Проект геоэкологических исследований на участке «Новобачатский-2» Краснобродского каменноугольного месторождения (Кемеровская область)

Введение

Геоэкологическое задание

1. Природные условия и геоэкологическая характеристика района работ

1.1 Физико-географические условия

1.2 Климатическая характеристика

1.3 Инженерно-геологические условия

1.4 Гидрогеологические и гидрологические условия

1.5 Геоэкологическая характеристика

2. Обзор, анализ и оценка ранее проведенных работ

3. Общая и геоэкологическая характеристика объекта работ

4. Методы и виды исследований

4.1 Обоснование необходимости постановки работ на основе анализа имеющихся материалов

4.2 Развернутое описание геоэкологических задач проектируемой стадии работ на изучаемом объекте и методы их решения

4.3 Методы и виды исследований

5. Методы подготовки лабораторных испытаний и анализа проб

5.1 Виды опробования, способы пробоотбора и подготовки проб к анализам

5.2 Обоснование видов анализа и комплекса анализируемых компонентов

6. Топографо-геодезические и камеральные работы Заключение Список использованных источников Приложение

Цель работы — применить теоретические знания, полученные в курсе «Геоэкологическое проектирование и экспертиза проектов» посредством составления проекта геоэкологических исследований для участка «Новобачатский-2» Краснобродского каменноугольного месторождения. Объекты исследований: атмосферный воздух, почвенный покров, поверхностные и подземные воды, растительность.

Задачи, которые нужно решить в процессе выполнения курсового проекта:

· грамотно составить геоэкологическое задание на выполнение работ;

· правильно выбрать стадию и масштаб геоэкологических исследований;

· выбрать и обосновать методы и виды геоэкологических исследований;

· правильно решить вопросы пробоподготовки и выбора лабораторных методов анализа;

· обосновать проведение топографо-геодезических работ;

· составить график выполнения работ;

· определить сроки и виды камеральных работ;

· обосновать применение средств вычислительной техники и программ обработки данных.

Материалом по исследуемой территории (участок «Новобачатский-2») для выполнения данной работы служат фондовые материалы экологического отдела ООО «Разреза Новобачатский».

Департамент природных ресурсов Утверждаю:

по Кемеровской области Председатель Департамента

Высоцкий С. В.

" 01 «января 2013 г.

Наименование объекта: Участок «Новобачатский-2» Краснобродского каменноугольного месторождения.

Местонахождение объекта — Кемеровская область, Беловский район.

Геоэкологическое задание

на проведение геоэкологических исследований масштаба 1:100 000 на территории участка «Новобачатский-2» Краснобродского каменноугольного месторождения

Основание выдачи геоэкологического задания: пункт лицензионного соглашения на право пользования недрами.

Целевое назначение работ: получения полной и достоверной информации о состоянии окружающей среды и ее изменениях, необходимой для предотвращения и (или) уменьшения неблагоприятных последствий таких изменений.

Пространственные границы объекта: лицензионный участок «Новобачатский-2» расположен на территории Беловского района Кемеровской области. Работы будут проводиться в зоне воздействия предприятия на компоненты природной среды (в пределах двух санитарно-защитных зон).

Основные оценочные параметры:

Атмосферный воздух:

Направление и скорость ветра, температура воздуха, атмосферное давление.

Газовый состав: сернистый ангидрид (диоксид серы), диоксид углерода, угарный газ СО, диоксид азота, оксид азота, сероводород, фенол, хлористый водород, аммиак, формальдегид, бенз (а)пирен, бензол, ксилол, толуол.

Пылеаэрозоли: пыль, сажа, элементы: Hg, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Sr, V, Bа, Mn, Li, Sn, Sb, Ag, Bi, Se, As, Si, Al, P; общее Fe.

Снеговой покров:

- твердый осадок снега: элементы: Hg, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Sr, V, Bа, Mn, Li, Sn, Sb, Ag, Bi, Se, As, Si, Al, P; общее Fe.

- снеготалая вода: элементы: Hg, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Mn; рН, Eh, сульфаты, нитриты, нитраты; полиакриламиды; общее Fe.

Почвенный покров: тяжелые металлы 1 класса опасности: Hg, Pb, Zn; тяжелые металлы 2 класса опасности: Cu, Ni, Cr, Co; тяжелые металлы 3 класса опасности: Sr, V, Mn, Bа; элементы: Li, Sn, Sb, Ag, Bi, Se, As, Si, Al, P; общее Fe; pH водный вытяжки из почв; мощность экспозиционной дозы (МЭД), радиоактивные элементы U (Ra)^, Th²³², K⁴⁰.

Поверхностные воды: расход воды, скорость течения, визуальные наблюдения, жесткость, цветность, температура, прозрачность, запах, растворенный в воде кислород, мутность, pH, Eh, хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты, общая минерализация, ХПК, БПК5, нитриты, нитраты, аммоний, нефтепродукты, полиакриламид, общее железо, Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, элементы Hg, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Sr, V, Bа, Mn, Li, Sn, Sb, Ag, Bi, Se, As, Si, Al, P; общее Fe.

Подземные воды: уровень подземных вод, температура, дебит, фильтрационно-емкостные свойства горных пород, параметры пористости, абсолютные отметки статистических уровней до начала эксплуатации, положение пьезометрической или гипсометрической поверхности подземных вод, мощность коллекторов, поверхностно-активные вещества (ПАВ), анионактивные вещества (АПАВ), привкус, запах, мутность, цветность, Eh, pH, общая минерализация (сухой остаток), общая жесткость, окисляемость, гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды, нитриты, нитраты, аммоний, общее железо, Ca²⁺, Mg²⁺; элементы: Hg, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Sr, V, Bа, Mn, Li, Sn, Sb, Ag, Bi, Se, As, Si, Al, P; общее Fe.

