Оценка современного состояния инженерно-геологических условий Тасеевского золоторудного месторождения

Краткие сообщения

УДК 624.131.1

О.А. Худорба, Е.А. Гребнев

ОЦЕНКА СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ТАСЕЕВСКОГО ЗОЛОТОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Тасеевское золоторудное месторождение расположено в Балейском районе Читинской области. Карьер находится в 1 км на юго-восток от города Балей.

Месторождение разрабатывалось с 1948 по 1994 гг. До 1982 г. разработка велась подземным способом, а в период 19841994 гг. - открытым способом, опытным карьером вовлечены в повторную отработку верхние горизонты Первой рудной зоны. С 1994 г. опытный карьер и все подземные горные выработки находятся в обводненном состоянии. Борта карьера с поверхности до уровня воды сложены выветрелыми конгломератами и гравелитами.

В связи с расширением и повторной отработкой месторождения возникла необходимость оценки изменения инженерно-геологических условий после затопления карьера.

Основные факторы, оказывающие влияние на инженерно-геологические условия района Тасеевского месторождения, это: геолого-структурные, геоморфологические, гидрогеологические, геодинамические условия и физико-механические свойства горных пород.

В геологическом строении месторождения принимают участие осадочные породы нижнебалейской свиты 13-К1Ы1, представленные конгломератами, песчаниками, алевролитами, аргиллитами и элювиальными образованиями, перекрытыми с поверхности четвертичными рыхлыми образованиями аллювиально-пролювиального, эолового и техногенного происхождения.

Техногенные отложения представлены тремя генетическими типами: продуктами гидравлической переработки аллювиальных отложений надпойменных террас р.

Унды, продуктами дражной переработки пойменных отложений, породными отвалами вскрышных работ Балейского карьера и шахт Тасеевского месторождения.

В геоморфологическом отношении месторождение приурочено к Балейскому грабену, расположенному в пределах Ун-дино-Даинской депрессии.

Тасеевский карьер находится в пределах I левобережной надпойменной террасы реки Унда, в 500-600 м от русла. Долина реки имеет хорошо выработанный корытообразный профиль, русло и береговые части неоднократно подвергались переработке дражным способом.

Интенсивное освоение территории Балейского рудного района привело к существенному изменению природной обстановки. Под воздействием горнодобывающей и хозяйственно-бытовой деятельности на площади района сформировался техногенный рельеф. В настоящее время поверхность долины между существующим карьером и рекой изменена отвалами вскрыши горных пород, хорошо промытыми гравийно-галечными дражными отвалами, которые вытянуты валами сложной конфигурации. Характерно чередование валов с понижениями и дражными разрезами, заполненными водой, что создает своеобразный техногенный ландшафт. Естественный рельеф в юго-восточной части карьера осложнен зонами обрушения и проседания поверхности шахтных полей.

К юго-западной части карьера примыкает дамба хвостохранилища ЗИФ-2 высотой 40 м. Между карьером и дамбой оставлена зона охранного целика нетронутого массива горных пород шириной от 30 до 100 м.

Тело дамбы со стороны карьера прослеживается в виде двух-трех уступов, высотой от 15 до 25 м, сложено насыпными грунтами, представленными отвалами вскрышных работ, продуктами переработки обогатительной фабрики. Углы наклонов уступов дамбы 30-40о. Юго-восточная часть хвостохранилища примыкает к коренному склону, северо-западная часть высотой до 25 м упирается в отвалы горных пород высотой до 20-25 м, которые в свою очередь образуют своеобразную упорную призму. Чаша хвостохранилища практически полностью заполнена продуктами переработки обогатительной фабрики.

В гидрогеологическом отношении в пределах месторождения выделяются два водоносных комплекса: рыхлых четвертичных отложений и зоны трещиноватости осадочных пород балейской свиты. Комплекс рыхлых отложений распространен повсеместно, мощность его достигает 30 м, в среднем составляя 15 м. Водоносные породы представлены песчаными, гравийными и галечниковыми образованиями с глинистым заполнителем.

