естественными путями миграции газов при нарушении геомеханического равновесия в процессе ведения горных работ.

Особый интерес с точки зрения газодинамических явлений, происходящих при отработке калийных горизонтов Старобинского месторождения, представляет изучение уникальных локальных геологических нарушений в виде мульд. Горизонтальное сечение мульд имеет форму круга или эллипса. Они характеризуются резким погружением слоев под углом более 30 и многочисленными разрывами сплошности пород. Для большинства мульд характерно наличие ядра, представляющего собой сферическое образование из перемятых пород. Сильвинитовый пласт в пределах мульды характеризуется трещинами радиальными (расположенными в плоскостях, проходящих через центр мульды) и кон центрическими (образующими концентрические окружности с центром в ядре). Образцы, отобранные из ядра мульды, представляют собой соляно-глинистую деформированную породу с включениями галита и микроамплитудными тектоническими нарушениями (разрыв сплошности прослойков, деформация отдельных крупных зерен). Под микроскопом установлены разно образные структуры. Текстура, как правило, неоднородная, что объясняется весьма неравномерным распределением в ней минеральных компонентов и широким диапазоном изменения их содержания.

Формировались мульды погружения на стадии раннего диагенеза. Происходил отжим остаточных рассолов, которые по мере увеличения мощности покровных осадков, начали мигрировать в более ослабленные зоны (трещины). Рассолы, взаимодействуя с сильвинитами, обусловили замещение сильвина галитом. Затем происходило опускание сильвинитовых слоёв (с краёв они растягиваются и трескаются). В конце стадии ядро мульды заполнялась брекчированными глинистыми породами с карналлитом и галитом или галитом с примесью глины. По трещинам в породе происходит миграция газов, аккумуляция их в порах и пустотах.

В 2000-2006 гг. при ведении работ на ׀׀׀ калийном горизонте Старобинского месторождения было встречено 84 геологических нарушения типа мульда: 1РУ - 37(9 выбросов), 2РУ - 16(4), 3РУ - 26(5), 4РУ - 5(0). Самая опасная часть - северная часть шахтного поля рудника 1РУ и юго-восточная часть шахтногo поля рудника 3РУ (там больше мульд и больше выбросов).

Известны следующие методы прогнозирования газодинамических явлений, которые прошли опробование на рудниках: акустический, фрейбергский керновый, метод прогнозирования по наличию избыточного давления газа в загерметизированном шпуре, метод прогнозирования по качественному и количественному составу природных газов, геофизические.

До стадии практического применения доведены методы сейсмический, акустический и бароконтроль. Последний основан на определении давления природных газов в массиве пород.

Решающая роль в создании выбросоопасных ситуаций на калийных рудниках принадлежит газовому фактору. К такому же выводу пришли многие исследователи, изучающие проблему выбросоопасности. Поэтому основные усилия направлены на создание методов прогнозирования, основанных на газовом факторе. Эффективная борьба с газодинамическими явлениями возможна только при существовании надежных методов определения давления природных газов.

Исходя из физической сущности газодинамических процессов наиболее приемлемым способом воздействия на выбросоопасные зоны (расположенные в основном в кровле выработок) является дегазация пород с целью частичного извлечения природных газов и снижения их давления, что обеспечит ослабление действия газового фактора выбросоопасности. В отличие от проведения дегазационных мероприятий на угольных шахтах дегазационные работы при разработке пластов калийных руд проводятся непосредственно в процессе проходки выработки, что вызывает снижение эффективности дегазации, цель которой предотвращение газодинамических явлений. Это объясняется небольшим дренирующим действием дегазационных мероприятий и большой скоростью подвижения забоя. Вопросы эффективности дегазационных мероприятий на калийных рудниках предъявляют высокие требования к степени научной обоснованности дегазационных параметров. Газодинамические исследования показали, что для повышения эффективности дегазационных мероприятий необходимо применение профилактической дегазации, действующей в основном в зонах, удаленных от забоев, и защитной дегазации, действующей в призабойных зонах.

 

 

Анализ условий формирования водного баланса речных бассейнов

Новосёлова М.В., научн. рук. Гриневский С.О., доц.,

К.г.-м.н. (МГУ, Москва)

Формирование водного баланса на поверхности речных бассейнов происходит под влиянием комплекса природных факторов, в совокупности определяющих геоэкологические условия территории:

- климатических (осадки, температура и влажность воздуха и др.), которые определяют атмосферное питание речных бассейнов, интенсивность накопления и таяния твердых осадков, их испарение с поверхности земли;

- ландшафтных (морфология поверхности, тип растительности), определяющих условия задержания осадков, их испарение и транспирацию;

- гидрологических, характеризующих условия формирования поверхностного (склонового) стока;

- почвенных (состав, строение и свойства почвенного покрова), определяющих условия для впитывания влаги и стекания по поверхности;

- гидрогеологических (состав и строение пород зоны аэрации, глубина залегания уровня грунтовых вод), которые определяют процессы влагопереноса в ненасыщенной зоне, формирование инфильтрационного питания подземных вод, испарения из почвы и восходящего подтока влаги к корням растений.

Исследование роли отдельных факторов формирования водного баланса поверхности в целом и инфильтрационного питания грунтовых вод - в частности, проведено на примере речных бассейнов Калужской области на основе математического моделирования.

Расчетная модель включает 2 блока:

- моделирование водного баланса на поверхности земли – выпадение и трансформация осадков, процессов поверхностного стока, испарения с поверхности земли и впитывания влаги в почву;

- моделирование влагопереноса в зоне аэрации – процессов транспирации, испарения из почвенного слоя, инфильтрационного питания подземных вод.

Моделирование проведено для типичных природных условий на поверхности речных бассейнов, определяющих условия формирования их водного баланса.

Исходной информацией для моделирования являлись:

- метеоклиматические характеристики суточного разрешения по шести метеостанциям, расположенным на территории Калужской области;

- характеристики растительности двух основных природных ландшафтов – леса и поля (луга);

- гидрофизические параметры почвенного покрова и пород зоны аэрации;

- среднемноголетние глубины залегания уровня грунтовых вод и др.

По результатам моделирования анализировались среднемноголетние характеристики составляющих водного баланса речных бассейнов и их сезонная динамика в зависимости от ландшафтных, геолого-почвенных и гидрогеологических условий, что позволяет оценить роль отдельных факторов в формировании ресурсов подземных и поверхностных вод. Получено, что количественные показатели поверхностного стока, суммарной эвапо­транс­пирации и инфильтрационного питания подземных вод существенно различаются, главным образом, в зависимости от ландшафтных и геолого-почвенных условий. В целом, на лесных участках поверхностное испарение и транспирация выше, чем в полевых условиях, а поверхностный сток и испарение из почвы наоборот, что в итоге приводит к тому, что условия формирования инфильтрационного питания и ресурсов подземных вод на залесенных участках более благоприятны, чем на территориях с полевой растительностью.

Результаты проведенных исследований могут служить основой для экологических оценок техногенного воздействия на природные ландшафты и ресурсы поверхностных и подземных вод.

 

Настоящая работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 08-05-0072-а.

 

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...