Встатье авторы предлагают строить 5 скважин в зоне фильтрации гидрогеологических скважин на левом берегу реки Туяшсай, являющейся одним из источников водопроявлений месторождения Тюбегатанской калийной соли, и которая угрожает добычным панелям, обеспечив сбор подземных вод через разлом № 7 Они разрабатывают специальную конструкцию скважин для сбора и сброса подземных вод через эти гидрогеологические скважины и представляют этот метод в качестве частичного решения давнишних проблем.
Ключевые слова: эрлифт, ВЭЗ-вертикальное электрическое зондирование, профиль, водонасышенность.
In the article, the author suggests constructing 5 wells in the filtration zone of hydrogeological wells on the left bank of the Tuyashsai River, which is one of the sources of water manifestations of the Tyubegatan potash salt deposit and which threatens production panels by collecting underground water through fault No. 7. He develops a special design of wells for collecting and discharge of groundwater through these hydrogeological wells and considers this method as a partial solution to long-standing problems.
Keywords: airlift, VES-vertical electric sounding, profile, water saturation.
Для обнаружения зон развития карста в период 2018–2019 гг. был применен метод электротомографии, как наиболее эффективного метода, обеспечивающего высокую детальность исследований. В 2020 году вдоль левого борта р.Туяшсай были проведены геофизические исследования методом ВЭЗ (вертикальное электрическое зондирование) по 3 профилям и поперек склона левого борта сая — по 4 параллельным профилям. Всего было выполнено 245 ф.т. ВЭЗ.
В результате установлено, что изучаемый геологический разрез слагают четвертичные, меловые и юрские отложения.
Четвертичные отложения имеют мощность от 1 м до 30 м, сложены пролювиально-делювиальными отложениями.
Меловые отложения имеют мощность 15–50 м, представлены в основном переслаиванием алевролитов и песчаников, причем в приконтактовой зоне, в кровле юрских отложений выявлены водонасыщенные песчаники. Особенно это отмечается на нижних (I, II) профилях (рис.1).
По данным рядом расположенных скважин, дебит рассолов составляет 0,005–0,009 м/сек, а минерализация — 69,9–322,9 г/л.
На разрезах выявлены два предполагаемых тектонических нарушения, которые хорошо коррелируются по всем четырем профилям. Первый разлом проходит почти в середине профилей, второй — расположен ближе к юго-западным окончаниям профилей. Оба разлома совпали с естественными погружениями рельефа поверхности и приурочены к временным саям и ориентированы перпендикулярно кразлому № 7.
Ниже залегают юрские отложения, представленные солями. Абсолютные отметки кровли солей изменяются в пределах 870–920 м. На самом низком (по склону) профиле II абсолютные отметки кровли 870–910 м, на самом высоком профиле IV абсолютные отметки 920–980 м. Глубина залегания соляных отложений от дневной поверхности — 25–55 м.
Рис.1. Схема расположения электротомографических профилей и предполагаемого штрека для улавливания дренированных подземных вод
По данным пробуренных скважин № 2РЭ на глубине 50 м, в скважине № 4РЭ на глубине 47,6 м, в скважине № 7РЭ на глубине 50 м начинаются соляные отложения. Результаты прокачек и откачек в этих скважинах показали ориентировочно, что на этом горизонте имеется подземный поток, сильно загрязненной воды, возможно смывающий по пути породы четвертичных отложений. Но из-за большой скорости потока, улавливание воды эрлифтом оказалось малоэффективным и наблюдались перебои водо-воздушной смеси.
Исходя из вышеперечисленных причин, основываясь на результатах измерений прокачки воды методом эрлифта, предлагается пробурить в районе скважины № 7РЭ следующую разведочно-эксплуатационную скважину № 8РЭ, но другой конструкции, указанной на рис. 2. При положительном результате эту скважину можно называть гидротехнической скважиной и использовать ее в качестве улавливателяпотоков зарязненных подземных вод:
- Глубина скважины 70 метров, диаметр бурения 244,5 мм.
- Контакт четвертичных отложений с солью ориентировочно на 50,0 метре.
- Глубина водосборника (кармана или отстойника) 20,0 метров, обсадка проводится трубами диаметром 159 мм, без фильтрующих отверстий с заглушенным концом труб. Затрубное пространство зацементировано на всю глубину 20,0 метров во избежание вибрации при работе компрессора с давлением около 10 бар. Карман объемом около 300 литров служит для сбора загрязненной воды. Сверху коллектора устанавливается кольцеобразный пакер из резины с наружным диаметром 240 мм, внутренним диаметром 159 мм, толщиной 70 мм. Пакер служит для перекрытия потока водо-воздушной смеси в районе нижней части зоны фильтрации.
- На глубинах с 30-го метра до устья кармана — до 50-го метра устанавливается фильтр с отверстиями с хорошим эффектом фильтрации загрязненных вод из расчета фильтрования потока мутной воды дебитом приблизительно 6–8 л/сек. За фильтром (кольцевое пространство фильтрирующих труб) на высоту 20 метров производится гравийная засыпка в порядке, установленном соответствующими инструкциями.
- Между обсадной трубой кармана и фильтра устанавливается специальный кольцеобразный металлический коллектор для приема и сбора загрязнённого потока воды в карман (сборник потоков мутной воды). Диаметр коллектора 235 мм, ширина (высота) 100–150 мм. Коллектор нижней частью соединяет оголовку обсадной трубы кармана, а верхней частью соединяет нижнюю часть фильтрующий трубы.
- От устья скважины до верхней части фильтра устанавливается обсадная труба диаметром 159 мм. Затрубное пространство цементируется в порядке, установленном соответствующими инструкциями.
- На обсадной трубе устанавливается оголовка через фланцы, а оголовка с бока должна иметь направляющий патрубок для выброса загрязнённой воды, прокачиваемой с помощью эрлифта.
- Сверху оголовка опускается рукав (или шланг полиэтиленовый) диаметром 50 мм и герметизируется в районе входа в оголовок для эффективного использования подачи загрязнённых вод на дневную поверхность.
- В районе гидротехнической скважины на расстоянии 5–6 метров устанавливается электрический винтовой компрессор с производительностью не менее 10 куб.м в минуту и давлением около 10 бар.
Конструкция гидротехнической скважины для откачки потока подземной загрязнённой воды.
Рис. 2.
Для определения эффективности предлагаемого варианта по улавливанию потоков загрязненных подземных вод методом эрлифта гидротехнической скважины на аномальной зоне месторождении Тюбегатан, в ежесменном режиме должен проводиться мониторинг за уменьшением потока воды в районе насосной станции (подземной горной выработки панели № 2), где установлен жидкостомер.