Растительность: элементы: Hg, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Sr, V, Bа, Mn, Li, Sn, Sb, Ag, Bi, Se, As, Si, Al, P; общее Fe.

Экзогенные процессы: выявление обвалов, проседаний, наблюдения за образованием оползней на освоенных земельных отводах, визуальная оценка устойчивости дамб искусственных гидротехнических сооружений (шламонакопителей, отстойников).

Наблюдения за данными по приросту полезных ископаемых, количеством и качеством извлекаемых из недр полезных ископаемых.

Геоэкологические задачи:

1. определение источников загрязнения компонентов природной и геологической сред;

2. изучение состояния компонентов природной и геологической сред;

3. изучение уровней загрязнения компонентов природной среды, сопоставление этого состояния с требованиями нормативов и стандартов;

4. разработка природоохранных мероприятий по снижению негативного воздействия источников загрязнения.

Основные методы исследования: атмогеохимический, литогеохимический, гидрогеохимический, гидрологический, биогеохимический, геофизический, дистанционный.

Последовательность решения:

1. Проведение литературного обзора для ознакомления с местом проведения работ и его природно-климатическими условиями; ознакомление с геоэкологическими проблемами и техногенной нагрузкой в районе месторождения.

2. Проведение рекогносцировочных работ.

3. Проведение дистанционных методов исследования.

4. Обоснование необходимости организации геоэкологических исследований на природные среды.

5. Выбор сети наблюдений и точек отбора проб.

6. Выбор методов исследования и периодичности отбора проб.

7. Отбор проб и пробоподготовка.

8. Обработка полученных данных и составление отчета.

Ожидаемые результаты: оценка состояния компонентов окружающей среды участка «Новобачатский-2» Краснобродского каменноугольного месторождения в сравнении с нормативными и фоновыми показателями, выявление источников и масштабов загрязнения и загрязняющих веществ, а также разработка мероприятий по уменьшению негативного воздействия на природные среды.

Сроки проведения работ: с 01.02.2013 по 01.02.2018.

Первый заместитель председателя департамента И. И. Иванов Согласовано:

Начальник отдела лицензирования природных ресурсов И. И. Иванов Начальник отдела мониторинга геологической среды и водных объектов И.И. Иванов

1. Природные условия и геоэкологическая характеристика района работ

1.1 Физико-географические условия

Лицензионный участок «Новобачатский-2» расположен на территории Беловского района Кемеровской области. Населенных пунктов на территории участка нет. Районный центр г. Белово находится в 8 км севернее участка. Близлежащие населенные пункты — поселок Новый городок, располагается в 1,5 км к северу, деревня Новобачаты, расположена в 1,5 км к юго-востоку от участка (рис. 1). [34]

Рисунок 1. Обзорная карта района (масштаб 1:500 000)

Район участка освоен горнодобывающими предприятиями: в 5 и 6,0 км к западу находятся соответственно шахта «Чертинская» и разрез «Бачатский»; в 8 км к северо-западу — разрез «Шестаки», в 4 км к востоку — шахта «Новая», в 10 км к югу разрез «Краснобродский», в 1 км к северу — ООО «Беловский каменный карьер». Все предприятия имеют развитую инфраструктуру.

Участок находится вне водоохранных зон рек. Река Малый Ключ (водоохранная зона 50 м) протекает в 1,0 км к северо-западу от границ участка. Однако, сброс сточных вод из очистных сооружений осуществляется самотеком по закрытому коллектору в реку Большой Ключ.

В северной части участка (правобережье реки М. Ключ) располагается водозаборная скважина № 5, эксплуатирующаяся Беловским водоканалом для хозяйственно-питьевого водоснабжения пос. Чертинский.

Земли в районе проектируемого участка используются в сельскохозяйственных целях (пашни, сенокосы) и находятся в границах фермерских хозяйств Петрасюка В. Я., Волосенкова В. А. и Черемных М. В., а также в фонде перераспределения администрации Беловского района.

В северо-западном направлении от участка (за Салаирским хребтом) располагаются коллективные сады. В настоящее время площадка строительства участка свободна от застройки.

1.2 Климатическая характеристика

Климат района резко континентальный с продолжительной холодной зимой и коротким жарким летом.

Средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца — июля составляет +25,2⁰С, средняя минимальная температура самого холодного месяца января — 22,6⁰ С.

Период с устойчивым снежным покровом имеет среднюю продолжительность 174 — 190 дней. Средняя дата образования устойчивого снежного покрова — 4 ноября, средняя дата схода снежного покрова — 31 марта.

Повторяемость направлений ветра и штилей приведена в таблицах 1, среднемесячные скорости ветра в таблице 2. 34]

Таблица 1. Повторяемость ветров В течение года преобладают ветра юго-западного направления (52%).

Таблица 2. Среднемесячная и среднегодовая скорость ветра Среднемесячное и годовое количество осадков принято на основании данных ГУ «Кемеровский областной ЦГМС» и представлены в таблице 3.

Таблица 3. Количество осадков, мм.

1.3 Инженерно-геологические условия

Геологическое строение участка. В геолого-структурном отношении участок «Новобачатский-2» расположен в Присалаирской части бассейна, непосредственно в лежачем крыле Салаирского взброса.

В результате выполнения тематическая работа «Изученность Беловского района». В лежачем крыле Салаирского взброса было выделено несколько перспективных площадей, где возможны выхода на поверхность угленосных отложений верхнебалахонской подсерии с углями коксующихся марок.

Одним из выделенных участков является — «Новобачатский-2».

Участок «Новобачатский-2» представлен узким тектоническим блоком, ограниченным по длинной стороне с юго-запада и северо-востока зонами дробленных пород, соответственно Салаирского и «Р» взбросов. Северо-западной границей участка (по простиранию угленосной толщи) является целик под железную дорогу, юго-восточной — граница охранной зоны поселка Каменка (Новобачаты).

В строении участка принимают участие осадки верхнебалахонской подсерии нижней Перми Кузбасса. Ширина угленосной толщи уменьшается с юго-востока на северо-запад от 620−540 до 272−212м (рис. 2).

Эта подсерия распространена широко в западной и юго-западной частях территории. Прилегающей к разрезу и является самой угленасыщенной частью балахонской серии. С небольшим размывом она ложится на отложения нижнебалахонской подсерии. На рассматриваемой территории она подразделяется на две свиты: кемеровскую и усятскую.

Породы сильно дислоцированы и образуют линейные складки северо-западного направления. Верхнебалахонская подсерия от нижнебалахонской отличается более однородным составом. В основании ее лежат, главным образом, песчаники и алевролиты промежуточной свиты. Песчаники мелко-среднезернистые полимиктовые, алевролиты от мелкодо крупнозернистых темно-серых, серых, редко черных. Подчиненное значение имеют аргиллиты, углистые аргиллиты и алевролиты. Общая мощность свиты изменяется от 85 до 430 м.

Рисунок 2. Схема строение участка.

В структурном отношении угленосная толща слагает от четырех до двух синклинальных и антиклинальных складок.

Литологический состав представлен песчаниками, алевролитами, аргиллитами и углями. Содержание их в разрез колеблется: песчаники — 30,84%, алевролиты — 48,9%, угли — 11,54%, аргиллиты — 0,72%. В угленосной толще участка выявлено всего 8 пластов углей рабочей мощности (0,70 м и более). Из них 6 (Внутренние IVв.п., IVн.п., IIIв.п., IIIн.п., Iв.п., Iн.п.) распространены практически на всей площади. Два пласта (II Внутренний и Нулевой) развиты только на ограниченной площади.

Кемеровская свита (P₁km) представляет наибольший интерес благодаря наличию мощного пласта угля Горелого. В большей части разреза вскрыты лишь верхи свиты с пластом угля Характерным, а основной пласт Горелый пробуренными скважинами не подсечен. Свита сложена крупными пачками серых, зеленовато-серых песчаников, алевролитов, аргиллитов. Литологический состав характеризуется преобладанием песчаников над алевролитами и аргиллитами. В условиях интенсивной тектонической нарушенности и резкой фациальной изменчивости маркирующие горизонты практически не выделяются. Мощность свиты в районе изменяется в широких пределах (120−200 метров), что связано с весьма своеобразными и неустойчивыми условиями осадконакопления, типичными для всей юго-западной окраины Кузнецкого бассейна.

Продуктивные отложения участка включают пять пластов угля, принятых к подсчету запасов — I, II, III, IV Внутренние, Характерный. Характеристика пластов приведена по результатам разведочного бурения (три скважины) на 2−3 разведочной линии.

Пласт IV Внутренний — самый выдержанный пласт усятской свиты в пределах Улусской угленосной площади. В пределах проектного участка его мощность составляет 2,57 метра (по одному пластопересечению).

Строение пласта пределах Улусской площади чаще простое, иногда сложное, состоящее из двух пачек.

Пласт III Внутренний. Его мощность колеблется от 2,12 метра до 3,25 метра при средней мощности 2,6 метра. Строение пласта простое, реже состоит из двух-трёх пачек.

Пласт II Внутренний. Его мощность изменяется от 1,40 метров до 2,19 метра при средней мощности — 1,8 метра. Строение пласта в основном простое.

Пласт I Внутренний. Мощность его изменяется от 1,21 до 3,02 метра, при средней мощности — 1,96 метра. Строение сложное — состоит из двух пачек, реже простое.

Пласт Характерный. Мощность его изменяется от 2,20 до 5,52 метра при средней мощности 4,21 метра. Строение пласта сложное, иногда нижняя пачка отделяется на 2−4 метра, принимая самостоятельное значение.

Ранее выделяемая в стратиграфическом разрезе Кузбасса усятская свита (P₁us) тоже слабо изучена в районе и в пределах участка. Нижней границей ее служит кровля пласта Характерного, верхняя граница не установлена и определяется современным эрозионным срезом. Мощность свиты составляет примерно 160 м. Свита сложена песчано-глинистыми породами. Ей подчинено 4−6 пластов угля рабочей мощности (пласты Внутренние I-IV).

Без видимого несогласия продуктивные отложения за пределами участка перекрываются неугленосными породами кузнецкой подсерии (P₂ kz).

Четвертичные отложения имеют повсеместное распространение в районе работ и представлены покровными отложениями кедровской, бачатской и еловской свит, аллювиальных и аллювиально-делювиальных отложений речных долин и временных водотоков.

Кедровские отложения (laQ_I-IIkd) заполняют врезы и западины, ранее выполненные отложениями неогена и сергеевской свиты. Они имеют озерно-аллювиальный генезис и представлены суглинками голубовато-серыми, серыми, сизо-серыми. Суглинки однородные, иловатые, пластичные, иногда слоистые с растительными остатками; гидроморфными черными слабо развитыми почвами и гумусовыми прослоями. В основании свиты часто залегают линзы и прослои песчано-гравийного материала.

Мощность кедровских отложений составляет 6,0−8,0 м.

Бачатская свита (dpQ_II-IIIbи) прослеживается на плоских водораздельных пространствах и некрутых склонах. Отсутствуют они на крутых склонах (более 45°) водоразделов и в долинах рек. В разрезе свиты отмечаются, в основном, суглинки от светло-коричнево-палевых лессовидных до бледно-серовато-коричневых песчанистых и темно-серых комковатых с тремя горизонтами погребенных почв.

Мощность бачатских толщ составляет 15−18 м

Еловская свита (Q_III-IVel) Распространена практически повсеместно. Исключение составляют лишь крутые склоны и пойменные террасы. Генезис их субаэральный и эоловый.

Представлена она суглинками легкими и супесями палево-серыми, буровато-серыми сильно карбонатизированными и обохренными. Часто в разрезе отмечаются горизонты погребенных почв мощностью 0,3−0,5 м

Аллювиальные отложения (aQ_III-IV).

Имеют широкое распространение в районе, слагая долины рек и представлены образованиями первой надпойменной и пойменной террас.

Первая надпойменная терраса на левобережье р.Бол.Бачат прослеживается непрерывной полосой. Ширина ее изменяется от 50 до 800 м. Высота поверхности террасы достигает 10−15 м над урезом воды, цоколь расположен на 2−10 и ниже уреза.

Мощность русловых галечников 1−13 м, пойменно-старичного аллювия — 5−9 м.

Пойменные отложения имеют широкое распространение в долинах рек, слагая низкие и высокие пойменные террасы рек. К этому комплексу отложений следует также отнести аллювиально-делювиальные образования временных водотоков. Поймы р.р. Мал. и Бол. Бачата прослеживаются в виде непрерывных полос шириной от 100 до 1100 м. Высота низкой поймы составляет 1−3 м над урезом воды, высота поймы — 4−9 м. Цоколь погружается на глубину 0−10 м ниже уреза.

Мощность руслового аллювия 1−10 м, пойменного и старичного — 0−8 м. Поймы прислонены к аллювиальным отложениям первой террасы.

Тектоника. Описываемая площадь входит в Присалаирскую зону линейной складчатости и, являясь естественным продолжением Краснобродского месторождения, характеризуется наличием крупных напряженных складок, выдержанностью простирания структур, почти полным отсутствием участков с горизонтальным залеганием и наличием разрывных нарушений, ориентированных согласно господствующему простиранию пород.

В структурном плане проектный участок «Новобачатский 2» представляет собой дислоцированную полосу угленосных отложений, заключенную между двумя крупными тектоническими нарушениями с большой амплитудой смещения и мощными зонами дробления (Салаирский взброс и нарушение «Р» (Новобачатский взброс). Ширина полосы нарушенных пород 700−850 метров, длина около 2 километров.

Пликативная тектоника. Самыми крупными формами на участке являются: Каменская антиклиналь и синклиналь «Ж». При проведении разведочных работ возможно выявление пликативных форм второго и более высоких порядков порядка (по аналогии с более разведанным проектным участком «Новобачатский» Улусской площади).

Шарниры складок полого погружаются в северо-западном направлении. Падение крыльев складок юго-западное и северо-восточное крутое под углами 50−70°.

Дизъюнктивная тектоника. Салаирский взброс — крупное региональное нарушение, приводящее в контакт безугольные отложения нижнего карбона с угленосными осадками Улусской площади.

Местоположение Салаирского взброса достаточно достоверно установлено геологоразведочными скважинами, вскрывшими нижнекаменноугольные известняки на ряде разведочных линий. Непосредственно на Улусской площади его местоположение чётко установлено в разрезах 130 и 161 разведочных линий. А также вскрыта его зона в разрезах 142 и 119 (2−3) разведочных линий. Нужно отметить, что зона Салаирского взброса хорошо вырисовывается в рельефе местности, образуя невысокие гряды, состоящие из устойчивых к выветриванию нижнекаменноугольных известняков.

Разлом простирается в северо-западном направлении по азимуту 310−330°, падение сместителя крутое на юго-запад. Амплитуда взброса оценивается величиной порядка 3−3,5 километров.

Нарушение «Р» (Новобачатский взброс) ограничивает проектный участок «Новобачатский 2» с северо-востока. Это крупное нарушение, приводящее в контакт на участке «Новобачатский 2» отложения нижнебалахонской и кузнецкой подсерий.

Простирание нарушения субпараллельно простиранию продуктивной толщи, участками секущее в 10−15°. Падение сместителя — 75−85° СВ, что является характерной чертой этого разрыва, т. е. отмечается обратное падение сместителя. Величина амплитуды взброса скважинами не определена, но, по видимому, меньше амплитуды Салаирского взброса и оценивается в 1000—1200 метров. В разрезах разведочных линий Новобачатский взброс характеризуется довольно мощной (до 200 м) зоной нарушенных, трещиноватых и даже мятых пород.

Дополнительно в пределах участка развиты от одного-двух до семи малоамплитудных взброса. Простирание сместителей взбросов субпараллельное с основными разломами, падение юго-западное под углами 60−70°. Амплитуда смещения — до 50 метров. [34]

1.4 Гидрогеологические и гидрологические условия

Участок «Новобачатский-2» расположен в Беловском геолого-экономическом районе Кемеровской области.

В географическом отношении участок расположен в возвышенной части рельефа на склоне Салаирского кряжа.

Поверхность участка представляет собой изрезанный логами левый склон реки Черта. Рельеф местности месторождения представлен слабо всхолмленной равниной расчлененной долинами реки Черта и ее левого притока реки Большой Ключ, образованной слиянием речек Зеленчиха, Васечкина. Ближайшими водными объектами к полю разреза и к участку рекультивации является река Малый Ключ и Большой Ключ.

Гидрологические характеристики водных объектов приняты на основании письма ГУ «Кемеровский ЦГМС» от 21.06.2006 г. № 1500, и представлены в таблице 4.

Гидравлические элементы потока представлены в таблице 5.

Таблица 4. Гидрологические характеристики рек.

Таблица 5. Гидравлические элементы потока рек

Фоновые концентрации загрязняющих веществ в р.Б. Ключ, М. Ключ приняты на основании письма ГУ «Кемеровский ЦГМС» от 26.06.2006 г. № 1522 и составляют:

· по взвешенным веществам — 6,0 мг/л;

· по остальным веществам — на уровне ПДК для рек рыбохозяйственного значения.

В соответствии с Распоряжением от 31.12.97 г. № 1283-р Администрации Кемеровской области «Об утверждении размеров водоохранных зон и прибрежных защитных полос на водных объектах области» размер водоохранных зон для рек Б. Ключ и М. Ключ составляют 50 метров.

Участок «Новобачатский-2» административно расположен в Беловском районе Кемеровской области и находится вблизи поселка Новобачатский. Участок в структурном плане относится к восточному крылу Кузнецкого адартезианского бассейна. В геоморфологическом отношении участок расположен в пределах Тырганской возвышенности в зоне увалисто-долинного рельефа, где ведущими формами являются широкие корытои U-образные долины, балки, лога с уплощенными днищами и холмообразные водораздельные увалы с пологими склонами. Абсолютные отметки поверхности изменяются от 200−270 до 350−370 м. абс. Основным базисом эрозии являются р. Большой Бачат и ее притоки — р.р. Черта, Зеленчиха, Васечкина.

Установлено, что в пределах участка распространены: слабоводоносный комплекс верхнечетвертичных — современных субаэральных покровных отложений (saQ_III-IV), воды аллювиально-делювиальных отложений малых рек (adQ_III-IV), воды зоны трещиноватости верхнебалахонской подсерии терригенно-угленосных пород раннепермского возраста (Р₁bl₂), воды зоны трещиноватости нижнекаменноугольных отложений турней-визейского ярусов (C₁t-v).

Комплекс верхнечетвертичных-современных субаэральных покровных отложений развит повсеместно. Вмещающие породы представлены суглинисто-глинистыми образованиями желто-бурого, бурого цвета с редкими включениями щебня. Лессовидные суглинки верхней части разреза имеют явно выраженную столбчатую отдельность. Мощность отложений составляет от 7−15, в долинах рек до 20−35 и более метров. Они характеризуются низкими фильтрационными параметрами. Коэффициент фильтрации суглинков составляет в пределах 0,003−0,01 м/сут.

Слабоводоносный комплекс выдержанного водоносного горизонта не содержит. Преимущественным распространением здесь пользуются грунтовые воды типа «верховодка», приуроченные в основном к подошве лессовидных суглинков и супесей на контакте их с нижележащими глинистыми прослоями, тяжелыми суглинками. На водоразделах большая часть разреза этих отложений безводная; на склонах и в депрессиях рельефа обводненность эпизодическая или локальная. Несколько повышена обводненность суглинистых отложений, подошва которых обогащена включением щебенисто-дресвяных включений в верховьях логов и подножиях склонов, где развиты делювиальные шлейфы. Здесь в весенне-осеннее время появляются рассеянные выходы родников с дебитами 0,01−0,1 л/с. Из-за слабой водообильности отложений этот комплекс для целей централизованного водоснабжения не используются.

Комплекс аллювиально-делювиальных отложений распространен в долинах р.р. Черта, Бренчиха, Зеленчиха и др. Водовмещающие отложения представлены дресвой и щебнем песчаников с суглинисто-глинистым заполнителем. Площади распространения комплекса довольно незначительны. Коэффициенты фильтрации суглинисто-щебенистых грунтов составляют 0,007−0,6 м/сут. Взаимосвязь грунтовых вод с ниже залегающими водами зоны трещиноватости несовершенная и определяется пропускной способностью подстилающих грунтов — суглинков, глин, аргиллитов, алевролитов, песчаников. В основном грунтовые воды расходуются на испарение, частично на дренаж в лога. Химический состав грунтовых вод пестрый. Они содержат в повышенном количестве нитраты, нитриты, аммонийные соли. Минерализация их от 0,5 до 2 и более г/л. Практического значения указанные воды для целей водоснабжения не имеют.

Водоносная зона трещиноватости верхнебалахонской подсерии терригенно-угленосных пород раннепермского возраста (Р_lbl₂). Водовмещающие породы — песчаники, алевролиты, угли.

Образования комплекса характеризуются крайне неравномерной водообильностью, как в плане, так и в разрезе. Водоносность коренных пород неравномерная и определяется литологическим составом, степенью трещиноватости, тектонической нарушенностью, геоморфологическим и гипсометрическим положениями. Удельные дебиты скважин изменяются от 0,01 до 0,7 л/сек, реже до 1,5−3,2 л/сек. Глубина залегания уровня подземных вод изменяется от 3−10м в долинах и до 50 м на водоразделах при естественном режиме.

Воды трещинные, напорно-безнапорные. Наибольшие напоры характерны для пониженных форм рельефа, величина их ограничивается 15−25м.

Закономерности общих гидрогеологических условий свидетельствуют о местном питании подземных вод. Областями питания служат водоразделы и их склоны, на что указывает характер гидроизогипс на смежных площадях, которые почти полностью следуют рельефу на неотработанной территории.

Интенсивная обводненность пород установлена до глубины 120−140 м и соответствует зоне наибольшей трещиноватости и выветрелости пород (величина мощности водоносного горизонта принимается с учетом глубины залегания подземных вод 110−130 м). Пористость пород, учитывая трещинный характер коллекторов, составляет 3−5%.

Водопроводимость составляет 50−70 м²/сут, достигая 100−130 м²/сут. Ниже трещиноватость затухает, обводненность отложений уменьшается. Так на глубине свыше 120−140м водопроводимость пород равна 1−5, реже 15−20 м²/сут, в среднем она не более 10 м²/сут.

Неравномерная обводненность пород продуктивной толщи определяется также наличием зон тектонических нарушений. Наличие их, оперяющая трещиноватость существенно увеличивают фильтрационные способности пород.

Анализ результатов опытно-фильтрационных пород позволяет установить, что породы, слагающие водоразделы, отличаются слабой обводненностью (удельные дебиты 0,019−0,03 л/сек), в понижениях рельефа и вблизи поверхностных водотоков удельные дебиты увеличиваются от 0,19 до 1,4 л/сек.

Для зоны активного водообмена в естественных условиях характерны пресные гидрокарбонатные кальциевые, магниево-кальциевые или смешанные по катионному составу воды, от жестких до очень жестких (жесткость 6−10 мг-экв/дм³) с минерализацией от 0,8 до 1,0 г/дм³.

Питание подземных вод — местное инфильтрационное, разгрузка в местную гидросеть. Подземные воды относятся преимущественно к типу весеннего и осеннего питания с преобладанием первого. Резкий подъем уровня наблюдается в период интенсивного таяния снега (апрель) и продолжается до мая, а затем происходит резкий спад до декабря с небольшим осенним подъемом. Амплитуда колебаний составляет 0,65−1,50 м. Летние кратковременные дожди не оказывают существенного влияния на положения уровня.

В кровле водоносных зон коренных образований залегают делювиальные суглинки и глины верхнечетвертично-современного возраста мощностью от 8−10 до 15−30м, обеспечивая довольно хорошую защищенность подземных вод от поверхностного загрязнения.

Водоносная зона нижнекаменноугольных пород турней-визейского ярусов (C₁t-v). Водоносный комплекс распространен в западной части участка и залегает в виде узкой полосы. Водовмещающие породы комплекса представлены песчаниками, известняками (зачастую закарстованными), глинистыми сланцами.

По условиям залегания и характеру циркуляции подземные воды трещинного, иногда трещинно-пластового, а в зонах тектонических нарушений — трещинно-жильного типа. Глубина залегания водовмещающих пород изменяется от 10−15 м в депрессиях рельефа до 30−45 м на водоразделах.

Обводнены породы в основном в верхней выветрелой зоне, распространенной обычно до глубины 100−120 м в депрессиях рельефа и до 60−80 м на водоразделах.

Водообильность пород комплекса очень неравномерна, но достаточно высокая для условий Кузбасса. Расходы родников составляют до 4−5 л/с. Удельные дебиты скважин в среднем изменяются от 0,7 до 1,1 л/с при крайних значениях 0,04 и 6,5 л/с. Водопроводимость пород составляет в пределах от 30 до 260 м²/сут, достигая аномальных значений на отдельных участках — 850 м/сут. В зонах нарушений скважины могут быть как безводными, так и водообильными, с удельными дебитами до 2,1 л/с.

Подземные воды комплекса обладают напором, величина которого изменяется от 5 до 16 м. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубине до 13 м. Питание подземных вод местное за счет инфильтрации атмосферных осадков, разгрузка осуществляется в местную гидросеть.

По химическому составу подземные воды гидрокарбонатные кальциево-магниево-натриевые с минерализацией 0,4−0,7 г/дм³ и общей жесткостью 5−9 мг-экв/л, отмечено превышение ПДК по содержанию железа, марганца, фенола, мутности. В бактериологическом отношении воды здоровые.

В пределах отмеченных отложений разведаны запасы подземных вод Каменского месторождения в объеме 3,2 тыс. м /сут, в т. ч. по категориям А-0,9, В-0,8 и C₁-1,5 тыс. м³/сут (Протокол ВКЗ № 7163 от 13.12.51 г.). Запасы подземных вод разведаны по приказу Главного управления по разведке угля для водоснабжения комплекса Чертинских и Беловских шахт. Часть разведанных запасов используется МУП ВКХ г. Белово для водоснабжения п. Новобачаты и Новый городок. Добыча подземных вод осуществлялась в соответствии с лицензией КЕМ 643 ВЭ тремя скважинами в объеме 790 м³/сут.

Как это было отмечено ранее, в пределах участка распространена мощная толща суглинисто-глинистых субаэральных образований (10−15 м), обладающих низкими фильтрационными параметрами. Кроме того, ведение горных работ планируется в пределах водоносного комплекса раннепермских отложений верхнебалахонской подсерии, обладающего относительно низкими фильтрационными параметрами и отделенной от продуктивных нижнекаменноугольных отложений серией разрывных нарушений (взбросов).

Граничные условия водоносной зоны на участке разведанных запасов сложные, что обусловлено характером залегания обводненной толщи, степенью пораженности ее карстообразующими процессами, наличием мощной зоны нарушенных пород. Кроме того, речная сеть делит полосу известняков на своеобразные блоки, т.к. заложена она вкрест простирания водовмещающих пород. Узколинейное распространение отложений, несмотря на обводненность и значительную трещиноватость карбонатных водовмещающих пород, способствующих инфильтрации местных атмосферных осадков, ограничивает эксплуатационные запасы подземных вод. При интенсивной эксплуатации Каменского водозабора динамические уровни снижаются до 50−55 м. Вопрос воздействия строящегося объекта на эти воды может быть решен только на основе детальных работ по организации и ведению мониторинга геологической среды. [34]

1.5 Геоэкологическая характеристика

К источникам антропогенного воздействия, влияющим на окружающую среду, относятся как сами горные работы и сопровождающий их водоотлив, так и объекты непосредственно не связанные с процессом добычи, но являющиеся необходимыми элементами технологического процесса (пруды-отстойники или шламонакопители, каналы и трубопроводы технических вод и стоков, сбросы сточных вод, технологические и бытовые коммуникации, участки рекультивации земель, опасные инженерно-геологические процессы).

Под влиянием природных факторов и мощных антропогенных нагрузок происходящие изменения геологической среды нередко сопровождаются необратимыми последствиями. Добыча угля, как целенаправленный процесс, характеризуется изъятием угля из недр на данной территории. Изменение ландшафта под действием добычных работ, проявляется как в виде формирования огромных выемок (разреза), так и насыпных внешних отвалов. В свою очередь отвалы вскрыши и вмещающих пород могут содержать в достаточном количестве для самопроизвольного возгорания угольной массы. Процесс окисления углей может протекать с выделением в атмосферу угарного газа.

В результате деятельности всех источников загрязнения, можно описать техногенную нагрузку, согласно классификации (Трофимова и др., 1995 г.). Классификация техногенных воздействий на геологическую среду представлена в таблице 6.

Таблица 6. Классификация техногенных воздействий на геологическую среду (Трофимов и др., 1995) с дополнением авторов.

Примечание. В четвертой графе указаны компоненты геологической среды, на которые потенциально может передаваться данный вид техногенного воздействия: П — почвы, Г — горные породы, И — искусственные грунты, В — подземные воды, Р — рельеф, Д — динамические процессы.

2. Обзор, анализ и оценка ранее проведенных работ

Лицензионный участок «Новобачатский-2» расположен на территории Беловского района Кемеровской области.

Населенных пунктов на территории участка нет. Районный центр, г. Белово, находится в 8 км севернее участка. Близлежащие населенные пункты — поселки Новый Городок и Радужный, расположенный в 1,5 км к северу, деревня Новобачаты, расположенная в 1,2 км к юго-востоку от участка. Площадь земельного отвода разреза составляет 344,2 га.

Фоновые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе района размещения участка приняты согласно письму ГУ Кемеровский ЦГМС от 16.07.09 г. № 1670 и представлены в табл. 7.

Таблица 7. Фоновые концентрации загрязняющих веществ

Как следует из представленных данных, уровень фонового загрязнения атмосферного воздуха в рассматриваемом районе невысокий и не превышает допустимых нормативов.

Суммарная производственная мощность предприятия по добыче и переработке (сортировке и отгрузке угла потребителю) определена исходя из существующей инфраструктуры предприятия и имеющегося комплекса оборудования и составляет 1000 тыс. т угля в год.

Режим работы на основных процессах (добыча угля, подготовка и выемка вскрышных пород, отгрузка угля): 353 дней в году в 3 смены продолжительностью по 8 часов каждая.

Взрывные работы предусматривается проводить в дневное время суток, при благоприятном направлении ветра, исключающем перенос загрязняющих веществ в сторону жилой застройки.

С целью сокращения выбросов перед взрывом будет осуществляться увлажнение взрываемого блока и применятся гидрозабойка.

При отвалообразовании, строительстве автодорог, зачистке площадок в забоях и на вспомогательных работах предусматривается использовать бульдозеры САТ-D9R, CАТ-D6R и Т-170. Дорожно-строительные работы предусматривается выполнять автогрейдером ДЗ-98.

С целью снижения объема выбросов пыли неорганической с содержанием SiO_2, технологические дороги и породные отвалы неоднократно поливаются в течение суток в ясную и сухую погоду в теплое время года.

Основными постоянно действующими источниками загрязнения атмосферы на участках открытых горных работ и углепогрузочном комплексе являются:

Ш горнодобывающее оборудование и техника (пыление и выбросы ДВС);

Ш погрузочно-разгрузочные работы;

Ш пыление с поверхностей отвалов;

Ш пыление с поверхностей штабелей угля;

Ш пыление твердых частиц транспортируемого материала и выбросы от ДВС;

Ш котельная.

К источникам периодического действия относятся взрывные работы. В результате взрыва происходит залповый выброс вредных веществ и образуется пылегазовое облако. После взрыва происходит остаточное газовыделение из взорванной горной массы. Воздействие на атмосферу при массовом взрыве носит кратковременный характер. Продолжительность взрыва достигает 5 секунд. Рассеивание загрязняющих веществ, образованных в результате взрыва, длится не более 20 мин.

Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, и их характеристики представлены в табл. 8 и 9. Нормативы ПДК и классы опасности загрязняющих веществ приняты согласно справочнику «Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух», С-П, 2005 (с учетом дополнений и изменений). Справочник составлен в соответствии с «Перечнем предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочных безопасных уровней воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест», разработанным Минздравом России (ГН 2.1.6.1338−03, ГН 2.1.6.1339−03, ГН 2.1.6.711−98) с последующими дополнениями. Информация о ПДК и ОБУВ вредных веществ в воздухе рабочей зоны соответствует спискам Минздрава России (ГН 2.2.5.1313−03 и ГН 2.2.5.1314−03). [34]

Расчеты выбросов загрязняющих веществ выполнены в соответствии со следующими методическими материалами:

· Отраслевая методика расчета количества отходящих, уловленных и выбрасываемых в атмосферу вредных веществ, предприятиями по добыче угля.: Пермь, 2003 г.;

· Методические указания по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров. Новополоцк, 1997 г.;

· Дополнение к «Методическим указаниям по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров».: С-П, 1999 г.;

· Методика расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при сварочных работах (по величинам удельных выделений).: С-П, 2000 г.;

· Методика расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных дизельных установок.: С.-П. 2001 г.

С целью снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, на предприятии используется пылеулавливающее оборудование и предусмотрены мероприятия по пылегазоподавлению.

Таблица 8. Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу от постоянно действующих источников

Таблица 9. Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу от источников периодического действия Новобачатский 2 (взрывы)

Для бурения скважин используются буровые станки с трехступенчатой очисткой эффективностью 96%.

Для снижения вредного воздействия массовых взрывов предусматривается применение короткозамедленного способа взрывания и обязательное выполнение гидрозабойки скважин при формировании заряда ВВ в скважине, что позволяет снизить выброс оксидов азота до 50%. С целью пылеподавления перед взрывом проводят орошение поверхности взрываемого блока, эффективность пылеподавления 90%.

С целью уменьшения пылевыделения предусмотрен полив отвала и автодорог в теплый период года. Эффективность пылеподавления составит 90%.

Осуществление перечисленных природоохранных мероприятий позволит снизить выбросы загрязняющих веществ на 292,0992 т/год.

Шум.

Под загрязнением окружающей среды понимается поступление в среду вещества или энергии, свойства, местоположение или количество которых оказывает на нее негативное воздействие. Одним из видов такого воздействия является акустическое загрязнение.

В соответствии с законом «Об охране окружающей среды», все юридические и физические лица при осуществлении хозяйственной и иной деятельности обязаны принимать необходимые меры по предупреждению и устранению негативного воздействия шума на окружающую среду в городских и сельских поселениях, зонах отдыха, местах обитания диких зверей и птиц, на естественные экологические системы и природные ландшафты.

Шкала измерения уровня интенсивности шума, заключенная в пределах между «порогом слышимости» и «порогом болевого ощущения», изменяется от 0 до 140 дБ.

Различают следующие степени воздействия шума на человека:

· 15−45 дБ — шум не оказывает вредного воздействия на человека;

· 45−85 дБ — снижается работоспособность и ухудшается самочувствие;

· >85 дБ — опасен для здоровья (возможны нарушения работоспособности, нервные раздражения, физические отклонения);

· >90 дБ — можно работать только со средствами индивидуальной защиты;

· >120 дБ — шум может вызвать механическое повреждение органов слуха, разрыв барабанной перепонки. Поэтому не допускается даже кратковременное воздействие такого шума на людей.

Длительное пребывание человека в зоне с высоким уровнем звукового давления приводит к сердечнососудистым, желудочным и нервным заболеваниям, в связи с чем, возникает необходимость в защите окружающей среды от акустического загрязнения.

При разработке планировочных и технологических решений предусматривается проводить расчет ожидаемого акустического загрязнения окружающего пространства и, при необходимости, закладывать мероприятия по снижению уровня шума на площадках расположения промышленных зданий, а также на территории жилой застройки прилегающей к предприятию, согласно требованию СНиП 23−03−2003.

Настоящий раздел имеет целью дать характеристику ожидаемой акустической обстановки в районе расположения проектируемого объекта.

Расчет осуществляется в соответствии со СНиП 23−03−2003 «Защита от шума» и СН 2.2.4/2.1.8.562−96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки». [34]

Поскольку горные и отвальные работы по мере отработки поля участка ведутся на различных участках горного и земельного отводов, при расчете принято совмещенное во времени расположение горнотранспортного оборудования.

Автосамосвалы, погрузчики и бульдозеры были учтены как линейные (динамические) источники шума. Остальное шумоизлучающее оборудование представлено в расчете в виде стационарных источников.

При расчете были приняты во внимание шумопоглощающие и шумоизолирующие свойства рельефа местности и бортов карьерной выработки.

Влияние акустического воздействия взрывов не рассматривалось по причине их периодичности и кратковременности (взрывание не более 5 секунд в дневное время суток) и отсутствия методики расчета.

Специфика рассматриваемого предприятия (открытые горные работы) заключается в разработке и перемещении значительных объемов горной массы. Это определяет применение достаточно мощного горнотранспортного оборудования, дающего значительную акустическую нагрузку на окружающее пространство.

Основное акустическое загрязнение при отработке участка происходит при работе экскаваторов, буровых станков и бульдозеров, а также автосамосвалов выполняющих транспортировку горной массы по технологическим автодорогам, связывающим горные выработки с отвалами и угольным складом, что определяет значительный уровень шума транспортных коммуникаций.

Результаты расчетов уровней звукового давления в дБ в основных октавных полосах представлены в графическом виде на рис. 3.

Шаг расчетной сетки составляет 250 м. Красный цвет распечатки показывает превышение нормативного уровня звукового давления, зеленый цвет — безопасную по акустическому фактору территорию.

Расчет показал, что основное акустическое воздействие на окружающую территорию будет оказывать горнотранспортное оборудование, используемое при отработке участка.

Рисунок 3. Схема уровня звукового давления.

Несмотря на значительные акустические параметры применяемого оборудования, борта карьера надежно экранируют сверхнормативный шум находящегося в горных выработках оборудования от окружающего пространства. Наибольшее шумовое воздействие оказывает работа горнотранспортного оборудования, эксплуатирующегося на отвалах и технологических дорогах. Максимальное распространение шума не превысит 320 м от границы внешнего Западного отвала вскрышных пород.