Методика и объемы проектирумых работ

ОАО «Мурманская ГРЭ» планирует проводить работы по ведению мониторинга подземных вод по наблюдательной сети ОАО «Апатит» на 1-ом участ­ке, в пределах земельных отводов на территории муниципальных образований г. Киров­ски и г. Апатиты.

Участок, виды и объемы проектируемых работ определены техническим заданием, уточнены Заказчиком. В пределах изучаемой площади существует объектный монито­ринг ОАО «Апатит», объектный мониторинг ГУП «Апатитыводоканал» на водозаборах «Центральный» и «Болотный» подземных и поверхностных вод.

ОАО «Апатит» имеет свою службу мониторинга подземных и поверхностных вод, в первую очередь на рудниках, карьерах и хвостохранилищах, которая выполняет работу в соответствии с «Программами проведения измерения качества сточных вод и ведения регулярных наблюдений за водными объектами и их водоохранными зонами» согласован­ными с отделов водных ресурсов по Мурманской области Двинско-Печерского БВУ. На водозаборах подземных вод, принадлежащих ОАО «Апатит»: «Ключевой», «Скважина 5в», «Айкуайвенчорр» и «Предгорный» проводятся объектные мониторинги собственны­ми силами ОАО «Апатит» по «Программам объема отбора и оценки качества питьевых вод», согласованным с Росприроднадзором по Мурманской области, а также силами ОАО «Мурманская ГРЭ» по «Программам по переоценке запасов подземных вод», составлен­ным для каждого водозабора отдельно, согласованным с Мурманскнедра и утвержденным Заказчиком. Финансирование работ по ведению объектных мониторингов осуществляется за счет разных источников. Техническим заданием на данный проект не предусмотрено проведение единого мониторинга подземных вод по исследуемому рай­ону, а только по 1-му участку, установленным Заказчиком. Наблюдения за расходами по водотокам выполняются, согласно требованиям Приказа Минприроды России от 08.09.2009 г. № 295 силами ОАО «Апатит» и по договору между ОАО «Апатит» и ГУ «Мурманское УГМС» в соответствии с «Программами проведения измерения качества сточных вод и ведения регулярных наблюдений за водными объектами и их водоохран­ными зонами».

Оценка нарушенности природной среды или отдельных ее компонентов указанных районов производиться с начала 90-х.

В 1996 году было завершено целевое геоэкологическое картирование масштаба 1:500 000, 1:100 000, выполненное ОАО «Центрально-Кольская экспедиция» (1996 г. С.С, Латонин) Мурманской области.

На площади проектируемых работ опробованию были подвергнуты почвенный слой А_о, наземная растительность, донные осадки водотоков и водоемов промышленных зон. Оценка степени загрязнения была произведена по суммарным показателям загрязнения для двух ассоциаций элементов Al, Sr, P, F и Ti ∑(La+Ce)Nb. Ассоциация элементов P, Si, Al, F является в основном индикатором апатит-нефелинового типа руд, а ассоциация Ti, ∑TR, Nb – ринколит-лавчорритового, эвдиолитового и редкоземельно-редкометального типа руд.

На основании выполненных исследований произведено зонирование территорий по экологическому состоянию геологической среды с позиции химического загрязнения (Al, P, Sr, F, Ti, ∑TR, Nb) по общему показателю загрязнения. По комплексной оценке загрязненности почв, донных осадков, наземной растительности территория района дифференцирована на зоны весьма неблагоприятного (Z_cⁿ >128), неблагоприятного (Z_cⁿ 32-128), умеренно неблагоприятного и благоприятного состояния (Z_cⁿ <16).

Зона весьма неблагоприятного состояния геологической среды выделена в центральной части площади и охватывает территории обогатительных фабрик АНОФ-1, АНОФ-2, АНОФ-3.

Зона неблагоприятного состояния геологической среды выделена в центральной, южной и юго-западной частях района, где расположены все обогатительные фабрики, хвостохранилища, города Кировска и Апатиты, большинство разрабатываемых месторрождений апатит-нефелиновых руд, также зоны, расположенные к югу и югу-западу от г. Апатиты вдоль железнодорожной магистрали Мурманск – Санкт-Петербург, по которой осуществляется транспортировка апатитового и нефелинового концентрата.

В 1995-97 гг. ОАО «Центрально-Кольская экспедиция» совместно с геологическими службами Норвегии и Финляндии выполняла эколого-геологическое картирование м-ба 1:1 000 000 западной части Мурманской области и прилегающих территории Финляндии и Норвегии на общей площади 188 кв. км.

Были проведены полевые работы, включающие опробование зеленых мхов, растительной подстилки, почвенных разрезов и мелких верховых озер.

