Оценка экологической безопасности подземного водного бассейна при закрытии шахт Приморского края (на примере шахты «Липовецкая»)

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Геология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

© И. А. Тарасснко, А. В. Зиньков, 2013
УДК 504.4. 054+553. 9](571. 62)
И. А. Тарасенко, А.В. Зиньков
ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПОДЗЕМНОГО ВОДНОГО БАССЕЙНА ПРИ ЗАКРЫТИИ ШАХТ ПРИМОРСКОГО КРАЯ (НА ПРИМЕРЕ ШАХТЫ «ЛИПОВЕЦКАЯ»)
Выполнена оценка экологической безопасности подземного водного бассейна в районе ликвидированной шахты «Липовецкая» («№ 4»). Рассмотрены гидрогеохимические особенности подземных вод. Установлено, что после затопления шахты в горном массиве сформировались техногенные (шахтные) воды, которые отличаются от природных вод ионным типом, химическим составом и органолептическими свойствами. Шахтные воды обладают повышенными по сравнению с природными водами минерализацией, жесткостью, сульфатами и содержат в своем составе компоненты (железо, марганец, фенолы, нефтепродукты, БПК и ХПК) в количествах, превышающих предельно-допустимые концентрации. Оценка влияния техногенных вод на подземный водный бассейн района позволила утверждать, что воды трешинного водоносного комплекса меловых отложений зон экзогенной трешино-ватости (дезинтеграции) и трешинно-жильного водоносного комплекса зон тектонических нарушений и интрузивных контактов с меловыми отложениями, а также горизонтов неогеновых и четвертичных отложений за пределами горного отвода не испытывают экологического влияния со стороны затопленной шахты. Ключевые слова: ликвидированная шахта, подземный водный бассейн, экологическая безопасность.
Ликвидация нерентабельных и убыточных угольных шахт стала массовым явлением практически на всей территории Российской Федерации [1]. Приморский край не явился в этом плане исключением. В настоящее время практически все угольные шахты Приморского края закрыты. Водоотлив в них прекращен и горнодобывающие предприятия, которые многие десятилетия осушали огромные прилегающие пространства, затоплены до уровня естественных отметок зеркала подземных вод.
Затопление нерентабельных шахт вызывает ряд негативных экологических последствий, в том числе формирование в отработанном подземном пространстве техногенных вод экологически небезопасных для под-
земного водного бассейна. Изучение химического состава подземных вод районов ликвидированных угольных шахт и особенностей их формирования имеет важное значение для решения проблем экзогенной геологической деятельности природных вод и оценки экологической безопасности подземного водного бассейна. В связи с этим цель настояшсй работы заключалась в комплексном изучении химического состава подземных вод и в оценке экологической безопасности подземного водного бассейна района ликвидированного угледобывающего предприятия на примере затопленной шахты «Липовецкая» («№ 4»).
Шахта «Липовецкая» отрабатывала запасы одноименного каменноугольного месторождения, расположенного на юго-западе Приморского края.
Она была сдана в эксплуатацию в 1943 г. и максимальной добычи — 768 тыс. т угля в год — достигла в 1992 г. Затем фиксировалось снижение добычи угля и в 1997 г. шахта была включена в «Перечень особо убыточных шахт и разрезов». На тот период площадь поля шахты составляла 19 км², глубина отработки пластов превышала 280 м. Основные проектные решения по её ликвидации сводились к закрытию путем естественного затопления без организации искусственного выпуска шахтных вод.
Поверхность горного отвода шахты занимает в основном центральную и южную часть водораздельной площади р.р. Липовецкая и Краснополь-ская. В пределах горного отвода расположен поселок городского типа Липовцы.
Методы исследований
Работы по горно-экологическому мониторингу на территории земельного отвода ликвидированной шахты выполняются с 2000 г. и продолжаются по настоящее время. В рамках мониторинга осуществляется опробование вод подземных горизонтов и комплексов. По всем пробам выполняется полевой химический анализ и лабораторное обследование (полный химический анализ с определением микрокомпонентов). Отбор проб воды на лабораторные исследования производится в соответствии с действующими нормами по методикам, согласованным с лабораторией, выполняющей анализы. В качестве базовой определена лаборатория, аккредитованная Госстандартом России — «Приморское гидрометрическое агентство» Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (г. Владивосток). Полевым методом определяются ор-ганолептические показатели, рН, общая жесткость, основные ионы (хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты,
кальций) — биогенные вещества (аммоний, железо) — расчетным методом — минерализация, сухой остаток, магний, сумма натрия с калием.
Оценка экологической обстановки на обследованной территории выполняется путем сравнения результатов анализов подземных вод с предельно-допустимыми концентрациями в соответствии с СанПиН «Питьевая вода …» [2]. Классификация подземных вод по химическому составу осуществляется согласно отраслевому стандарту [3].
Расчет степени равновесности (или неравновесности) подземных вод района шахты «Липовецкая» по отношению к различным первичным и вторичным минералам реализован с использованием программного комплекса ДяиаСЬеш 5.1 [4].
Выполненные исследования являются в значительной степени отражением и следствием работы И.А. Тара-сенко в ОАО «ДальвостНИИпроект-уголь» в качестве начальника научно-производственного отдела, где осуществлялись на договорных началах с Приморским Центром Экологического Мониторинга работы по выявлению последствий ликвидации угледобывающих предприятий Дальнего Востока. Естественно поэтому, в проведении полевых и лабораторных работ по конкретным объектам принимали участие многие сотрудники отдела, среди которых следует выделить Л. Г. Буянову, Т. М. Кадырову, Т. В. Тарасову, Т. Г. Язынину и О. А. Акимову. Всем им выражаем глубокую благодарность и признательность за полезные и творческие контакты.
Состояние природных и техногенных вод в зоне влияния шахты «Липовецкая»
Шахта «Липовецкая» отрабатывала запасы северо-западной части Липо-
??1? г^З^дСГЬШПШбЕЗЗ? ЩИ 8 ИвЕЕю В11 ЕЗ 12 ЕЮ13
Рис. 1. Схема геологического строения Липовецко-го каменноугольного месторождения (составлена по: [6]): 1−6 осадочные отложения: 1 — четвертичные, 2 — неогеновые, 3 — коркинской серии, 4 — галенков-ской свиты, 5 — липовецкой угленосной свиты, 6 — уссурийской свиты- 7 — позднемеловые (?) андезиты, дациты и диориты, 8 — ордовикские (?) граниты, 9 — крупные тектонические нарушения, 10 — ствол ликвидированной шахты «Липовецкая», 11 — площадь, отработанная действующим разрезом, 12 — границы участков месторождения, 13 — номера участков: 1 — шахта «Липовецкая», 2 — разрез «Восток-2», 3 — участок «Восточный», 4 — участок «Юж-ный-2», 5 — участок «Липовецкий-6», 6 — участок «Юж-ный-3», 7 — участок «Галенковский-3», 8 — участок «Некковский», 9 — участок «Галенковский-2», 10 — участок «Галенковский-1»
вецкого месторождения, расположенного в структуре нижнемеловой угленосности — Раздольненском угольном бассейне, который размещен в пределах бассейна трещинных вод складчатой системы Сихо-тэ-Алинь и отрогов Восточно-Манчжурского нагорья Сихотэ-Алиньской гидрогеологической области [5].
В геологическом строении месторождения принимают участие сложно-дислоцированные образования верхней перми, ранне- и позднепалеозойские гранитоиды, а также осадочные отложения мелового, неогенового и четвертичного возрастов, представленные преимущественно песчаниками различного гранулометрического состава, алевролитами и аргиллитами с прослоями углей и лигнитов, туфов и туфодиатомитов, а также гравелитами, конгломератами, галечниками и суглинисто-щеб-нистыми осадками (рис. 1). Нижнемеловые угленосные отложения месторождения прорваны некками, дайками и силлами диоритов, андезитов, дацитов, синхронных позднекоркин-скому времени [6].
Все разновидности и типы углей Липовецкого месторождения относятся к группе гумолитов и занимают особое место среди каменных углей благо-
даря присутствию значительного количества смоляных компонентов (резинита). Минеральные включения содержатся в углях в большом количестве — от 2 до 40%, в среднем — 8- 15%. В основном это включения кварца терригенного происхождения и тонкодисперсного глинистого вещества. В меньших количествах наблюдаются пирит и сидерит. Содержание серы в углях месторождения всех классов низкое — 0,2−0,3%.
Обводнение месторождения в основном происходило за счет поровых грунтовых вод четвертичных и неогеновых отложений, трещинных вод зоны экзогенной трещиноватости мезозойских и палеозойских отложений, а также трещинно-жильных вод разрывных тектонических нарушений и интрузивных контактов. По степени обводненности Липовецкое месторождение отнесено [5] к группе слабообводненных: среднегодовые водопритоки в шахту за весь период ее эксплуатации составляли 70- 180 м3/час. В период работы шахты существовала депрессионная воронка, максимальное понижение уровня (-174 м) которой отмечалось в центральной части шахтного поля. Границы депрессионной воронки распространялись на расстояние от 1−2 до 5−7 км от максимального снижения уровня.
Главный водоотлив и вентиляционная установка шахты остановлены 15. 05. 1998 г. Наблюдения за уровнем затопления горных выработок шахты и отработанного массива выполнялись по скважинам 4л и 2л, оборудованным на отработанный массив. Изучение динамики затопления шахты «Липовецкая» свидетельствует о том, что зона водопроводящих трещин отработанного массива сфор-
мировалась до глубины примерно 50 м, т.к. на глубинах 50,7 м (скв. 2л) и 31,2 м (скв. 4л) фиксировалось изменение (снижение) скорости затопления от 3,7 м/мес (в 2003—2004 гг.) до 0,6−0,7 м/мес (в 2005 г.). Уровень подземных вод в естественных ненарушенных условиях (до отработки месторождения) характеризовался глубиной залегания 15−25 м, что соответствует абсолютным отметкам 115−120 м. В конце 2005 г. уровень подземных вод установился на отметке +120,6 м, который наблюдается и в настоящее время. Таким образом, шахта «Липовецкая» с 2005 г. признана полностью затопленной.
В результате отработки пластов угля шахтой «Липовецкая» и последующего ее затопления в горном массиве образовался техногенный водоносный горизонт (шахтные воды). Шахтных вод изливающихся на земную поверхность нет. Зоны возможного подтопления с отметками 115- 120 м находятся в пойме рек Липо-вецкая и Краснопольская выше их слияния. Эти участки имеют естественную заболоченность, признаков дополнительного заболачивания не обнаружено ни при визуальном обследовании, ни при гидрохимическом опробовании.
С целью осуществления оценки экологической безопасности подземного водного бассейна в районе затопления шахты выполнено комплексное исследование состава подземных вод. Изучены воды техногенного водоносного горизонта (шахтные воды), воды трещинного водоносного комплекса меловых отложений зон экзогенной трещиноватости (дезинтеграции) и трещинно-жильного водоносного комплекса зон тектонических нарушений и интрузивных контактов
с меловыми отложениями, а также поровые грунтовые воды неогеновых и четвертичных отложений.
Подземные воды техногенного водоносного горизонта шахты опробовались по скважинам 2 л и 4л, имеющим связь с горными выработками. Интерпретация полученных результатов позволила утверждать, что воды техногенного горизонта из скважин 2л и 4л неоднородны по химическому составу и физическим свойствам. Воды скв. 2 л пресные (минерализация 0,51 г/дм3), умеренно жесткие (жесткость 5,58 мг-экв. /дм3). А воды скважины 4л слабосолоноватые (минерализация варьируется в пределах 1,80−2,49 г/дм3) с общей жесткостью 22,01 мг-экв. /дм3 и нейтральной реакцией среды (рН=6,86). Это возможно, обусловлено разностью природных условий на рассматриваемых участках. Так, скважина 2л глубиной 103 м находится в междуречье рр. Краснопольская и Ёипо-вецкая, и ее питание осуществляется, вероятно, за счет грунтовых вод неогеновых и четвертичных отложений. Скважина 4л глубиной 150 м расположена в северо-восточной части шахтного поля, на периферии существовавшей в период работы шахты депрессионной воронки. В формировании качества воды на данном участке, очевидно, большую роль играют воды угольного, а возможно, и по-дугольного водоносных комплексов.
Изучение химического состава техногенного водоносного горизонта позволило выделить четыре типа вод, формирующихся в пределах горного отвода шахты:
1) гидрокарбонатный кальциево-магниевый
М исо387а7 бо46
0 51 Мд54 Са29 Ре10 '-
2) сульфатно-гидрокарбонатный натриево-магниевый
«исо350 зо447а3 м _34_•
180 Мд57Ма24 Са17 Ре2 '-
3) гидрокарбонатно-сульфатный кальциево-магниевый
«во459 исо332со36а3
М -4−3-3-•
196 Мд54 Са28 Ма16 МИ42 '-
4) гидрокарбонатно-сульфатный кальциево-натриево-магниевый
во451 исо346 а3 м _43_
2 49 Мд45Ма31са23МИ41 '-
Второй, третий и четвертый типы характеризуются повышенными содержаниями сульфатов, вследствие этого соленость вод возрастает и варьируется в пределах 1,80- 2,49 г/дм3.
Трещинный водоносный комплекс меловых отложений зон экзогенной трещиноватости (дезинтеграции) распространен повсеместно и является основным на месторождении, вмещающим угольные пласты промышленного значения. Мощность трещиноватой зоны составляет в среднем 80−100 м, достигая местами 150 и более метров. Проницаемость водовмещающих пород зависит от состава и условий залегания последних и в плане характеризуется неоднородностью. Коэффициент во-допроводимости пород зоны экзогенной трещиноватости изменяется от 5 до 550 м2/сут., уровнепроводно-сти — от 103 до 104 м2/сут. Воды трещинного комплекса преимущественно безнапорные или слабо напорные. Область питания водоносного комплекса совпадает с областью распространения. Основной источник питания — атмосферные осадки. Разгрузка происходит в долинах рек и на питание других водоносных горизон-
тов. Движение подземных вод направлено с севера на юг. Годовая амплитуда колебаний уровня — 1,0- 1,5 м.
Трещинно-жильный водоносный комплекс зон тектонических нарушений и интрузивных контактов с меловыми отложениями приурочен к зонам тектонических нарушений или к ослабленным зонам на контактах изверженных и осадочных пород. Его распространение носит локальный характер. Комплекс характеризуется как нисходящими, так и восходящими направлениями движения подземных вод. Разница напоров достигает 19,8 м. Питание осуществляется за счет перетекания из трещинного комплекса, а разгрузка — в нижележащие отложения фундамента и в долины рек (при глубоком эрозионном врезе).
Трещинный водоносный комплекс меловых отложений зон экзогенной трещиноватости (дезинтеграции) и трещинно-жильный водоносный комплекс зон тектонических нарушений и интрузивных контактов с меловыми отложениями опробовались по скважинам 18−1103, 224, 7л и 37 060. В результате интерпретации полученных гидрохимических данных установлено, что рассматриваемые воды весьма пресные (минерализация 0,34- 0,49 г/дм3), мягкие и умеренно жесткие (жесткость 1,53−4,99 мг-экв/дм3), по водородному показателю — нейтральные. По анионному составу воды комплексов гидрокарбонатные, а катионный тип варьируется от маг-ниево-кальциевого, кальциево-магние-вого к кальциево-натриевому. Типичные формулы солевого состава следующие:
«нсо93с5 5о42
М 3 4
0 38 Са54Мд38Ма7Ге1 '-
«нсо89с8 во43 м _3_-
0 42 Мд46 Са38Ма15К1 '- м НСО392 а7 о
0 39 Ма65Са22 Мд12 Ге1 '-
Водоносный горизонт неогеновых отложений распространен на юге и востоке Липовецкого месторождения. Водовмещающими являются отложения суйфунской свиты, представленные галечниками с прослоями гравия и песка. Средняя мощность суйфунских отложений составляет 30 м. Воды иногда обладают небольшим местным напором. Статические уровни находятся на глубинах от нескольких до 32−35 м. Обводненность неогеновых отложений незначительная, удельные деби-ты колеблются от 0,5 до 0,75 л/с, дебиты от 1,1 до 3,3 л/с при понижениях 2,0−7,5 м. Водоносный горизонт обладает большими статическими запасами и является важным источником питания рек и водоносного горизонта аллювиальных отложений в меженный период. Воды горизонта в обводнении горных выработок не участвовали.
Водоносный горизонт четвертичных отложений распространен в долинах рек и ручьев. Водовмещающими являются пески, перекрытые современными глинами мощностью до нескольких метров. Наибольшей мощностью (до 30 м) и обводненностью характеризуется аллювий долин основных водотоков, мощность которого увеличивается от склонов к поймам и вниз по течению рек. Мощность водоносного горизонта в долине реки Ли-повецкой составляет 13−16 м. Воды горизонта безнапорные, их питание происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков, а разгрузка осуществляется в подстилающие отложе-
ния. Горизонт имеет прямую гидравлическую связь с нижележащим водоносным комплексом. Общее движение грунтового потока — с севера на юг. В период работы шахты, воды горизонта непосредственного участия в обводнении горных выработок не принимали. Обводненность четвертичных отложений незначительная. Удельные дебиты изменяются от 0,32 до 0,66 л/с, дебиты — от 0,6 до 6,9 л/с при понижении 1,8−10,5 м. Коэффициент фильтрации колеблется от 2,82 до 8,04 м/сут.
Водоносные горизонты неогеновых и четвертичных отложений опробовались по скважинам 6 л и 8л. В результате установлено, что по химическому составу воды четвертичных и неогеновых отложений гидрокарбонатные магниево-кальциевые, магниево-натриево-кальциевые или натриево-магниево-кальциевые, весьма пресные, мягкие, по водородному показателю нейтральные. Типичные формулы солевого состава следующие:
М исо391а7 во/
0 3 са41 Мд30 Ма17Ре11 Ми41 '-
М и^^сРво^
'-0. 36
са42 Ма34 Мд21 Ре2 К1
М исо^с? во42
0 37 са43 Мд28Ма21 Ре8 '-
Региональный водоупор на Ёипо-вецком месторождении отсутствует, поэтому все водоносные горизонты и комплексы гидравлически связаны между собой. Близость составов по-ровых грунтовых воды четвертичных и неогеновых отложений, трещинного водоносного комплекса меловых отложений зон экзогенной трещинова-тости (дезинтеграции) и трещинно-жильного водоносного комплекса зон
тектонических нарушений и интрузивных контактов с меловыми отложениями, хорошо видна на диаграммах равновесия (рис. 2). Все природные воды равновесны с каолинитом, иллитом, На-, Мд- и Са-монтмо-риллонитом. При этом минеральное равновесие в водах района контролируется главным образом содержанием кремнезема. Другие факторы имеют подчиненное значение.
Высокие концентрации кремния определяют невозможность образования в этих условиях гиббсита и сдвигают равновесие в область каолинита (рис. 2, а), причем примерно половина точек, характеризующих состав природных подземных вод, находится в поле устойчивости иллита, а половина — каолинита. Это объясняется тем, что относительно каолинита вода при прочих равных условиях насыщается калием и поэтому равновесие смещается в область иллита, что и характерно главным образом для трещинных и трещинно-жильных вод (скв. 7л, 3760 и 18−1103) и частично для вод четвертичных и неогеновых отложений (скв. 8л). Когда концентрация кремнезема в растворе возрастает, равновесие смещается в область монтмориллонита (рис. 2, б, в, г). Таким образом, наблюдается закономерное изменение насыщенности рассматриваемых подземных вод кремнием и калием в направлении потока вод. Все точки составов природных и техногенных вод располагаются в пределах полей устойчивости глинистых минералов (рис. 2, д) и находятся в равновесии с каолинитом и монтмориллонитом, но неравновесны с альбитом и анортитом, поля которых располагаются правее и выше соответственно.
1д (а»,. /ан.)
(r) ^^ ГИПС
Раствор


+ 1
О | 2П 3
-3,5
-2,5
1Э Са50р
Рис. 2. Диаграммы равновесия основных минералов с нанесением данных по составу подземных вод района ликвидированной шахты «Липовецкая»: 1−3 — водоносные горизонты и комплексы: 1- техногенный, 2 — неогеновых и четвертичных отложений, 3 — трещинный и трещинно-жильный- а — система Н20-А1203-К20-БЮ2- б — система Н20-А1203-На20-С02-БЮ2- в — система Н20-А1203-Мд0-БЮ2- г — система Н20-А1203-Са02-БЮ2- д — система Н20-А1203-С02-№ 20-Са0-БЮ2- е — равновесие подземных вод с кальцитом- ж — равновесие подземных вод с гипсом
Рис. 3. Диаграмма А. М. Пайпа с нанесением данных по составу подземных вод района шахты «Ли-повецкая»: 1−3 — водоносные горизонты и комплексы: 1- техногенный, 2 — неогеновых и четвертичных отложений, 3 — трещинный и трещинно-жильный
Рис. 4. Зависимость ионного состава подземных вод района шахты «Липовецкая» от степени их минерализации: 1−3 — водоносные горизонты и комплексы: 1 — техногенный, 2 — неогеновых и четвертичных отложений, 3 — трещинный и трещинно-жильный
Изучение характера равновесия природных и техногенных подземных вод с карбонатами показало, что половина всех вод равновесна с кальцитом, а половина недонасыщена этим минералом (рис. 2, е). Известно [7, 8], что насыщенность вод карбонатами носит не случайный, а зональный характер и обусловлена общей эволюцией состава вод от пресных к соленым по мере уменьшения интенсивности водообмена. Таким образом, на диаграмме проявлена эволюция состава рассматриваемых вод: часть вод, находящаяся, вероятно, в условиях замедленного водообмена, насыщается карбонатами за счет разрушения алюмосили-катных вмещающих пород, а часть вод остается недо-насыщенной кальцитом в связи с тем, что гидродинамические факторы, контролирующие время нахождения воды в горных породах, прерывают их взаимодействие раньше, чем наступает химическое равновесие.
Из диаграммы (рис. 2 ж) видно, что исследуемые нами воды не насыщены к гипсу, тем не менее, фигуративные точки составов шахтных вод относительно природных вод обладают тенденцией смещения к линии равновесия «раствор-гипс».
По степени роста величины солености выстраивается следующий ряд: воды четвертичных отложений, воды меловых и интрузивных образований, техногенные шахтные воды. Природные воды, для которых характерен НС03-Са-Мд состав, в результате затопления горных выработок шахты «Липовецкая», становятся Б04-НС03-Ыа-Мд, НС03-Э04-Са-Мд и НС03-Б04-Са-Ыа-Мд с минерализацией 1,80−2,49 г/дм3 (рис. 3).
Анализ характера изменения ионного состава вод показал рост концентрации всех рассматриваемых ионов по мере повышения солености вод. Наряду с изменением ионно-солевого состава в подземных водах с ростом минерализации происходит повышение содержаний таких ионов как Са2+, Ыа2+, НС03, Мд2+, Б042-(рис. 4). В рассматриваемых водах Б042- превалирует над С1-, а содержания НС03 доминируют над Б042-, но
лишь до солености 1,28 г/дм3, а затем
2 В водах начинает преобладать Б04 & quot-.
Следовательно, Б042- является геохимическим маркером шахтных вод.
Таким образом, в районе ликвидированной шахты «Липовецкая» развиты следующие типы вод: НС03-Мд-Са, НС03-Мд-Ыа-Са, НС03-Ыа-Мд-Са, НС03-Са-Ыа, а также НС03-Са-Мд, Б04-НС03-Ыа-Мд, НС03-Б04-Са-Мд и НС03-Б04-Са-Ыа-Мд. На участках высокой проницаемости доминируют пресные НС03-Са-Мд воды, на участках меньшей проницаемости — НС03-Са-Ыа или НС03-Мд-Г^а-Са воды с соленостью & lt- 0,6 г/дм3, а в затопленных подземных горных выработках формируются главным образом Б04-НС03-Ыа-Мд, НС03-Б04-Са-Мд и НС03-Б04-Са-Ыа-Мд воды с минерализацией 1,80−2,49 г/дм3.
В результате сравнения характеристик техногенных (шахтных) вод с предельно-допустимыми концентрациями установлено, что практически по всем пробам отмечается превышение ПДК по минерализации (1,8- 2,4 ПДК), сульфатам (1,1−1,7 ПДК), жесткости (2,65−3,40 ПДК), железу (19,1−43,3 ПДК), марганцу (3,6- 3,7 ПДК), пермангонатной окисляе-мости (1,44−1,76 ПДК), бихромат-ной окисляемости (1,07−2,13 ПДК) и фенолам (1,8−8,9 ПДК). Для ряда проб незначительно превышены ПДК по нефтепродуктам (1,28 ПДК).
Для вод трещинного водоносного комплекса меловых отложений зон экзогенной трещиноватости (дезинтеграции) и трещинно-жильного водоносного комплекса зон тектонических нарушений и интрузивных контактов с меловыми отложениями, отмечались превышения ПДК по таким показателям, как железо (до 7,6 ПДК), фенолы (до 16 ПДК) и нефтепродукты (до 7,4 ПДК). В единичных пробах фиксировалось превышение предельно-допустимых концентраций по окис-ляемости бихроматной (1,44 ПДК) и пермангонатной (1,92 ПДК), аммонию (1,48 ПДК) и кадмию (3 ПДК).
По всем пробам, характеризующим горизонты неогеновых и четвертичных отложений, наблюдалось превышение ПДК по железу (6,6- 58,7 ПДК). Фиксировались превышения предельно-допустимых концентраций по марганцу (до 1,54 ПДК), фенолам (до 7,4 ПДК), нефтепродуктам (до 1,24 ПДК) и кадмию (30 ПДК).
Следует отметить, что в водах трещинного водоносного комплекса меловых отложений зон экзогенной трещиноватости (дезинтеграции) и трещинно-жильного водоносного ком-
плекса зон тектонических нарушений и интрузивных контактов с меловыми отложениями и горизонтов неогеновых и четвертичных отложений повышенных концентраций маркирующего показателя шахтных вод — Э042-, не установлено. Это свидетельствует о том, что за пределами горного отвода влияния шахтных вод на подземный водный бассейн не наблюдается. Водозаборы питьевого водоснабжения в зоне влияния шахты отсутствуют. Источниками же загрязнения подземного водного бассейна кадмием, аммонием и другими вышеуказанными компонентами вероятнее всего являются селитебная территория, транспортная сеть и сельскохозяйственное использование рассматриваемого района.
Заключение
Интерпретируя результаты, полученные при комплексном изучении состава подземных вод ликвидированной шахты «Ёиповецкая», а также при оценке экологической безопасности подземного водного бассейна рассматриваемой территории, можно сделать следующие выводы:
• В процессе ликвидации шахты в нарушенном горном массиве сформировались подземные (шахтные) воды, значительно отличающиеся от природных вод по ионному типу и химическому составу-
• В выработанном пространстве шахты образуются главным образом сульфатно-гидрокарбонатные натрие-во-магниевые- гидрокарбонатно-суль-фатные кальциево-магниевые и гидро-карбонатно-сульфатные кальциево-натриево-магниевые воды для которых характерно превышение предельно-допустимых концентраций по минерализации (1,8−2,4 ПДК), (2,65−3,40
ПДК), железу (19,1−43,3 ПДК), марганцу (3,6−3,7 ПДК), пермангонатной (1,44−1,76 ПДК) и бихроматной окисляемости (1,07−2,13 ПДК) и фенолам (1,8−8,9 ПДК) —
• В природных водах трещинного водоносного комплекса меловых отложений зон экзогенной трещинова-тости (дезинтеграции) и трещинно-жильного водоносного комплекса зон тектонических нарушений и интрузивных контактов с меловыми отложениями рассматриваемого района отмечались превышения предельно-допустимых концентраций по таким показателям, как железо (до 7,6 ПДК), фенолы (до 16 ПДК) и нефтепродукты (до 7,4 ПДК). В единичных пробах фиксировались повышенные концентрации аммония (1,48 ПДК), кадмия (3 ПДК), окисляемости бихроматной (1,44 ПДК) и пермангонатной (1,92 ПДК) —
• По всем пробам, характеризующим горизонты неогеновых и четвертичных отложений, наблюдалось превышение предельно-допустимых концентраций по железу (6,6−58,7 ПДК), марганцу (до 1,54 ПДК), фенолам (до 7,4 ПДК), нефтепродуктам (до 1,24 ПДК) и кадмию (30 ПДК) —
• Все природные воды равновесны с каолинитом, иллитом, Ыа-, Мд- и Са-монтмориллонитом. Наблюдается закономерное изменение насыщенности рассматриваемых подземных вод кремнием и калием в направлении потока вод-
• Эволюция состава природных и техногенных вод от пресных к соленым хорошо проявлена при изучении степени насыщенности их карбонатами, химическое равновесие с которыми контролируется временем нахождения воды в горных породах-
• По степени роста величины солености происходит повышение содержаний таких ионов как Са2+, Ыа2+, НС03, Мд2+, Б042-, причем в рассматриваемых водах Б042- превалирует над С1-, а содержание НС03- до-
2-
минирует над Б04 -, но лишь до солености 1,28 г/дм3, а затем в водах
2-
начинает преобладать Б042- - геохимический маркер шахтных вод рассматриваемого района-
• В водах трещинного водоносного комплекса меловых отложений зон экзогенной трещиноватости (дезинтеграции) и трещинно-жильного водоносного комплекса зон тектонических нарушений и интрузивных контактов с меловыми отложениями, а также горизонтов неогеновых и четвертичных отложений повышенных концентра-
1. Агапов А. Е. Итоги работы Государственного учреждения «ГУРШ» по реализации программы ликвидации особо убыггочнык шахт и разрезов // Уголь, 2007. № 3. С. 3−7.
2. СанПиН 2.1.4. 1074−01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». — М.: Федеральный центр Госсанэпидемнадзора Минздрава России, 2001. 90 с.
3. Отраслевой стандарт «Воды подземные. Классификация по химическому составу и температуре». — М.: ВСЕГИНГЕО, 1986. 12 с.
4. AquaChem v. 5.1 Users Manual. Water Quality Analysis, Plotting and Modeling. Waterloo Hydrigeologic, Inc. Canada, 2006. 365 p.
ций маркирующего показателя шахтных вод — Б042-, не установлено. Это свидетельствует о том, что за пределами горного отвода влияния шахтных вод на подземный водный бассейн не наблюдается. Источниками загрязнения подземного водного бассейна, вероятно, являются селитебная территория, транспортная сеть и сельскохозяйственное использование рассматриваемого района.
• Излива шахтных вод на земную поверхность не наблюдается и, учитывая установившийся гидрогеологический режим, его и не следует ожидать. Однако, не исключается ухудшение гидрохимической обстановки в случае формирования очагов локальной разгрузки шахтных вод в русла рек Липовецкой и Краснопольской.
— СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
5. Гидрогеология СССР. Том XXV. Приморский край. — М.: Недра, 1974. 520 с.
6. Угольная база России. Том V. Книга 2. Угольные бассейны и месторождения Дальнего Востока России (Республика Саха, Северо-Восток, о. Сахалин, п-ов Камчатка). — М.: ЗАО «Геоинформмарк», 1999. 638 с.
7. Геологическая эволюция и самоорганизация системы вода-порода: в 5 томах. Т. 1: Система вода-порода в земной коре: взаимодействие, кинетика, равновесие, моделирование / В. А. Алексеев [и др. ]- отв. редактор тома С.Л. Шварцев- ОИГГМ СО РАН [и др.]. — Н.: Изд-во СО РАН, 2005. 244 с.
8. Шварцев С. Л. Взаимодействие воды с алюмосиликатными горными породами. Обзор // Геология и геофизика, 1991. № 12. С. 16−50. НЗШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Тарасенко Ирина Андреевна — кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, tarasenko_irina@mai1. ru,
Дальневосточный геологический институт Дальневосточного отделения
Зиньков Александр Васильевич — профессор, заведующий кафедрой, zinkov_a@mai1. ru,
Дальневосточный государственный технический университет.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой