Особенности проведения гидрогеологических и инженерно-геологических работ на разных стадиях разведки и освоения инфильтрационных (гидрогенных) месторождений урана

В пособии приведены основные поняли, термины гидрогеологических и инженерно-геологических работ при освоении инфильтрационных (гидрогенных) месторождений урана Изложена методика гидрогеологических работ, выполняемых на стадии подготовки эксплуатационных блоков н непосредственно эксплуатации месторождений урана.

Предназначено для студентов и магистрантов, обучающихся по направлению 020700 «Геология», профиль «Геология месторождении радиоактивного сырья», а также для крута читателей, занимающихся изучением месторождений урана.

Особенностью изучения гидрогеологических условии гидрогенных месторождений урана применительно к эксплуатации их методом ПСВ, является несколько опережающее проведение комплекса гидрогеологических исследований относительно разведки собственно урановых руд.Такое опережение наиболее важно на месторождениях со сложным литолого-фациальным разрезом и затрудненной фильтрацией вод. то есть на месторождениях, возможность и экономичность отработки которых способом ПСВ. определяется, прежде всего, гидрогеологическими факторами при подчиненной роли параметров оруденения.Одним из важнейших условий, определяющих пригодность месторождений для подземного выщелачивания, является благоприятная гидрогеологическая обстановка, поэтому гидрогеологические и инженерно-геологические исследования - необходимая часть комплекса работ при разведке гидрогенных месторождений урана для разработки методом ПСВ.Конечной целью этих исследований является характеристика гидрогеологических и инженерно-геологических условий месторождений с полнотой, достаточной для выяснения возможности добычи урана методом ПСВ. установления гидрогеологических и инженерно-геологических особенностей ведения эксплуатационных работ, обоснования исходных данных к составлению проекта промышленной разработки и т. д.Благоприятное или неблагоприятное сочетание гидрогеологических и инженерно-геологических факторов определяет экономику процесса ПСВ. а в некоторых случаях, и саму техническую возможность применения этого способа.Водопроницаемость руд и пород занимает ведущее место в ряду гидрогеологических факторов, влияющих на эффективность подземного выщелачивания. Отработка месторождений возможна только в том случае, когда продуктивный горизонт сложен водопроницаемыми породами и обводнен. Важным фактором является соотношение фильтрационных свойств рудных н вмещающих пород. Благоприятной является ситуация, когда рудные породы имеют большую проницаемость, чем вмещающие.При наличии на месторождении нескольких водоносных горизонтов желательна их надежная изоляция, так как отсутствие таковой может затруднить отработку месторождения способом подземного выщелачивания.Главными задачами гидрогеологических исследовании являются:•    установление возможности и условии фильтрации растворов по рудовмещающим породам:•    определение основных гидрогеологических параметров;•    изучение внутреннего строения рудовмещающего горизонта:•    обоснование дебетов технологических скважин;•    прогноз изменения гидрогеологических условии в процессе эксплуатации;•    оценка возможного взаимного влияния разработки месторождений и водозаборов подземных вод.В результате этих работ должны быть изучены:•    лнтологический состав и мощность водовмещающих пород;•    глубины залегания водоносных горизонтов и уровней подземных вод. характер развития подземных вод (напорный, безнапорный), положение месторождений в гидрогеологической структуре, направление движения и скорость естественного потока подземных вод, подстилающий и перекрывающий водоупоры. емкостные и фильтрационные свойства пород рудовмещающего горизонта, проницаемость рудных и безрудных пород, наличие смежных водоносных горизонтов и их гидрогеологические характеристики, влияние на динамик)' подземных вод основных тектонических нарушений, химический состав и агрессивность подземных вод. При наличии водозаборов подземных вод необходимо изучение условий их возможной взаимосвязи с месторождениями при разработке методом ПСВ.Главными задачами инженерно-геологических исследований являются;•    обоснование инженерно-геологических типов пород в разрезе месторождений, в первую очередь, рудовмешающих горизонтов;•    определение условий бурения и оборудования технологических скважин, строительства поверхностных сооружений.При этом должны быть изучены:•    грансостав:•    водно-физические и фильтрационные свойства пород, слагающих разрез месторождений (наиболее детально изучаются рудовме-щающие отложения):•    категория пород по буримости. степень устойчивости пород при бурении и оборудовании скважин, наличие в разрезе месторождений интервалов, осложняющих сооружение скважин (с поглощением промывочной жидкости, с пучащими или плывунными породами);•    температурный режим в интервалах залегания оруденения и в разрезе всего месторождения:•    строение поверхности месторождения.Способами изучения гидрогеологических условий месторождении служат буровые, геофизические, опытно-фильтрационные. лабораторные работы и стационарные наблюдения. Инженерно-геологические условия изучаются посредством буровых, геофизических и лабораторных работ.Положение месторождения в гидрогеологической структуре относительно областей питания н разгрузки подземных вод. направление движения и скорость подземных вод определяются по результатам сбора и анализа всех имеющихся гидрогеологических материалов по району месторождения, в том числе и по материалам сторонних организаций, а также, при необходимости, по дополнительным скважинам, сооружаемым в нескольких километрах по обе стороны от рудных зон.Литологический состав, мощность н глубина залегания водоносных и водоупорных пород, их выдержанность в плане н разрезе определяются по скважинам. Глубина уровня и напор подземных вод на кровлю водоносных горизонтов определяются по результатам откачек.Емкостные и фильтрационные свойства пород рудовмещающих горизонтов определяют после выполнения комплекса опытно-фильтрационных, геофизических и лабораторных работ.Характеристика перекрывающих и подстилающих водоупоров. условия и степень взаимосвязи рудовмещающего и смежных безрудных водоносных горизонтов изучаются по скважинам и результатам опытно-фильтрационных работ на скважинах, пробуренных на рудовмещающий и смежные водоносные горизонты. По скважинам на смежные водоносные горизонты определяются также и их гидрогеологические параметры.Химический состав подземных вод для оценки их качества и агрессивности определяется в лаборатории. Гранулометрический состав, водно-физические и фильтрационные свойства пород определяют в лаборатории по керновым пробам и монолитам. Фильтрационные свойства также оценивают по геофизическим исследованиям в скважинах.Температурный режим рудовмещающих горизонтов определяют при термокаротаже скважин.Методическим особенностям проведения гидрогеологических и инженерно-геологических работ на разных стадиях изучения и отраотки гидрогенных урановых месторождений н посвящается настоящее пособие.Автор благодарен сотрудникам компании НАК «Казатомпром». ОАО «Волковгеология»: |Забазнову В.Л.1 Бармасову В.А.. Матунову А.И.. Нестерову Г .Л.. Морозко В.Б.. Бегуну А.Д. и многим другим за оказанную поддержку в подготовке настоящих методических рекомендаций, предоставленные исследовательские материалы, а также за содействие в издании совместной работы: «Инструкции по подземном)' скважинному выщелачиванию урана», основные положения которой и легли в основу настоящего пособия.Отдельно слова благодарности Бухарской Т.Ю. за оказанную помощь в оформлении настоящей работы.