Питание подземных вод происходит за счет поступления воды со стороны русла реки Унда и за счет атмосферных осадков. Превышение уровня воды в реке над зеркалом воды в карьере составляет 30 м.

В уступах северо-западного борта карьера отмечаются выходы подземных вод на дневную поверхность в виде наледей. В период отработки месторождения открытым способом их перехват осуществлялся водосборными канавами, пройденными на уступах карьера.

В районе Тасеевского месторождения широко развиты выветривание горных пород, гравитационные, мерзлотные, эрозионные и техногенные процессы. Выветривание наиболее интенсивно проявляется в приповерхностной зоне месторождения, предопределяя развитие других геологических процессов, в том числе формирование осыпей, мерзлотных явлений.

Резкие колебания температуры воздуха в приповерхностной зоне вызывают

неравномерное объемное и линейное расширение и сжатие минеральных компонентов, приводящих к разрушению горных пород. Этому способствует и замерзание влаги, проникающей в их поры и трещины. Интенсивность физического выветривания определяется цветом породы, ее минеральным составом, структурными и текстурными особенностями, коэффициентами линейного и объемного расширения породообразующих минералов и другими факторами. Крупнозернистые разности пород в большей степени подвержены разрушению, чем мелкозернистые с относительно однородной структурой. Мерзлотные геологические процессы проявляются в районе месторождения наледными явлениями и морозным пучением грунтов.

Образование наледей в районе месторождения связано с перемерзанием водотоков. Форма наледных тел зависит от геоморфологии участков. Чаще всего это небольшие по площади и мощности покровы или потоки. Формирование наледей обычно начинается с ноября и продолжается до апреля. Наледи фиксируются преимущественно в северо-западной части существующего карьера. Объем наледей от 1 м3 до первых десятков кубических метров.

Морозное пучение грунтов в районе месторождения проявляется в виде заваливания столбов линий электропередач по отношению к горизонту, деформациями фундаментов и стен заброшенных зданий и сооружений, которые выражаются в виде открытых трещин.

Гравитационные процессы проявляются в районе существующего карьера в виде оползня, который наблюдается на юго-восточном склоне. Предполагаемой причиной образования оползневого массива могли послужить воронки, образованные вследствие отработки месторождения подземным способом, о чем свидетельствует воронкообразное понижение в районе бровки отрыва оползневого тела от массива горных пород. Оползень, асимметричный в плане, затрагивает три уступа карьера, подошва оползня не выявлена ввиду

того, что находится ниже уровня воды. В настоящее время оползень находится в стабилизированном состоянии.

Техногенные процессы, связанные с инженерной деятельностью человека, представлены на месторождении провалами горных пород в зоне влияния горных выработок. Такие провалы зафиксированы в юго-восточной части месторождения. Их образование связано с отработкой месторождения подземным способом. Провалы имеют форму эллипсов, длинные оси которых направлены на северо-восток. Протяженность самого большого провала до 250 м, ширина до 70 м. Глубина провалов до 50 м. Большие воронки провалов осложнены провалами меньших размеров. По краям воронок наблюдаются трещины отрыва, борта воронок осложнены ступен-чатообразными формами, по ним развиваются промоины и овраги. Перечисленные факторы свидетельствуют о том, что борта воронок склонны к обрушению и формированию оползневых и эрозионных процессов. Днища воронок поросли кустарниковой и древесной растительностью.

В пределах Тасеевского месторождения выделяются следующие разновидности скальных горных пород:

- алевролиты размягчаемые и малопрочные размягчаемые;

- песчаники размягчаемые, низкой прочности размягчаемые, пониженной прочности размягчаемые, песчаники малопрочные размягчаемые, средней прочности размягчаемые, средней прочности нераз-мягчаемые;

- конгломераты размягчаемые, малопрочные размягчаемые, средней прочности неразмягчаемые.

Анализ результатов лабораторных работ показал, что изменений физических свойств скальных пород с глубиной не наблюдается, но при этом прочность горных пород в сухом состоянии увеличивается (рис. 1). В водонасыщенном состоянии происходит потеря связующих свойств цемента, размокание и снижение прочности горных пород.

Изучение трещиноватости горных

пород имеет важнейшее значение в комплексе инженерно-геологических изысканий. Трещиноватость влияет почти на все инженерно-геологические характеристики горных пород и поэтому является одним из основных факторов, определяющих условия устойчивости, прочности, водопроницаемости и их сжимаемости. Изучение трещиноватости горных пород позволило выделить по морфологии две системы трещин:

- трещины напластования или первичной отдельности;

- тектонические трещины.

Зависимость предела прочности скальных горных пород от глубины по скважине 13М-1

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Глубина,м

Рис. 1. Зависимость предела прочности скальных горных пород от глубины

(по скважинам ЯЫ-1 и ЯМ-3).

В заключение необходимо отметить основные факторы, которые повлияют на дальнейшую отработку месторождения открытым способом:

- при дальнейшей отработке месторождения существенным фактором, осложняющим эксплуатацию, будут водопритоки в карьер. Питание этих вод будет происходить по зонам тектонических нарушений, особенно в местах их пересечений, а также за счет привлекаемых ресурсов со стороны р. Унда. По-

ступление трещинных вод конгломератов ожидается как с бортов, так и со дна карьера;

- на устойчивость юго-западного борта проектируемого карьера окажет влияние хвостохранилище ЗИФ-2, создавая дополнительную вертикальную нагрузку на борт карьера;

- при водонасыщении литифициро-ванных осадочных горных пород происходит потеря связующих свойств цемента, что приводит к размоканию и снижению прочности;

- оползневые процессы могут сформироваться в срединной части юго-

восточного борта карьера, в месте его контакта с провальными воронками, а также возможна активизация оползневых процессов при его осушении.

В связи с этим целесообразна организация мониторинга за изменением геологической среды в результате разработки месторождения. С целью расчета устойчивости бортов и уступов карьера необходимо проведение серии дополнительных лабораторных и натурных экспериментов и расчетов с разработкой инструктивных материалов по расчету устойчивости.

Иркутский государственный технический университет

УДК 550.347

Е.В. Шарова, В.В. Травников, В.В. Мордвинова, А.В. Треусов

ТЕЛЕСЕЙСМИЧЕСКАЯ ТОМОГРАФИЯ ПО ДАННЫМ ПРОФИЛЯ МОБАЬ-2003

На территории Азии до сих пор недостаточно наблюдений по телесейсмической томографии. Представление об ее глубинном строении остается весьма приблизительным, а основанные на нем геодинамические модели несовершенны.

Применение рассматриваемого метода может повысить достоверность метал-логенических построений, т. к. рудные районы и металлогенические пояса имеют глубинные «корни».

Метод телесейсмической томографии [1], использующий в качестве исходных данных невязки времен пробега объемных волн далеких землетрясений к точке приема, выявляет отклонения от стандартной сейсмической модели Земли в районе регистрации. Не требуя для получения томографических образов никакой дополнительной информации, этот метод является, таким образом, наиболее объективным из существующих методов структурной сейсмологии. Теория метода и вычислительный аппарат инверсии невязок к настоящему времени хорошо разработаны.

Однако широкому распространению метода, по-видимому, еще долгое время будут препятствовать отсутствие необходимых сетей наблюдения и трудоемкость обработки сейсмических записей.

Наиболее однозначные томографические образы получены по наблюдениям российско-американского телесейсмического эксперимента 1992 г. на юге Байкальской рифтовой зоны и в Монголии [2]. В данной работе нами выполнен томографический анализ по цифровым записям Р-волн нового международного профиля М0БЛЬ-2003, состоящего из 18 временных сейсмических станций, проводивших наблюдения в течение 6 месяцев 2003 г. [3]. Профиль (рис. 1) протянулся на 1000 км от южной окраины Сибирской платформы до Гоби-Алтая с пересечением Тункинского рифтового бассейна, хребтов Хамар-Дабана, Джидинской складчатой зоны, Хангайского поднятия, Баянхонгор-ской зоны, Байдрагского массива и Озерной зоны, что позволило провести исследования скоростной структуры под этими