Оцінка гідрогеологічних та інженерно геологічних умов стійлі

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Федеральне агентство з освіти
Московський державний гірничий університет
Кафедра геології
Курсова робота
з гідрогеології та інженерної геології
по темі «Оцінка гідрогеологічних та інженерно-геологічних умов Стойленська родовища»
Виконав: ст. гр. ТО-3-08
Романов В. В.
Перевірив: д.т.н. проф. Гальперін А.М.
к.т.н. Щокіна М. В.
Москва, 2009 р.

Зміст:
1. Введення
2. Характеристика Стойленська залізорудного родовища
3. Графічна частина:
План поверхні ділянки родовища, гідроізогіпс безнапірного водоносного горизонту і гіпсометрії покрівлі водоупора.
План поверхні ділянки родовища, гідроізопьез напірного водоносного горизонту і гіпсометрії грунту верхнього водоупора. Гідрогеологічний розріз по лінії II-II
Зведена інженерно-геологічна і гідрогеологічна колонка
4. Розрахункова частина
4.1 Визначення гідрогеологічних параметрів
4.2 Визначення швидкісний висоти
4.3 Рух підземних вод
4.3.1 Рух підземних вод у напірному пласті. Визначення витрати підземного потоку в напірному пласті.
4.3.2 Рух підземних вод у безнапірному пласті. Визначення витрати підземного потоку в безнапірному пласті
4.4 Рух підземних вод до штучних дренами
4.4.1 Рух напірних вод до досконалої вертикальної дрен. Визначення величини припливу води до дрен
4.4.2 Рух безнапірних вод до досконалої вертикальної дрен. Визначення величини припливу води до дрен
4.5 Визначення інженерно-геологічних умов родовища
4.5.1 Визначення показників стану гірських порід
4.5.2 Шорсткий склад гірських порід. Обробка результатів комбінування гранулометричного аналізу піщано-глинистих порід
5. Висновок
6. Список літератури
1. Введення
Теоретичною основою при виконанні курсової роботи є знання, при вивченні циклу геологічних дисциплін - «Основи геології», «Родовища корисних копалин», «Гідрогеологія та інженерна геологія».
Отримані в результаті аналізу наявних даних гідрогеологічної розвідки і розрахунків показники дозволяють оцінити характер і режими водоносних горизонтів і прийняти дієві заходи по дренуванню гірських виробок. Уміння побудувати, читати і аналізувати гідрогеологічні плани, розрізи та іншу документацію є невід'ємною частиною підготовки гірничих інженерів. Виконане завдання є вихідним матеріалом для написання геологічної частини дипломних проектів і проектування дренажних робіт.

2. Характеристика Стойленська родовища
Загальні відомості про район родовища
Територія займає частину Середньоросійської височини і в морфологічному відношенні представляє невисоке плато, порізане ярами та балками. Найбільш великі ріки - Сейм, Оскіл, характеризуються рівнинним режимом з високим весняною повінню і низькою літньою меженью, середня величина модуля стоку становить 4 л / с з 1 км 2.
Клімат території помірно-континентальний з тривалим літом і холодною зимою. Середньодобові температури повітря нижче 0 о С встановлюються в кінці листопада - початку грудня; середньодобова температура найхолоднішого місяця (січня) -8,4 о С; абсолютна мінімальна температура -41 о С, найбільша глибина промерзання грунту 180см; сніготанення починається в травні. Середньомісячна температура самого жаркого місяця (червня) +41 о С. За кількістю опадів, що випали територія відноситься до помірно-вологого зоні. У році 130-170 днів з опадами. Середня багаторічна сума річних залишків 400 - 600 мм ; Максимум опадів припадає на літні місяці - в липні при зливах випадає 100 мм опадів і більше. Однак внаслідок зливового характеру та високого випаровування грунту (до 75% загальної суми опадів) дощові води майже не поповнюють запаси підземних вод.
Значна інфільтрація відбувається восени при тривалих дощів і навесні при сніготаненні. Взимку переважають вітри південно-західного напрямку, навесні - східного і південно-східного напрямків, влітку - західного і північно-західного.
Швидкість вітру на території змінюється від 2-2,8 м / с влітку і до 4-6 м / с взимку.
Родовище приурочене до споконвічних Воронезького докембрійського кристалічного масиву асиметричного будови. Північний схил досить пологий, південний - крутий. Рельєф докембрійського масиву відрізняється великою складністю. Скиди, що виникли в процесі утворення Дніпровсько-Донецької западини, обумовлюють наявність в ній системи уступів, а денудація і вивітрювання призвели до утворення великої густий мережі глибоких западин (стародавня ерозійна мережа). Кристалічний масив складний сланцями, гнейсами, кварцитами, вапняками протерозойського віку, відрізняється високим ступенем метаморфізму. У результаті тектонічних рухів породи протерозойського комплексу зібрані в складну систему складок. Верхня зона цих порід під впливом процесів сильно змінена, внаслідок окислення залізистих кварцитів утворилися мартитові, мартитові-магнетитові і мартитом-железнослюдковие кварцити. До корі вивітрювання залізистих кварцитів приурочені поклади багатих залізних руд.
Кристалічні породи перекриті комплексом палеозойських і кайнозойських осадових порід, переважно морського походження. Наявність порівняно потужних пластів витриманих по площі водонепроникних порід зумовлює загальні потоки підземних вод на території КМА, яка є областю поширення Дніпровсько-Донецького (північно-східне крило) і Московського (південне крило) артезіанських басейнів.
Геологічна будова родовища
Стойленська родовище залізних руд і залізистих кварцитів розташоване в центральній частині північно-східній смуги КМА. В геологічній будові родовищі беруть участь сильно дислоковані метаморфічні породи докембрію, в яких виділяються залізорудна свита Курської серії протерозою. Їх трансгресивної перекривають осадові породи палеозойського, мезозойського і кайнозойського віку потужністю від 50 до 200 м . Осадові породи зверху вниз представлені суглинками, пісками, пісковиками, рудними і безрудних брекчії.
Кора вивітрювання залізистих кварцитів, що має потужність від 5 до 80 м , Представлена ​​багатими рудами, перехідними з глибиною в окислені і полуокісленние залізисті кварцити.
Літолого-стратиграфічне підрозділ і характерні особливості в геологічному розрізі родовища відображені в стратиграфічної колонці (табл. 1).
Родовище приурочене до південно-східної частини Тім-Ястребовской синкліналі. Породи зім'яті в складні, глибокі і вузькі синклінальні і антиклінальні складки, переважно північно-західного простягання з крутим (60 про -90 о), нерідко перекинутого падінням крил. У північній частині родовища розвинені інтрузії діоритів і габро-діоритів, у південно-східній частині - інтрузії конгломератів.
Широкий розвиток мають міжпластові і січні дайки, а також жили ультраосновних порід - діорит-порфіритів і гранітів потужністю від 10 см до 20 см . Залізорудна свита складена залізистими кварцитами і сланцями. Потужність її змінюється від 400 м на північному сході до 800 м на південно-заході. У складі її виділяють дві підсвіти кварцитів і дві підсвіти сланців. Інтенсивна складчастість докембрійських утворень зумовила круте, нерідко майже вертикальне залягання рудних пластів. Площа поклади залізистих кварцитів по покрівлі становить 4,1 км 2, детальну розвідку виконана до глибини 460 м (Відмітка - 250 м ), Окремими свердловинами до 700 м . Кордон рудних тіл з осадової товщею різка, нерівна.
Характеристика корисної копалини
Кордон між багатими рудами і кварцитами найчастіше чітка. За ступенем окислення та технологічними властивостями залізисті кварцити поділяють на неокислені Fe раст / Fe маг> 0,6, полуокісленние Fe раст / Fe маг = 0,6-0,3, окислені Fe раст / Fe маг <0,3. Неокіленние кварцити складають 93,7% запасів родовища.
Поклад неокислених кварцитів має складну будову, характеризується частим перешарування різних мінералогічних різновидів залізистих кварцитів і наявністю прошарків сланців, на ряді ділянок вона перетинається великою кількістю ДАЕК діорит-порфіритів. Потужність пластів і пачок окремих типів кварцитів від 1-2 до 10 - 20 м , Зрідка досягає 50 м ; Потужність ДАЕК змінюється від 10 до 20 м . Полуокісленние кварцити (0,7% запасів) утворюють підзону неповного окислення залізистих кварцитів. На родовищі виділяють вісім роз'єднаних лінзоподібних покладів полуокісленних кварцитів площею від 16 до 550 тис. м 2 і загальною площею 1,5 км 2, потужність їх досягає 27,2 м , В середньому становить 4,5 м . Грунт і покрівля покладів нерівні, з уступами і западинами. Рудоносності полуокісленних кварцитів на всіх ділянках майже однакова.
Окислені кварцити представляють собою підзону повного окислення залізистих кварцитів, яка суцільний покривної покладом перекриває окислені і полуокісленние кварцити. Потужність їх коливається від 0,2 до 56 м . На частку окислених кварцитів доводиться 5,6% запасів. Основні породообразующие мінерали залізистих кварцитів - кварц, магнетит, рудна слюда; в різних покладах присутні магнезіально-залізисті алюмосилікати. Залежно від мінерального складу та кількісного співвідношення мінералів, залізисті кварцити поділяються на 4 типи: магнетитові (47,5% загальних запасів), силікатно-магнетитові (37,2%), железнослюдково-магнетитові (14,6%), а також слаборудние кварцити (0,7%).
Кварцит родовища тонкозернисті, розміри зерен у середньому рівні 0,05 - 0,08 мм , Розміри агрегатів магнетиту 0,1 - 0,5 мм . У залежності від мінералогічного складу материнських порід на родовищі виділяються наступні різновиди багатих руд: магнетитових-мартитові - 50%, лімонітом-мартитові і лімонітовий - 25% і железнослюдково-мартитові - 10% загальних запасів. Головні рудообразующих мінерали - мартит, магнетит, лімоніт, залізна слюда і кварц; другорядні - сидерит, кальцит, хлорит, пірит. Вміст заліза в рудах коливається від 25 до 68%. За морфологію та особливості поклади залізистих кварцитів у межах родовищ виділяються західний, центральний, північно-східний і південно-східний ділянки.
Західна частина покладів характеризується відносно простим будовою і рівномірної рудоносності; зміст Fe заг коливається в блоках від 32,25 до 36,92%; Fe пов'язаного з магнетитом - від 28,54 до 29,77%.
Центральна частина поклади має складну внутрішню будову порівняно з іншими частинами і характеризується найменшою рудоносності, що обумовлено великою кількістю ДАЕК діорит-порфіритів, наявністю зон дроблення і підвищеною кількістю сланців в рудної зоні. При середньому об'ємному кількості даек в контурі, рівному 3,3%, у центральній частині кількість їх становить 6,3-12,7% загального обсягу. Зміст Fe заг в блоках коливається від 32,7 до 34,06%, пов'язаного з магнетитом від 26,36 до 28,3%. На ділянці замикання центральної антикліналі, на кордоні зі сланцями, спостерігається збіднення залізистих кварцитів - вміст Fe раст знижується до 22-25%, пов'язаного з магнетитом до 16,2-18,2%.
Північно-східна частина покладів характеризується складною будовою і відносно високою рудоносності. Зміст Fe заг становить 34,52-36,10%, пов'язаного з магнетитом - 27,6-29,38%. Найбільш високий вміст Fe заг (38,27-39,39%) і пов'язаного з магнетитом (33,10-33,77%) спостерігається в північно-східній частині родовища. Південно-східна частина покладів характеризується відносно простим будовою. Але в межах її розвинене найбільшу кількість ДАЕК діорит-порфіритів.
Загальна рудоносності за будовою структури південно-східній частині витримана. Зміст Fe заг в блоках становить від 33,4 до 34,84%, а пов'язаного з магнетитом від 27,3 до 28,55%. Тут так само, як і в центрально частини поклади, спостерігається збіднення залізистих кварцитів.
Гідрогеологічні умови родовища
Гідрогеологічні умови родовища обумовлені геоморфологічними та структурними особливостями його розташування на вододільному плато, розчленованим глибоко врізана яружної мережею, і обмеженням з півночі, півдня і сходу долинами річок Осколька, Чуфічкі, Оскола, а також двоярусним будовою масиву.
На родовищі має суцільне поширення сеноман-Альбського каньйон - туронського і рудно-кристалічний водоносні горизонти (табл.2). У цілому для них характерна гідравлічна взаємність і зв'язок з поверхневими водами, невитриманість потужності і складу вміщуючих порід, однорідність складу і незначна мінералізація вод, спільність джерел живлення і дренування.
Приурочені до сеноман-Альбського товщі, водоносний горизонт характеризується безнапірним або слабо напірним режимом. Витрати горизонту компенсуються інфільтрують частиною дощових і талих вод у місцях виходу тріщинуватих крейдяних порід на поверхню. Юрські і неокомських піщано-глинисті відклади внаслідок їх часткового розмиву є лише відносним водоупором.
Рудно-кристалічний напірний горизонт приурочений до вивітреної зоні докембрійського комплексу порід. Водообільность горизонту визначається характером тріщинуватості порід. Харчування здійснюється за рахунок вищого водоносного горизонту на ділянках вивітрювання або в місцях малої потужності юрських і неокомських піщано-глинистих відкладів. Середнє значення коефіцієнта фільтрації для вивітрювання кварцитів 2-2,5 м на добу, невивітрілі 0,02-0,07 м / добу. У зв'язку зі складними гідрогеологічними умовами розробка родовища провадиться при попередньому осушенні, здійснюваному комбінованим способом - глибинним водовідливом.

Таблиця 2

Водоносний горизонт
Режим
Переважна
Потужність, м
Абсолютна відмітка
статичного рівня,
м
Якісна характеристика водоносного горизонту
Коефіцієнт фільтрації, м / добу
Водовіддача,%
харчування
розвантаження
I
Мергельно-
крейдяний подгорізонт
-
15-20
-
-
-
2,5
1-5
II
Піщаний подгорізонт
-
28-35
137-142
-
-
12-25
25-40
III
Піщано-крейдяний горизонт
-
40-50
137-142
Інфільт-раціонні
Долина р.Осколец
10-20
15-34
IV
Рудно-кристалічний горизонт
70-80
20-40
137-142
За рахунок перетікання з верхніх водоносних горизонтів
Рух потоку в бік Дніпровсько-Донецької западини
0,1-0,5
0,5-2
Інженерно-геологічні умови
Геологічний розріз родовища характеризується багатоярусним будовою; інженерно-геологічні яруси складають два структурні поверхи - верхній і нижній.
Верхній поверх представлений породами осадового комплексу. Лесовидні суглинки за фізико-механічними властивостями близькі до аналогічних порід Михайлівського родовища. Найбільш слабкими є алювіальні глини. Мергельно-крейдяні породи представлені тріщинуватих крейдою, перехідним на окремих дільницях у тріщинуватий мергель. Міцність цих порід визначається тріщинуватістю масиву. Висихання крейдяний у приповерхневих зонах і процеси вивітрювання призводять до їх осипання. Під впливом динамічних навантажень відбуваються тектонічні зміни. Сеноман-Альбського піски представлені середньо-і дрібнозернистими різницями, слабо зцементований окислами заліза. Піски мають гарну водоотдачей, коефіцієнт неоднорідності К н = 3-5, на ділянці височування відзначається опливаніе, в зцементованих різницях - фільтраційний винос вздовж тріщин.
Неокомських і юрські глинисті піски і піщані гідрослюдисті глини досить однорідні за механічними властивостями. Невеликим набуханням володіють юрські глини при нормальних навантаженнях до 2 кг / см 2 (0,2 МПа) (в піщаних глинах неокома близько 0,5 кг / см 2 (0,05 МПа)). Відчутне разупрочнение порід (зчеплення падає до 50% вихідного) відзначається в місцях віддалених від поверхні оголення на 4 - 5 м ; Зі збільшенням глибини міцність порід не зменшується. Девонські відклади мають обмежене поширення і складаються з нерудних брекчий, пісковиків, строкато-кольорових щільних глин, характеризуються відносно високим показником міцності. Нижній поверх представлений скельними і напівскельних різницями, при цьому найменш міцними є межрудние сланці, породи ДАЕК і пухких руд. На ділянках поширення пухких різновидів руд в ході розробки відзначаються осипи; обводненість порід рудної товщі не впливає на їх стійкість.

4. Розрахункова частина
4.1 Визначення гідрогеологічних параметрів
I. Розрахунок для безнапірного водоносного горизонту
1. Гідравлічний градієнт - це втрата напору на одиницю довжини шляху фільтрації:
H 1 - H 2 177-176
i = = = 0.002
l 540
2. Наведена швидкість фільтрації - швидкість, яка приймається з умов проникності мінерального кістяка породи-визначається за формулою Дарсі:
v = i * k ф = 0,002 * 5 = 0,01 м / добу,
де k ф = 5 м / добу - коефіцієнт фільтрації (для БВГ).
3. Дійсна (фактична) швидкість фільтрації води в породах з урахуванням їх фізичного стану (тріщина, пори тощо)
V 0.01
U = = = 0.5м/сут,
μ 0.02
де μ - ефективна пористість породи, чисельно рівна величині водовіддачі.
4. Глибина залягання дзеркала води визначається різницею абсолютних відміток поверхні землі і дзеркала води, узятих для однієї і тієї ж точки.

т.1 187-177 = 10м
т.2 188-176 = 12м
5. Потужність водоносного горизонту визначається різницею абсолютної відмітки дзеркала води та покрівлі водоупора, на якому сформувався водоносний горизонт.
т.1 177-154 = 23м
т.2 176-153,5 = 22,5 м
II. Розрахункова частина для напірного водоносного горизонту
1. Визначаємо гідравлічний градієнт
H 1 - H 2 173-172
i = = = 0,003
l 350
2. Наведена швидкість фільтрації
v = i k = 0,003 * 12 = 0,036 м / добу,
де k = 12 м / добу - коефіцієнт фільтрації для НБГ
3. Дійсна (фактична) швидкість фільтрації води.
V 0.036
U = = = 3,6 м / добу,
μ 0.01
де μ - ефективна пористість породи, чисельно рівна величині водовіддачі.
4. Глибина залягання ПУНВГ (усталеного п'єзометричного рівня) дорівнює різниці відміток поверхні землі і відміток ПУНВГ.
т.1 188-173 = 15м
т.2 187-172 = 15м
5. Потужність НВГ дорівнює потужності вміщають його тріщинуватих вапняків перхуровского віку і становить 15м
6. Визначаємо напірного НВГ, яка дорівнює різниці оцінок ПУНВГ і покрівлі водоносного шару (грунту верхнього водоупора)
т.1 173-147,5 = 25,5 м
т.2 172-151,5 = 20,5 м.
4.2 Визначення швидкісний висоти
Вода в стані спокою при відсутності зовнішніх сил і на вільній поверхні має гідростатичним тиском.
P = * h * g = 1 * 8 * 9,8 = 78,4 т / м 2 = 0,78 кПа,
де - щільність води,
h = 8м - висота стовпа метра,
g = 9,8 м-с 2 - прискорення вільного падіння.
На поверхні води, пов'язаної з атмосферою, атмосферний тиск Р = 100КПа = 0,1 МПа.
Енергетичним показником води, яка знаходиться в порах гірських порід, є гідростатичний напір Н р, що представляє сукупність п'єзометричного h p   і геометричної z   висот. Для безнапірного водоносного горизонту в центральній свердловині стосовно до обраної Т. А.
H Г = h p + z = 8 +20 = 28м.
Вода при русі володіє і кінетичної енергією, частка якої оцінюється величиною швидкісного напору (або швидкісний заввишки) h v.
u 2 3,6 2 (3.6/86400) 2
h v = = = = 8.85. 10 -6 м,
2 g 19,6 19,6
де u - Дійсна швидкість руху води, розмірність якої при розрахунках переводиться в м / с.
Тоді H Г = h p + z + h v = 28 +8,85. 10 -6 м,
де h - висота стовпа води у виробленні з проникними стінками або дном, що вимірюється від дна вироблення, z - це геометрична висота від дна виробки до горизонтальної площини порівняння напорів.
Т. до швидкісна висота занадто мала і прагнути до нуля, то нею можна знехтувати.
4.3 Рух підземних вод
4.3.1 Рух підземних вод у напірному пласті
Розрахуємо приплив води НВГ в підземну вироблення шириною В = 100м, що знаходиться між свердловинами і і викриває водоносний пласт тріщинуватих вапняків на всю його потужність т.
Визначаємо витрату потоку з урахуванням дійсної швидкості руху вод
mBk ф (H 1 - H 2)
Q = = m. B. U = 6 * 100 * 3,6 = 2160 м 3 / доб.
l .                                   

Витрата потоку на його ширині, що дорівнює одиниці, називається одиничним витратою і позначається q. Для нашої вироблення визначаємо q на 1 погонний метр:
mk ф (H 1 - H 2) B
q = = m          u = 6 * 3,6 = 21,6 м 3 / доб.
l .                    100
Одиничний витрата дозволяє оперативно визначити приплив води у виробку під час проходки та вчасно вводити в дію відкачують обладнання. Наприклад. Якщо за зміну пройдено 6 м штреку, то додаткову витрату складе
Q = q 6 = 21,6. 6 = 129,6 м 3 / доб.
Рівняння депресійної кривої
x 175
Н = Н 1 - (H 1 - H 2) = 172 - (172-171) = 171,5 м;
l 350
x 180
Н = Н 1 - (H 1 - H 2) = 173 - (173-172) = 172,5 м;
l 360
x 260
Н = Н 1 - (H 1 - H 2) = 174 - (174-173) = 173,5 м.
l 520
Таким чином, депрессионная крива підземних вод для даного прикладу є прямою лінією, що свідчить про сталому режимі руху підземних вод.

4.3.2 Рух підземних вод у безнапірному пласті
Визначаємо приплив води в траншею довжиною 100 м , Пройдену перпендикулярно напрямку фільтрації між свердловинами і до щільних глин московського віку.
Витрата потоку при його ширині У дорівнює з урахуванням фактичної (дійсної) швидкості руху води в БВГ
Bk ф (H 1 2 - H 2 2) 100. 5 (176 2 -175 2)
Q = qB = = = 8775 м 3 / доб.
2 l .                      2. 350. 0.02
Рівняння для одиничного витрати потоку через відомий напір H 1 і невідомий напір Н в перетині на відстані х від початку координат:
k ф (H 1 2 - H 2 2) 5 (176 2 -175 2)
q = = = 87,75 м 3 / доб.
2 l . 2. 350. 0.02
Рівняння депресійної кривої
x 175
Н = H 1 2 - (H 1 2 - H 2 2) = 176 2 - (176 2 -175 2) ​​= 175,5 м;
l 350
x 270
Н = H 1 2 - (H 1 2 - H 2 2) = 177 2 - (177 2 -176 2) = 176,5 м;
l 540
x 160
Н = H 1 2 - (H 1 2 - H 2 2) = 179 2 - (179 2 -178 2) = 178,5 м.
l 320
Переймаючись будь-якими значеннями х в межах х <l і отримуючи відповідні їм значення Н, можна по точках побудувати депресійних криву між свердловинами. Ця крива є параболою.
4.4 Рух підземних вод до штучних дренами
Гірничі виробки, з яких виробляється відкачка води, є штучними дренами водоносного пласта. Вони поділяються на горизонтальні (канави, траншеї, галереї, штреки і т.п.) і вертикальні (свердловини, стовбури, колодязі, шурфи і т.п.). як вертикальні, так і горизонтальні гірські вироблення за ступенем розкриття водоносного шару діляться на здійснені (розкривають пласт на всю потужність і по всій його потужності мають водопроникні стінки) і недосконалі (розкривають тільки частину пласта або мають водопроникні стінки не по всій потужності).
Лінія перетину депресійної лійки, утворюється навколо вироблення, з якої виробляється відкачка води, з вертикальною площиною, що проходить через вісь вироблення, називається депресійної кривої, яка має максимальний нахил у стіни вироблення, а в міру віддалення від неї поступово виполажівается і практично збігається з лінією первісного напору Н. Відстань від осі колодязя до точки сполучення депресійної кривої з лінією первісного напору називається радіусом впливу вироблення R.
Знижений в результаті тривалої відкачування рівень води у вертикальній виробці (наприклад, свердловині), відповідний напору h o в ній, називається динамічним рівнем, на відміну від статичного рівня, який відповідає первісному напору Н в пласті. Величина S, на яку знижується рівень води в свердловині, називається зниженням. Отже, зниження S = H - h. Рівень води в дренажній свердловині нижче рівня води h за стінкою її на величину h = h - h o, званої гідравлічним стрибком або висотою височування.

4.4.1 Рух напірних вод до досконалої вертикальної дрен
Дані для виконання розрахунків:
k ф = 12 м / добу - коефіцієнт фільтрації;
m = 6 м - потужність водоносного шару;
S - пониження
r = 1 м - радіус вироблення;
 

R = 1,73 at - радіус впливу дрени, м,
k ф H
a = - коефіцієнт уровнепроводності, м 2 / добу;

t = 1год = 365суток, час для якого визначається радіус впливу.
Припустимо, що ми 365 діб виробляємо відкачку води з т.1. приймаємо водозниження до середини пласта тріщинуватих вапняків московського горизонту - відмітка 150м. Отже, водозниження складе S = H -150 = 173,5-150 = 23,5 м.
Радіус вироблення r = 1 м;
Коефіцієнт уровнепроводності з урахуванням фактичної швидкості
k ф. i . H 12. 0,003. 173,5
руху води, a = = = 624,6 м 2 / добу;
 0,01
Час, для якого визначається радіус впливу t = 365 діб.
Визначаємо радіус впливу дрени:


R = 1,73 at = 1,73 624,6. 365 = 826 м.
Витрата Q потоку підземних вод до вироблення через це перетин
2,73 k ф m S 2,73. 12. 6. 23,5 4619,16
Q = = = = 1593 м 3 / доб.
lgR - lgr lg826 - lg один 2,9
Рівняння депресійної кривої має вигляд:
Q
y = H - 0,366 (lgR - lgx).
k ф m
Для побудови кривої прийняти:
х 1 = 0,1 R = 0,1. 826 = 82,6 м;
x 2 = 0,15 R = 0,15. 826 = 123,9 м;
х 3 = 0,2 R = 0,2. 826 = 165,2 м;
x 4 = 0,3 R = 0,3. 826 = 247,8 м;
x 5 = 0,5 R = 0,5. 826 = 413м;
x 6 = 0,8 R = 0,8. 826 = 660,8 м.
Тоді:
1593
y 1 = 173,5 - 0,366 (lg826 - lg82, 6) = 165,4;
6. 12
1593
y 2 = 173,5 - 0,366 (lg826 - lg123, 9) = 166,9;
6. 12
1593
у 3 = 173,5 - 0,366 (lg826 - lg165, 2) = 167,9 м;
6. 12

1593
y 4 = 173,5 - 0,366 (lg826 - lg247, 8) = 169,3 м;
6. 12
1593
y 5 = 173,5 - 0,366 (lg826 - lg413) = 171,1 м;
6. 12
1593
y 6 = 173,5 - 0,366 (lg826 - lg660, 8) = 172,9 м.
6. 12
4.4.2 Рух безнапірних вод до досконалої вертикальної дрен
Дані для виконання розрахунків:
k ф = 5 м / добу - коефіцієнт фільтрації;
m = 6 м - потужність водоносного шару;
S - пониження
r = 1 м - радіус вироблення;
R = 1,5 at - радіус впливу дрени, м,
k ф H
a = - коефіцієнт уровнепроводності, м 2 / добу;

t = 1год = 365суток, час для якого визначається радіус впливу.
Припустимо, що ми 365 діб виробляємо відкачку води з т.1. приймаємо водозниження до середини пласта тріщинуватих вапняків московського горизонту - відмітка 170м. Отже, водозниження складе S = H 1 -166 = 176,5-166 = 10,5 м.
Радіус вироблення r = 1 м;
Коефіцієнт уровнепроводності з урахуванням фактичної швидкості

k ф. i . H 5. 0,002. 176,5
руху води, a = = = 88,25 м 2 / добу;
 0,02
Час, для якого визначається радіус впливу t = 365 діб.
Визначаємо радіус впливу дрени:


R = 1,5 at = 1,5 88,25. 365 = 269,2 м.
Витрата Q потоку підземних вод до вироблення через це перетин
1,37 k ф (2H-S) S 1,37. 5 (2. 176,5 -10,5) 10,5
Q = = = 10264.3 м 2 на добу.
lgR - lgr               lg 269.2 - lg 1
Рівняння депресійної кривої має вигляд:


(Lgx - lgr)
y = h 2 + S (2H-S)
(LgR - lgr)
Для побудови кривої прийняти:
х 1 = 0,1 R = 0,1. 269,2 = 26,92 м;
x 2 = 0,15 R = 0,15. 269, 2 = 40,38 м;
х 3 = 0,2 R = 0,2. 269,2 = 53,84 м;
x 4 = 0,3 R = 0,3. 269,2 = 80,76 м;
x 5 = 0,5 R = 0,5. 269,2 = 134,6 м;
x 6 = 0,8 R = 0,8. 269,2 = 215,36 м.

Тоді:


lgx - lgr lg26, 92 - lg1
y 1 = h 2 + S (2H - S) = 166 2 +10,5 (2. 176,5 -10,5)
lgR - lgr lg269, 2 - lg 1
                                  1,43  
= 27556 ​​+3596,25 = 172,3
                                 2,41


lgx - lgr lg40, 38 - lg1
y 2 = h 2 + S (2H - S) = 166 2 +10,5 (2. 176,5 - 10,5) = lgR - lgr lg269, 2 - lg 1
 

                                   1,6
= 27556 ​​+3596,25 = 173,04
2,41


lgx - lgr lg53, 84 - lg1
y 3 = h 2 + S (2H - S) = 166 2 +10,5 (2. 176,5 -10,5)
lgR - lgr lg26 9, 2 - lg 1
 

                                   1, 73
   = 2 7556 +3 596,25 = 17 3,5
                                   2, 41


lgx - lgr lg80, 76 - lg1
y 4 = h 2 + S (2H - S) = 166 2 +10,5 (2. 17 6,5-10,5)
lgR - lgr lg269, 2 - lg 1
 

                                     1,9
= 27556 ​​+3596,25 = 174,3
2,41


lgx - lgr lg134, 6 - lg1
y 5 = h 2 + S (2H - S) = 166 2 +10,5 (2. 176,5-10,5)
lgR - lgr lg269, 2 - lg 1
 

                                     2,12
= 27556 ​​+3596,25 = 175,2
2,41


lgx - lgr lg215, 36 - lg1
y 6 = h 2 + S (2H - S) = 166 2 +10,5 (2. 17 6,5-10,5)
lgR - lgr                                               lg 269,2 - lg 1
 

                                      2,23
= 27556 ​​+ 3596,25 = 176,1.
2,42
 
4.5 Визначення інженерно-геологічних умов родовища
4.5.1 Визначення показників стану гірської породи
Зразок породи V 0 = 64 см 3 і масою q 0 = 127,5 г після висушування при температурі 105 о С займає об'єм V з = 47 см 3 і важить q з = 113,2 р.
1. Щільність - маса одиниці об'єму гірської породи природного складання і вологості, чисельно рівна відносини маси породи до її об'єму:
          q 0 127,5
= = = 1,9 г / см 3.
V 0 64
2. Щільність сухої породи - маса одиниці об'єму твердої частини породи природного складання, чисельно рівна відношенню маси мінерального кістяка до її об'єму:
          q з 113,2
з = = = 1,8 г / см 3.
V 0 64

3. Щільність мінеральних частинок - маса мінерального кістяка породи в одиниці його об'єму, чисельно рівна відношенню маси мінеральних частинок до їх об'єму:
     q з 113,2
= = = 2,4 г / см 3.
V c                   47
4. Пористість - це відношення об'єму пор до всього обсягу гірської породи.
         V 0 - V c             64 - 47 - g з 2,4 - 1,8
n = = = 0,26 або n = = = 0,26 (26%)
   V 0 64 2,4
5. Коефіцієнт пористості - це відношення об'єму пор у гірській породі до обсягу її твердої частини.
   
      
         V 0 - V c               64 - 47 n 0,26
e = = = 0,36 або e = = = 0,36
            V c    47 1 - n 1 - 0,26
6. Вагова вологість W - Це відношення маси води q в, ​​примусового пори породи, до маси сухої породи q з:
q в q 0 -   q c             127,5 - 113,2
W = = = = 0,12 частки одиниць або 12%
q c                    q c                          113,2
7. Об'ємна вологість W про - Відношення об'єму води V в цієї породи:
          q в q o    -   q c            127,5 - 113,2
W о =: V o = = = 0,216 частки одиниць або 21,6%
в у V o                     1    . 64

         W   . g з 0,12   . 1,8
W о = = = 0,216 частки одиниць або 21,6%.
в 1
8. Коефіцієнт водонасичення - відношення об'єму води V в в гірській породі до обсягу пір V n:
q 0 -   q c q 0 -   q c 127,5 - 113,2
G =: (V 0 - V c) = = = 0,84
             в у (V 0 - V c) 1 (64 -47)
         W 0,12. 2,4
G = = = 0,84
в e 1. 0,36
Висновок: за величиною G = 0: 10 виділяють породи: маловологі (0: 0,5); вологі (0,5: 0,8); водонасичені (> 0,8), отже розглянута порода є водонаси.
4.5.2 Шорсткий склад гірських порід
Стан і властивості гірських порід знаходяться в залежності від ступеня заповнення обсягу гірських порід мінеральною речовиною, структура мінерального кістяка й парового простору, фізичної природи зв'язку між мінеральними частинками, фазового стану породи. Це факторіальних характеристики. На підставі цього всі породи, незалежно від їх походження, можна розділити на 3 основні групи: тверді; зв'язкові (глинисті); роздільно-зернисті.
Стан і властивості зв'язкових і роздільно-зернистих гірських порід визначає гранулярний (зерновий) склад, тобто ваговий вміст в породі часток різної крупності у відсотках від загальної маси породи в абсолютно сухому стані.
Розміри частинок - від декількох метрів (великі брили в великоуламкових породах) до тисячних і мільйонних часток міліметрів (колоїдні і глинисті частки) в глинистих породах.
Шорсткий склад визначає такі показники, як вологість, пористість, пластичність, опір зрушенню, стисливість, водопроникність, набухання і т. п. Для визначення гранулярного складу проводять гранулометричний аналіз, який буває прямий (безпосереднє зміна діаметра частинок) і непрямий (через швидкість осадження частинок у воді чи повітрі).
Розберемо комбінований метод, заснований на комбінації ситового методу (прямого) і методу піпетки (непрямого).
Ситової - визначення гранулярного складу роздільно-зернистих і піщано-глинистих порід. Набір з 9 сит з розмірами отворів: 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм . Процентний вміст фракції становить
q 1. 100
Ф 1 =, де q 1 - маса фракцій, q - маса зразка.
q
Метод піпетки - оцінка гранулярного складу піщано-глинистих порід через швидкість осадження частинок в приготовленої суспензії. Відбір проб суспензії через певний інтервал часу піпеткою з різної глибини з подальшим висушуванням і зважуванням.
Основний спосіб зображення гранулярного складу піщано-глинистих порід - крива в напівлогарифмічному масштабі.
Породи діляться за розмірами частинок: валуни (камені) - більш 200мм, галька (щебінь) - 10-20мм; гравій (дресву) - 2-10мм; піски - 0,05-2мм; пил - 0,005-0,05 мм; глини - <0,005 мм.
Кількісний показник гранулярной кривої - коефіцієнт неоднорідності К н = d 60 / d 10, де d 60 і d 10 - контролюючий і ефективний діаметри, що визначаються за кривою грансостава. Для однорідних порід К н 1, рівномірним розподілом фракцій - К н = 25 - 100 (пісок вважається однорідним при К н <3.
Класифікація глинистих порід за грансостава
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Назва порід Процентний вміст частинок d <0,005 мм
Піщаних частинок (d = 0,05-2,0) більше, ніж пилуватих (d = 0,005-0,05)
1 Глина важка> 60%
2 Глина від 30 до 60%
3. Суглинок:
Важкий від 20 до 30%
Середній від 10 до 20%
Легкий від 6 до 10%
4. Супісок:
Важка від 3 до 6%
Легка <3%
Пилуватих частинок (d = 0,005-0,05) більше, ніж піщаних (d = 0,05-2,0)
5 пилуватий глина> 30%
6 Пилуватих суглинок від 30 до 10
7 пилуватий супісок від 10 до 3
Для роздільно зернистих порід
- Пісок крупнозернистий - маса всіх частинок більше 0,5 мм становить більше 50%
- Пісок дрібнозернистий - маса всіх частинок більше 0,1 мм складає 75% і більше

- Пісок пилуватий - маса всіх частинок більше 0,1 мм складає менше 75%
Підпис: Назва порід Процентний вміст частинок d <0,005 мм Піщаних частинок (d = 0,05-2,0) більше, ніж пилуватих (d = 0,005-0,05) 1 Глина важка> 60% 2 Глина від 30 до 60% 3. Суглинок: Важкий від 20 до 30% Середній від 10 до 20% Легкий від 6 до 10% 4. Супісок: Важка від 3 до 6% Легка <3% пилуватих частинок (d = 0,005-0,05) більше, ніж піщаних (d = 0,05-2,0) 5 пилуватий глина> 30% 6 Пилуватих суглинок від 30 до 10 липня пилуватий супісок від 10 до 3 Для роздільно зернистих порід - Пісок крупнозернистий - маса всіх частинок більше 0,5 мм складає більше 50% - Пісок дрібнозернистий - маса всіх частинок більше 0,1 мм складає 75% і більше - Пісок пилуватий - маса всіх частинок більше 0,1 мм складає менше 75%

Вихідні дані:
q 1 - маса зразка (г); W г - гігроскопічна вологість; q в.с. - маса водорозчинних солей; V c - Обсяг суспензії; V п - об'єм піпетки.
q 1 = 17,25 г; W г = 1,10%; q в.с. = 0,41 г; У = 10 = Ф 2,0-0,5
V c = 1000 см 3; V п = 25 см 3; А 0,5-0,25 = 0,52 г; А 0,25-0,1 = 0,74 г;
А <0,05 = 0,29 г; А <0,01 = 0,25 г; А <0,005 = 0,21 г; А <0,001 = 0,16 м.
Необхідно:
- Розрахувати процентний вміст фракцій 0,5-0,25; 0,25-0,1; 0,1-0,05; 0,05-0,01; 0,01-0,005; 0,005-0,001; < 0,001 мм ;
- Побудувати сумарну криву гранулярного складу;
- Визначити процентний вміст глинистих, пилуватих і піщаних частинок;
- Встановити найменування породи.
1. Вводимо поправку у величину маси повітряно-сухого зразка на утримання гігроскопічної вологості:
100 . Q 100   . 17,45
q 1 г = = = 17,06 р.
100 + W 100 +1,10
2. Водимо поправку у величину маси повітряно-сухого зразка на вміст водорозчинних солей:
q 0 = Q 1 г - q в.с. = 17,25-0,41 = 16,84 р.
3. Визначаємо у зразку зміст фракцій, виділених ситовим методом:
а) Ф 2-0,5 = В = 10%;
А (100-В) 0,52 (100-10)
б) Ф 0,5-0,25 = = = 2,77%
q 0 16,84
в) А (100-В ') 0,74 (100-12,77)
Ф 0,25-0,1 = = = 3,93%
q 0 16,84
В '= В + Ф 0,5-0,25 = 10 +2,77 = 12,77%
4. Визначаємо сукупне вміст у зразку фракцій, виділених піпетковим способом:
А V c (100-В ") 0,29. 1000 (100-16,7)
а) Ф <0.05 = = = 57,38%
q 0 V п 16,84. 25
У "= В '+ Ф 0,25-0,1 = 12,77 +3,93 = 16,7%
А V c (100-В ") 0,25. 1000 (100-16,7)
б) Ф <0.01 = = = 57,38%
q 0 V п 16,84. 25
А V c (100-В ") 0,21. 1000 (100-16,7)
в) Ф <0.005 = = = 41,55%
q 0 V п 16,84. 25
А V c (100-В ") 0,16. 1000 (100-16,7)
г) Ф <0.001 = = = 31,65%
q 0 V п 16,84. 25
5. Визначаємо інтервальне зміст фракцій, виділених піпетковим способом:
а) Ф 0,1-0,05 = 100 - В "- Ф <0.05 = 100 - 16,7 - 57,38 = 25,92%
б) Ф 0,05-0,01 = Ф <0.05 -   Ф <0.01 = 57,38 - 49,46 = 7,92%
в) Ф 0,01-0,005 = Ф <0.01 -   Ф <0.005 = 49,46 - 41,55 = 7,91%
г) Ф 0,005-0,001 = Ф <0.005 -   Ф <0.001 = 41,55 - 31,65 = 9,9%
6.  Ф = В + Ф 0,5-0,25 + Ф 0,25-0,1 + Ф 0,1-0,5 + Ф 0,05-0,01 + Ф 0,01-0,005 + Ф 0,005-0,001 + + Ф <0.001 = 10 + 2,77 + 3,93 + 25,92 + 7,92 + 7,91 + 9,9 + 31,65 = 100%
7. Результати розрахунків:
Вміст часток
в інтервальному вигляді в сукупному вигляді
d, мм Ф,% d, мм Ф,%
2,0 - 0,5 10 <2,0 100
0,5 - 0,25 2,77 <0,5 90
0,25 - 0,1 3,93 <0,25 87,23
0,1 - 0,05 25,92 <0,1 83,3
0,05 - 0,01 7,92 <0,05 57,38
0,01 - 0,005 7,91 <0,01 49,46
0,005 - 0,001 9,9 <0,005 41,55
<0,001 31,65 <0,001 31,65


8. Необхідно за даними таблиці побудувати криву гранулярного складу. Так як по осі абсцис дані відкладаються в напівлогарифмічному масштабі, то необхідно вибрати масштаб, що дозволяє розмістити графік на аркуші формату А4. Кратними значеннями для десяткового логарифма будуть наступні розміри частинок: 0,0001 - 0,001 - 0,01 - 0,1 - 1,0 - 10,0 мм . При розмірах аркуша 30 см найбільш доцільно вибрати масштаб 5 см , Тоді 5 діапазонів помножити на 5 см одно 25 см . Початок координат 0,0001 мм через 5 см - 0,001, ще через 5 - 0,01 і т. д. Так як lg 1,0 = 0, то всі значення менше 1,0 будуть відраховуватися вліво від цієї величини, а більше - вправо. Наприклад, щоб знайти положення осі абсцис значення діаметра 0,5 мм , Необхідно:
- Визначити lg 0,5 = -0,301
- Масштаб побудови 5 см , Тому: - 0,3 х 5 см = - 1,5 см
- Відкладаємо 1,5 см вліво від значення 1,0 мм (Lg 1,0 = 0). Останні значення визначаються аналогічно.
9. По кривій гранулярного складу визначаємо коефіцієнт неоднорідності:
d 60 0,0075
К н = = = 25,
d 10 0,00025
якщо К н = 1, то порода однорідна по складу, К н = 25-1000 порода з рівномірним розподілом, отже у нашому випадку порода з рівномірним розподілом фракцій.
10. Визначаємо за процентним вмістом часток d < 0,005 мм назва породи по класифікації.
Процентний вміст глинистих часток - 58,31%, пилуватих частинок - 13,33%, піщаних частинок - 17,9%
Т. до піщаних частинок більше пилуватих, а глинистих частинок d < 0,005 мм в досліджуваній породі одно 58,31%, отже, наша порода - глина.

Список використовуваної літератури:
1. Геологічний словник. - М.: Недра, 1978, Т.1; Т.2.
2. родовищ корисних копалин. / / За ред. Єрмолова В. А. - М.: МДГУ, 2001, 570с.
3. Гальперін А. М., Зайцев В. С., Норватов Ю. А. Інженерна геологія і гідрогеологія. - М.: 1989, 383с.
4. Гірнича справа. Термінологічний словник. / / Л. І. Барон, Г. П. Демінюк, Г. Д. Лідін и др. - М.: Недра, 1981Ю 479с.
5. Довідник з інженерної геології. / / За ред. М. В. Чурінінокова. - М.: Надра, 1981,325 с.
6. Гірська енциклопедія в 5-ти томах. - М.: Радянська енциклопедія, 1986.
7. Умовні позначення для гірничої графічної документації. - М.: Недра, 1981, 304с.
8. Геологія родовищ вугілля і горючих сланців СРСР. Енциклопедія. - М.: Надра, 1973.
9. Геологія, гідрогеологія і залізні руди басейну Курської магнітної аномалії. У трьох томах. - М.: Недра, 1969
10. Короткий курс родовищ корисних копалин. / Под ред. Вахромєєва С. А. - М.: Вища школа, 1967
11. Гальперін А. М., Зайцев В. С., Кириченко Ю. В. Практикум з інженерної геології. - М.: МДГУ, 2001, 101с
12. Курс рудних родовищ / / Под ред. В. І. Смирнова. - М.: Недра, 1986
13. Леоненко І. М., Русіновіч І. А., Чайкін С. І. Геологія, гідрогеологія та залізні руди басейну Курської магнітної аномалії. Т. З. Залізні руди. - М.: «Надра», 1969, 319с.

Висновок
Отримані в результаті аналізу наявних даних гідрогеологічної розвідки і розрахунків показники дозволяють оцінити характер і режими водоносних горизонтів і прийняти дієві заходи по дренуванню гірських виробок. У ході виконання курсової я навчилася будувати, читати й аналізувати гідрогеологічні плани, розрізи та іншу документацію. Навчилася визначати гідрогеологічні параметри, швидкісну висоту; визначати витрата підземного потоку в напірному та безнапірному пластах. А так само визначати величини припливу до дренами, визначати інженерно-геологічні умови родовищ, показники стану гірських порід; навчилася обробляти результати комбінування гранулометричного аналізу піщано-глинистих порід.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Геологія, гідрологія та геодезія | Курсова
135.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Оцінка гідрогеологічних та інженерно-геологічних умов Стойленська родовища
Оцінка інженерно-геологічних умов Алтаї-Саянського регіону
Оцінка інженерно геологічних умов Алтаї Саянського регіону
Вивчення та оцінка інженерно-геологічних умов з метою обгрунтування гідровузла
Аналіз інженерно-геологічних умов будівельного майданчика
Проект інженерно-геологічних вишукувань для забудови другої черги МКР Каштак
Оцінка стійкості інженерно-технічного комплексу до вибуху
Прогнозування наслідків руйнування хімічно небезпечного об`єкта Оцінка стійкості інженерно
Прогнозування наслідків руйнування хімічно небезпечного об`єкта Оцінка стійкості інженерно 2
© Усі права захищені
написати до нас