По результатам комплексной оценки загрязненности почв мхов, донных осадков, поверхностных вод территория работ также дифференцирована на зоны весьма неблагоприятного, умеренно благоприятного и благоприятного состояния геологической среды.

Область неблагоприятного экологического состояния в Оленегорско-Мончегорском и Кировско-Апатитском районах фактически объединяет эти два промышленных узла и картируется как единая зона общей площадью около 6500 кв. км. Основным картировачным фактором выделения этой зоны является степень загрязненния почв, в качестве дополнительных критериев использовались данные о загрязнении мхов и поверхностных вод. Значения СПЗ_мхов>64 (Zc = Al, Be, Sr, Pb, V, Fe) достаточно уверенно отделяет Кировско-Апатитский район, как зону техногенного загрязнения территории пылью фабрик, карьеров, отстойников от территории природного загрязнения почв продуктами разрушения щелочных массивов к востоку от Хибин. Для Мончегорского участка этой зоны преобладающими компонентами в загрязнении являются Ni и Cu, а для Кировска и Апатит – Be, Al, Si.

Подземная гидросфера представляет собой наиболее динамичную составляющую геологической среды, которая в условиях интенсивного хозяйственного освоения района работ является индикатором экологического состояния. Подземные воды обладают особой «чувствительностью» к любым техногенным воздействиям, а изменения в режиме и каче­ственном состоянии подземных вод приводит к изменениям различных компонентов природной среды.

Оценка экологического состояния подземных вод приводится на основании ре­зультатов ведения мониторинга подземных вод на водозаборе «Центральный», «Болот­ный» «Ключевой» «Скважина 5в», «Предгорный», «Айкуайвенчорр» и объектной сети, созданной в пределах земельных отводов хвостохранилищ АНОФ-2 и АНОФ-3, рудни­ков и карьеров ОАО «Апатит», а также на основании многолетних наблюдений, проводи­мых гидрогеологической службой ОАО «Апатит» за качеством рудничных вод и вод хво­стохранилищ.

Все апатито-нефелиновые месторождения, кроме Плато Расвумчорр и Ньоркпахкское, разрабатываются ниже уровня подземных вод с водоотливом, а Коашвинское ме­сторождение разрабатывается с применением карьерного водоотлива и скважин водопо- нижения. Сброс рудничных вод для месторождений Апатитовый Цирк, Кукисвумчорр- ское, Юкспорское производится без предварительной очистки в реки Саамская и Юкспо- рийок, частично на рельеф в пределах водосборной площади Вудъяврского месторожде­ния подземных вод, эксплуатируемого водозаборами «Центральный», «Ключевой», «Скв. 5^В».

Водопритоки в рудник Расвумчоррский составляют ~ 400-450 м³/час. Сброс руд­ничных вод с Расвумчоррского рудника происходит самотеком. Они поступают в русло р. Юкспорийок и ручей Кристальный, являющийся притоком р. Юкспорийок. Общая мине­рализация рудничных вод изменяется от 401 до 808 мг/л, pH превышает ПДК (9) и дости­гает 10,6. Основными элементами-загрязнителями являются фтор, нитраты, нитриты, фосфор, взвешенные вещества и нефтепродукты. Среднегодовое содержание фтора по рудничным водам Расвучоррского рудника составило 20,4 мг/л (что в 17 раз превышает ПДК), концентрация нитратов достигает 219 мг/л, (что в 4,9 раз выше ПДК), высоко содержание сульфатов (203-208 мг/л), приближается к ПДК содержание сухого остатка (808 мг/л, ПДК – 1000 мг/л). Сброс рудничных вод без предворительной очистки отражается на изменении качества поверхностных вод р. Юкспорийок и ее притоков.

Многолетний цикл наблюдений за химическим составом поверхностных вод р. Юкспорийок (с 1986) показал, что за этот период произошел рост минерализации вод вдвое (от 140 до 285 мг/л), более чем вдвое увеличилось содержание фтора (от 1,4 до 3,7 мг/л) и нитратов (от 18,8 до 45 мг/л).

В анионном составе поверхностных вод стали преобладать сульфаты. В составе поверхностных вод р. Кристальный отмечается содержание фтора и фосфара, более чем вдвое превышающее ПДК. В анионном составе вод преобладают сульфаты, а общая минерализация достигает 1079 мг/л (что > ПДК). Отмечается повышенное содержание тяжелых металлов – кадмия и свинца.

Водопритоки в Объединенный Кировский рудник составляют 2500 м³/час. В результате сбросов рудничных вод Объединенного Кировского рудника, содержащих повышенные концентрации нитратов (до 48 мг/л), фтора (до 1,7 мг/л), сухого остатка (до 260 мг/л), значения рH (до 10,8), в химическом составе поверхностных вод р. Саамской и оз. Вудъявр произошли существенные изменения. Значения общей минерализации достигли 250 мг/л, рН – 9,25 (ПДК – 9), фосфатов – 5,43 мг/л (в 1,5 раза > ПДК), в анионном составе поверхностных вод преобладают сульфаты и хлориды. Такое изменение состава поверхностных вод не могло не отразиться на качестве подземных вод как первого от поверхности осташковского грунтового горизонта, так и залегающего под ним подпорожского водно-ледникового горизонтов, формирующих эксплуатационные запасы действующих водозаборов «Ключевой» и «Скв. 5^В». Так, в подземных водах водозабора «Скв. 5^В» в течение последних четырех летнаблюдается рост значений рН до 9,6 (ПДК - 9), содержание алюминия до 0,61 мг/л (ПДК – 0,5 мг/л).

Рудничный водоотлив оказал влияние на уровенный режим подземных вод. В долине р. Юкспорийок и ручья Кристальный верхний водоносный горизонт сдренирован, глубина залегания уровня подземных вод в этих долигах составляет 24-26 м.

Изучение химического состава подземных вод водозабора «Ценральный» проводится по эксплуатационным скважинам водозабора, источнику «Болотный» и перед подачей в рапределительную сеть. Подземные воды напорного горизонта преимущественно сульфатно-гидрокарбонатные натриевые, щелочные с рН от 7,59 до 10,3, мягкие весьмя пресные с минерализацией от 0,03 г/л до 0,125 г/л. Значение рН по большенству скважин превышает ПДК. Отмечается некоторая закономерность в сезонном изменении рН, увеличении его в зимний период и снижение в период снеготаяния и интенсивного питания. Содержание алюминия превышает значение ПДК (0,5 мг/л) так же, как и рН в процессе всей экспуатации водозабора. В 1999 году содержание алюминия изменилось от 0,38 до 0,79 мг/л. Таким образом, по качественному составу подземные воды водозабора не соответствуют ГОСТу «Вода питьевая» по двум показателям: рН и алюминия.

Разработка Коашвинского месторождения апатит-нефелиновых руд осуществляется в сложных гидрогеологических условиях за счет приуроченности его к межгорной долине, в пределах которой развиты два водоносных горизонта в рыхлых отложениях и трещинные и трещинно-жильные воды кристаллических пород. Осушение осуществляется с применением карьерного водоотлива из зумпфа и скважинного водоотлива, оборудованного на нижний напорный горитонт рыхлых отложений, работающих с производительно­стью от 50 м³/час до 180 м³/час. Разгрузка грунтоного горизонта осуществляется вкарьер по кровле разделяющего ленинградского горизонта глин из-за низкой производительности скважин грунтового горизонта от 15 м³/час до 30 м³/час, пескования скважин, за счет наличия в разрезе грунтового горизонта пылеватых тонкозернистых песком, что приводит к образованию воронок проседания до кровли глин. Учитывая интенсивные темпы расширения Коашвинского карьера, постоянный перенос скважин водопонижения, вопрос об осушении грунтового горизонта планируется решать на конечном контуре карьера. За счет созданной системы осушения образовалсь воронка депрессии с глубиной установившегося уровня на 15-40 м. ниже поверхности в напорном горизонте, разнице в уровнях грунтового и напорного горизонта в пределах 10-20 м. и резким подъемом уровня в период снеготаяния на 10-20 м. в радиусе 1,5 км. В условиях интенсивного снеготаяния и ливневых дождей, за счет резкого подъема уровня, возникает опасность обрушения борта карьера, что уже происходило в 1999 г. с образованием провала длинной 55 м., глубиной 75 м. Основным фактором, определяющим ваодопритоки в карьер, является принадлежность месторождения к зоне транзита подземных вод в межгорной долине с большой площадью водосбора и благоприятными условиями питания водоносных горизонтов за счет значительного количества атмосферных осадков (от 1000-700 мм. в год). Учитывая планируемое расширение Коашвинского карьера, существующая наблюдательная сеть попадает в контур проектируемого карьера и подлежит ликвидации. Кроме того, планируемая разработка Ньюркпахкского месторождения, расположенного в пределах водосборной площади долины р. Вуоннемйок северо-восточнее Коашвинского карьера, будет влиять на изменение гидродинамического режима, возможно и химического состава подземныз вод первого от поверхности грунтового и второго от поверхности напорного водно-ледникового горизонтов. Для усовершенствования способов защиты Коашвинского карьера от подземных вод, оптимизации системы осушения, прогнозирования возможных аварийных ситуаций, необходимо расширение сети наблюдательных скважин за уровнем подземных вод, изучением гранулометрического состава и фильтрационных свойств водовмещающих пород грунтового и напорного водоносных горизонтов рыхлых отложений.

Хвостохранилища занимают значительные площади, АНОФ-2 – в долине р. Белая, АНОФ-3 – на площади водорадела пяти рек; Черная, Жемчужная, Айкуайвеньок, Теплая и Б. Белая, возвышаясь на 20-30 м. над естественным рельефом. В период снеготаяния и интенсивных атмосферных осадков наблюдается просачивания и инфильтрация вод из хвостохранилищ по долинам рек.

В водах, высачиваемых и сбрасываемых из хвостохранилища АНОФ-2 по данным химической лаборатории ОТК ОАО «Апатит» отмечаются повышенные содержания фтора до 26 мг/л (21 ПДК), фосфора, взвешенных веществ. Их минерализация достигает 900 и более мг/л, а содержание сульфатов изменяется от 150 до 350 мг/л. Продолжительное техногенное воздействие вод хвостохранилища привело к формированию в поверхностных водах вблизи берега губы Белой и оз. Имандра преимущественно сульфатно-гидрокарбонатного состава, общая минерализация их по данным режимных наблюдений колеблется от 150 до 700 мг/л, содержание фтора от 1 до 5,6 мг/л, что в известной степени зависит от климатических факторов и от периодичности сбросов вод хвостохранилища.

Режимные наблюдения, проведенные по объектной сети скважин, созданной в пределах земельного отвода хвостохранилища АНОФ-2 показали, что химичесикй состав подземных вод преимущественно сульфатно-гидрокарбонатно натриевый, их общая минерализация колеблется от 650 до 800 мг/л, содержание сульфатов преобладает в анионом составе и составляет 200-350 мг/л, содержание фтора по всем скважинам выше ПДК и достигает 11 мг/л (9 ПДК). Из микрокомпонентов, превышающих ПДК, в подземных водах содержатся Cd (до 5 ПДК) и Mn (до 12 ПДК). Высокие содержания этих микрокомпонентов отмечаются по всем наблюдательным скважинам.

Таким образом, подземные воды в непосредственной близости от отстойника АНОФ-2 максимально загрезнены и состав загрязняющих вод отстойника и загрязняемых вод грунтового горизонта сравнялся. По режимным наблюдениям уровни подземных вод по трем скважинам устанавливается выше поверхности земли, что свидетельствует о подтоплении территории. Состав вод, сбрасываемых и фильтрующихся из хвостохранилища АНОФ-3 несколько иной, чем на АНОФ-2, здесь ионный состав вод преимущественно гидрокарбонатно-кальциевый, а минерализация их редко превышает 300 мг/л, содержание фтора достигает 6 мг/л (5 ПДК). Режимные наблюдения за химическим и микрокомпонентным составом подземных вод проводились по пяти скважинам сети объектного мониторинга, созданной в пределах земельного отвода АНОФ-3. Между подземными и поверхностными водами существует гидравлическая связь, и как следствие, химический состав их совершенно идентичен. Поверхностные и подземные воды имеют, преимущественно, гидрокарбонатно-кальциевый состав, величина их общей минерализации колеблется от 150 до 250 мг/л. Содержание фтора, как в поверхностных, так и в подземных водах превышает ПДК и изменяется от 1 до 6 мг/л (5 ПДК). Из микрокомпонентов, превышающих ПДК, в подземных водах отмечается марганец (до 8 ПДК) и Cd (до 1,5 ПДК).

Созданная объектная сеть в пределах земельных отводов хвостохранилищ, позволяет оценить загрязнение подземных вод непосредственно в самом очаге загрязнения и с учетом позволяет оценить масштаб, динамику и направленность загрязнения. Наиболее подвержены загрязнению площади, совпадающие с основным направленинем движения подземных вод. Для хвостохранилища АНОФ-2 – Губа Белая и оз. Имандра; для хвостохранилища АНОФ-3 реки Черная и Жемчужная. При составлении отчета предусматривается обобщение всей информации, полученной по всем существующим службам мониторинга подземных и поверхностных вод в пределах изучаемого района.

- работы водозаборов;

- режимных наблюдений, проводимых при изучении гидрогеологических условий апатит-нефелиновых месторождений;

- режимных наблюдений по созданной наблюдательной сети в районе деятельности ОАО «Апатит»;

- наблюдений, осуществляемых службами ОАО «Апатит» на рудниках, карьерах, хвостохранилищах.

При составлении проекта учтены результаты режимных наблюдений прошлых лет, созданная наблюдетельная сеть ОАО «Апатит», установленные элементы-загрязнители для каждого объекта, плинируемая отработка апатит-нефелинвых месторождений, требующая оптимизацию системы осушения.

 

 

5.1 ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИХ РЕШЕНИЯ

Основными задачами являются:

а). Расширение наблюдательной сети скважин на Коашвииском месторождении апатит-нефелиновых руд.

б). Изучение элементов режима подземных вод.

в). Изучение качества подземных и поверхностных вод посредством отбора проб в зонах интенсивного влияния техногенных нагрузок (отбора из карьеров и сброса рудничных вод, утечек из хвостохранилищ), с учетом наличия месторождений подземных вод.

г). Анализ характера распределения элементов-загрязнителей.

д). Разработка рекомендаций по предотвращению и снижению негативных послед­ствий обусловленных антропогенной деятельностью.

Для решения поставленных задач предусматриваются следующие виды работ:

а). Бурение наблюдательных скважин, с целью расширения наблюдательной сети предусматривается в районе Коашвинского карьера (Восточный рудник) с учетом продвижения фронта горных работ и перемещением бортов в северо-восточном и восточном направле­ниях. Количество, местоположение и глубина скважин определены Заказчиком, письмо от 19.12.12 г. № 4122/019252и (Прил. 8).

б). Геофизические исследования в проектируемых скважинах с целью уточнения их конструкции, определения зон водопритоков, литологического расчленения разреза. Всего планируется провести 5 ГИС в скважинах, которые будут пробурены на Восточном руд­нике (05м, 06м, 07м, 08ф и 09ф).

в). Опытные гидрогеологические работы для определения фильтрационных свойств вскрытых водоносных горизонтов планируется произвести во всех 5 скважинах.

г). Чистка и восстановление 5-ти наблюдательных скважин, расположенных в рай­оне: Коашвинского карьера, с целью возобновления прерван­ных режимных наблюдений.

д). Режимные наблюдения за уровнем подземных вод: по существующей объектной сети мониторинга, состоящей из 56-ти скважин (двухлетний цикл) с января 2013 г. до декабря 2014 г., по дополнительно включаемым в режим сква­жинам (3 скважины на Восточном руднике) с января 2013 г. до декабря 2014 г., по проектируемым 5-ти наблюдательным скважинам на Восточном руднике планируется цикл наблюдений, начиная с момента после окончания их бурения и до декабря 2014 г., затем эти 5 скважин будут переданы ОАО «Апатит» для продолжения мониторинга.

е). Опрбование подземных вод для изучения их качества в зонах интенсивного влияния техногенных нагрузок.

ж). Лабораторные исследования проб воды, отобранных из скважин (в ходе режимных наблюдений и при проведении опытно-фильтрационных работ), заключающиеся в выполнении полного и сокращенного химических анализов, определении содержания ПАВ, нефтепродуктов, фенолов и микрокомпонентов.

з). Топографо-геодезические работы с целью переноса на местность и привязки 5-ти проектируемых скважин.

к). Камеральные работы, включающие обработку полученных данных, ведение и пополнение базы данных, анализ характера распределения элементов-загрязнителей, со­ставление геологического отчета с графическими приложениями о выполненных за 2-х летний цикл работам.

 

 

Сводный перечень проектируемых работ представлен в таблице 5.1 1.

Таблица 5.1.1

 

Виды и объемы проектируемых работ

№№ п.п.	Основные виды работ	Ед. измерения	Объем
1.	Проектирование	%
2.	Буровые работы	скв. п.м	I 28,0
2.1.	Вращательное бурение: - скважины 1-й группы, d >132 мм, вертикальные от ДЭС;
- скважины 2-й группы, d >132 мм, вертикальные от ДЭС;	скв. п.м.	219,0
2.2.	Ударно-канатное бурение: - скважины 1-й группы, d >273 мм, от госсети	скв. п.м	80,0
2.3.	Чистка и прокачка скважин:
- скважины 2-й группы, d >132 мм, вертикальные от пе­редвижных электростанций, СБУ;	скв.
3.	Опытно-фильтрационные гидрогеологические работы:
3.1.	- проведение пробных откачек	опыт
3.2.	- проведение наливов	опыт
4.	Геофизические исследования в скважинах	скв.
5.	Стационарные наблюдения за режимом подземных и поверхностных вод:
	- замер уровня воды в скважинах; - инспектирование наблюдательной сети	замер скв.	5358 128
6.	Отбор проб воды:
6.1	- из скв. на полный комплекс исследований	проба
- из скв. на сокращенный комплекс исследований	проба
7.	Топографо-геодезические работы	скв.
- привязка скважин
8.	Камеральные работы	%
9.	Договорные работы
9.1	Лабораторные работы: (ОАО «КГИЛЦ»)	тыс.руб.	6320,8
9.2	Лабораторные работы: (ФБУЗ «ЦГИЭ»)	тыс.руб.	25,96

Далее приведена методика выполнения проектируемого комплекса исследований.

5.2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ

В состав работ по проектированию входит:

- составление проекта работ с необходимыми приложениями;

- составление сметы.

Проект состоит из геолого-методической части, в которой дано обоснование видов и объемов работ, производственно-технической части, в которой обоснованы затраты на проведение работ. Текст проекта проиллюстрирован необходимыми рисунками и графическими приложениями, необходимые обоснования проектных решений будут приведены в таблицах и текстовых приложениях. Текстовая часть проекта и таблицы выполнены в програмах Microsoft Office: Word 2010 и Excel 2010. К проекту составлена:

- схема ведения мониторинга подземных и поверхностных вод района работ масштаба 1:50 000, лист формата А0.

- схема проектируемых работ в районе Коашвинского карьера, масштаб 1:10 000, лист формата А0.

- схема проектируемых топографо-геодезических работ и коммуникаций масштаба 1:10 000 и 1:25 000, лист фомата А2.

Графические приложения составлены в программе CorelDRAW Graphics Suite X4.

Проект содержит 230 страниц текста, в том числе 40 таблиц, 2 цветных и 8 черно-белых рисунков, 14 текстовых приложений, 3 графических приложения.

Для определения стоимости рабт составлена смета на компьютере в программе Microsoft Office Excel 2003.

В соответствии с действующими требованиями проектно-сметная документация будет направлена для прохождения геологической экспертизы в Северо-Западное терри­ториальное подразделение ФБУ «Росгеолэкспертиза».

Оформление проекта (текст, таблицы, рисунки, текстовые и графические прило­жения) будет осуществляться с помощью ПЭВМ Тиражирование будет произведено в 4-х экземплярах.

5.3. БУРОВЫЕ РАБОТЫ

 

Настоящим проектом предусматривается бурение 5-ти наблюдательных скважин (248 п.м), из них: в 2013 году - 2 скважины (06м, 07м), глубиной 41,0-47,0 м, (всего 89,0 п.м); в 2014 году — 3 скважины (05м, 08ф, 09ф), глубиной 28,0-81,0 м (всего 159,0 п.м) (Табл. 5.3.1).

План-график бурения скважин № Глубина, Объем бурения по месяцам, п.м скважины м сентябрь октябрь ноябрь 2013 год 06м   -   - 07м   - -   2014 год 08ф     - - 05м   -   - 09ф   - -

Таблица 5.3.1.

 

Количество скважин, места заложения и глубина скважин определены Заказчиком, согласна письма от 19.12.12 г. №4122/019252и (Прил.8). Глубина скважин зависит от ожи­даемой мощности и глубины залегания исследуемых водоносных горизонтов.

Пять скважин (05м, 06м, 07м, 08ф и 09ф) планируется пробурить на территории Восточного рудника (Граф. 2) с целью уточнения гидрогеологических условий Коашвинского карьера для оптимизации системы осушения, разработки способов зашиты бортов карьера от обрушения и разработки рабочего проекта отработки глубоких горизонтов Коашвинского месторождения. Распределение скважин по площади:

- скважина 08ф - на северо-западном борту Коашвинского карьера с целью изуче­ния фильтрационных свойств и динамики изменения уровня напорного водоносного гори­зонта четвертичных отложений (f,lgQ_IIIpd);

- скважины 05м и 06м - на северном борту Коашвинского карьера для изучения фильтрационных свойств и динамики изменения уровня грунтового водоносного горизон­та четвертичных отложений (f,lgQ_IIIos);

- скважина 07м - на северо-восточном борту Коашвинского карьера для изучения фильтрационных свойств и динамики изменения уровня грунтового водоносного горизон­та четвертичных отложений (f,lgQ_IIIos);

- скважина 09ф - на восточном борту Коашвинского карьера для изучения филь­трационных свойств и уровенного режима напорного водоносного горизонта четвертич­ных отложений (f,lgQ_IIIpd).

Все скважины будут оборудованы оголовками и оставлены для дальнейших наблюдений за уровнем подземных вод.

Геолого-технические разрезы проектных скважин приведены на рисунках 5.3.3-53.7.

 

5.3.1. Бурение скважин

Бурение скважин (05м, 06м, 07м, 08ф и 09ф) на территории Коашвинского карьера Восточного рудника предусмотрено механическим вращательным способом с полным отбором керна с использованием следующего бурового оборудования:

- передвижная буровая вышка типа МРУГУ 18/20;

- буровой станок ЗИФ 1200МР или СКБ-7 (применение данного типа станка обос­новано диаметром проектируемых скважин - 190÷244 мм, соответствующим сложному геологическому разрезу, представленному валунно-гравийно-галечными отложениями);

- передвижная глинистая станция, оборудованная грязевым насосом АНБ-22 и гли­номешалкой ОГХ-7;

- передвижная циркуляционная система;

- передвижной электрический компрессор типа ПВ-5.

В качестве бурильной колонны предусматривается использование бурового снаря­да: СБТ 50 М3 50 - для бурения с отбором керна; СБТ 73 М3 63,5 — для разбурки скважи­ны шарошечными долотами-трубы нефтяного сортамента СБТ-73.

Данный вид оборудования, учитывая 30-ти летний опыт работы на данном участке при бурении гидрогеологических скважин, оборудованных на напорный горизонт, в условиях проходки по породам пестрого литологического состава, наличием большого объема крупнообломочиого материала, как в верхней, так и нижней части разреза, с нали­чием пылеватых песков в грунтовом горизонте, необходимости изоляция грунтового го­ризонта из-за пескования скважин, низкого положения уровня в напорном горизонте, по­глощения промывочной жидкости из-за работы системы водопонижения, зарекомендовал себя как самый производительный и надежный способ бурения.

Применение роторного типа бурения, как нашей организацией, так и московскими и пе­тербургскими фирмами оказалось малоэффективно из-за невозможности создания давле­ния на породоразрушающий инструмент в верхней части скважин, имеющий большое ко­личество валунных отложений, непредсказуемыми потерями диаметра, катастрофическим поглощением промывочной жидкости (с применением полимерных добавок) уменьшени­ем конечного диаметра фильтровой колонны. Низкое положение уровня в напорном гори­зонте, из-за потери диаметра фильтровой колонны, приводит к плохому качеству промыв­ки фильтров без водоподъемной колонны, некачественному опробованию и быстрой кольматации скважины.

По условию Заказчика скважины проходятся с полным отбором керна, как по напорному, так и грунтовому горизонту. Это в первую очередь связано с дальнейшей оп­тимизацией системы осушения для разработки рабочего проекта отработки Коашвинского месторождения, для выборов способов осушения грунтового горизонта на конечном контуре (перепускные скважины, водопонижение, иглофильровые установки, создание за­вес вдоль водотоков и каналов).

Применение буровых установок 4-5 класса ненадежно и малопроизводительно из-за диаметров бурения скважин: начальный диаметр разбурки - 244 мм (под кондуктор); диаметр разбурки - 190 мм (под разделяющую и изолирующую водоносные горизонты об­садную колонну диаметром 168 мм); диаметр разбурки -151 мм (под фильтровую колонну диаметром 127 мм).

Создание оптимальных нагрузок на шарошечные долота данных диаметров не предусмотрены техническими характеристиками станков 4-5 классов и приводит к преж­девременному выходу из строя станков. При бурении используются станки 4 класса ЗИФ- 1200 МР.

Учитывая, что проходимые породы отнесены по классификации горных пород по трудности отбора керна к I классу с нормализованным выходом керна 20% по рекомендациям, разработаными Российским геологическим обществом РОСГео и ФГУП ВНИИ методики и техники (ВИТР), для получения кондиционного выхода керна предлагается безнасосный способ бурения.

По опыту работы при бурении четвертичных отложений, отнесенных к I группе пород с оптимальным выходом керна 0 ÷ 20%(табл. 8.12 «Справочник по бурению геологоразведочных скважин» ФГУП «ВНИИ методики и техники разведки (ВИТР)» 2000г.), для получения кондиционного выхода керна рекомендуется и предусматривается безнасосный способ бурения (глава 8 «Техника и технология получения кондиционного выхода керна», пункт 8.7). Применение двойных колонковых труб, эжекторного метода работ с использованием при промывке глинистых растворов положительных результатов не дали. Опытные работы проводились с привлечением специалистов ВИТРа и партии «Новая техника» СЗГТУ. При бурении «безнасосным» способом применяются общие нормы времени на бурение скважин с применением поправочного коффициента к нормам времени 1,2 для получения кондиционного выхода керна (табл. 4-2 ССН-5).

При бурении в сложных условиях отбора керна применяется поправочный коэффициент к нормам времени 1,2 (табл. 4-5 ССН-5).

Бурение безнасосным способом будет осуществляться твердосплавными коронками диаметром 93÷112 мм с длиной рейса 0,1÷1,0 м. Интервал бурения твердосплавными коронками «безнасосным» способом будет осуществляться на глубину устойчивости ствола скважины (3÷5 м) с последующей разбуркой скважины шарошечными долотами диаметром, превышающим диаметр обсадной колонны, которая будет спускаться в скважину на 15÷22 м с глинистым раствором для создания устойчивости ствола скважины. Режимы бурения твердосплавными коронками: давление на забой - 6÷8 кН; число оборотов - 240÷260 об/мин., длина рейса – 0,6÷1,0 м.; длина цикла (проходка скважины без разбурки) - 5÷7 м.

Разбурка ствола скважин будет осуществляться шарошечными долотами типа «К» с применением глинистого раствора, обеспечивющего устойчивость стенок скважины. При этом будут применены следующие режимы бурения: давление на забой - 20÷30 кН; число оборотов - 240÷260 об/мин., количество промывочной жидкости – 50 л/мин; параметры глинистого раствора: удельный вес – 1,1÷1,15 с/см³; водоотдача – 10 см³/30с; вязкость - 18÷25 с. При разбурке ствола скважин будет применяться направляющий забурник, по диаметру равный диаметру труб, которые будут спускться в скважину после ее разбурки.

Разбурка с глинистым раствором

Расчет потребности глины для приготовления глинистого раствора с удельным ве­сом 1,1+1,15 г/см³ (табл, 26 (12+16) ССН-5)

В 2013 г. - при разбурке d 190 мм — 20 мхО,125*О,15"’0,375 т;

- при разбурке d 151 мм - 68 м*0,07*0,15 “ 0,714 т

Всего - 1,09 т

В 2014 г, - при разбурке d 243 мм - 25 м*0,156*0,15*0,585 т;

- при разбурке d 190 мм - 54 м*0,125x0,15 * 1,013 т;

- при разбурке d 151 мм - 72 м*0,07*0,15 If 0,756 т

Всего - 2,35 т

- для проведения затрубной изоляции труб диаметром 6^м при мощности тампонация 1 м - 0,06 т.

Общий расход глины = 3,5 т,

Скважины оборудуются фильтровой колонной, а по завершению работ устанавли­вается оголовок.

 

5 3.2. Вспомогательные работы

К вспомогательным работам для скважин, пройденным механическим враща­тельным способом бурения, относятся:

- проработка ствола скважины перед спуском труб и установкой фильтровой ко­лонны: в скважинах 08ф, 09ф - по 3 проработки на одну скважину; в скв. 05м, 06м и 07м - по 2 проработки на одну скважину;

- промывка ствола скважины перед спуском труб и установкой фильтровой ко­лонны: в скважинах 08ф, 09ф - по 3 промывки на скважину; в скважинах 05м, 06м и 07м - по 2 промывки на скважину;

- крепление обсадными трубами: диаметром 6” и 8” - скважин 08ф, 09ф; диамет­ром 6" - скважин 05м, 06м и 07м;

- тампонирование скважины перед обсадкой труб диаметром 6” (создание затрубной изоляции): в скважинах 08ф, 09ф (мощность тампонирования 1 м);

- установка фильтровой колонны;

- затрубная цементация труб диаметром 8” в скважинах 08ф, 09ф и труб диаметром 6” в скв. 05м, 06м и 07м. Затрубная цементация производится по следующей методике: по­сле спуска обсадных труб они приподнимаются над забоем на 0,2÷0,5 м; производится спуск снаряда с поршневым устройством и закачка цементного раствора насосом АНБ-22 через буровой снаряд с началом выхода раствора в затрубном пространстве. После прове­дения закачки обсадные трубы устанавливаются на забой, а буровой снаряд с поршневым устройством поднимается с его промывкой водой.

Объем закачиваемого раствора составляет:

V=[Q,785×(0,243²-0,219²)×25]+ [0,785×(0,191²-0,168²)×30] = 0,380м³ с учетом К=1,3 (расход раствора по трещинам) - 0,494 м³.

- деглинизация скважины методом промывки водой, свабирования, прокачки эр­лифтом перед проведением гидрогеологических исследований. Деглиннзация проводится с целью разрушения, образовавшейся при применении глинистого раствора глинистой корки, и восстановления фильтрационных свойств водоносного горизонта. Продолжи­тельность деглиннзацнн принята по опыту работ и составит 4 сут (13,72 ст. см);

- гидрогеологические (7 ст.см.) и геофизические (1 ст.см.) исследования в сква­жине.

 

5.3.3. Монтаж, демонтаж и перевозка буровой вышки

Бурение скважин будет осуществляться с использованием буровой вышки, смонти­рованной одним блоком вместе со зданием. К дополнительным блокам при работе на Во­сто

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: