Требуется 20 лет для того, чтобы построить репутацию и всего 5 минут, чтобы ее разрушить.
Уорен Баффет

Опережающее водопонижение дренажными скважинами.

Случаи, когда поток подземных вод угрожает затоплением карьеров, достаточно редки. Подобные ситуации могут наблюдаться в закарстованных массивах, либо в горных массивах, имеющих высокую степень техногенной проработки, резко увеличивающей проницаемость горных пород. Чаще всего, величина общего водопритока в горные выработки позволяет обходиться сооружением внутрикарьерного водоотлива. 

Однако, растущие требования по обеспечению природоохранных мероприятий и экологической безопасности добычи полезных ископаемых приводят к тому, что организация водоотлива непосредственно из горных выработок может стать экономически невыгодной. Дело в том, что поступление подземных вод в карьер приводит к их непосредственному контакту с рудными компонентами, что влечет за собой существенное изменение состава и облика природных подземных вод. Так, например, на медных месторождениях резко возрастает содержание в воде сульфатов, тяжелых металлов, мышьяка, возрастает общая минерализация, снижается pH, вплоть до образования слабого раствора кислоты. Всё это делает невозможным непосредственный сброс рудничных вод в поверхностные водотоки и делает необходимым организацию водоподготовки с возведением комплекса очистных сооружений. Стоимость такого комплекса может в десятки и сотни раз превышать стоимость мероприятий по организации опережающего дренажа и предотвращению контакта природных вод с рудой. 


Необходимость сооружения опережающего дренажа и осушения месторождения полезных ископаемых может быть вызвана следующими негативными факторами:

- избыточным поступлением подземных вод в горные выработки, препятствующим нормальному ведению добычи;

- снижением устойчивости бортов карьеров во влажном состоянии, опасность оползания и оплывания;

- снижение качества руды во влажном состоянии, увеличение затрат на транспортировку и обогащение;

- ускоренный износ тяжелой техники, работающей на увлажненных дорогах в карьере.

Организация опережающего дренажа при эксплуатации месторождений полезных ископаемых предполагает выполнение целого комплекса мероприятий, включающего изучение фильтрационной структуры горного массива, изучение распределения напоров в водоносном комплексе вокруг горных выработок, геофизические поиски наиболее благоприятных точек для заложения дренажных скважин, определение оптимальной конструкции и производительности скважин.

Начинать бурение дренажных скважин большого диаметра с установкой мощных погружных насосов без проведения предварительных гидрогеологических изысканий – бессмысленно и не разумно. Это так же глупо, как начинать строительство карьера без проведения предварительных геологоразведочных работ, которые позволяют убедиться в наличии полезного ископаемого и подсчитать его количество. На сегодняшний день, каждый сотрудник горного предприятия понимает: сначала – разведка, потом – добыча.

Совершенно очевидно, что с водой мы должны поступать точно таким же образом. Сначала необходимо определить количество подземных вод, которое мы должны и можем откачать из горного массива, чтобы понизить уровень ниже отметки дна карьера. Затем мы должны определить технологию откачки – где и как размещать дренажные скважины? Это подразумевает проведение геофизических поисков подземных вод.

Казалось бы, все просто и понятно. Однако, почему-то добывающие предприятия в нашей стране практически никогда не проводят гидрогеологические исследования с целью организации системы водопонижения.

Как правило, события развиваются совсем по другому сценарию: рудник или ГОК заказывает сооружение системы водопонижения некой буровой организации. Буровики – люди простые, в геологии и гидрогеологии их интересует только одно – деньги, получаемые за метры бурения. Каков будет конечный результат – им, по большому счету, наплевать.

Не долго думая, специалисты буровой организации намечают на карте точки бурения дренажных скважин вокруг карьера. Скважины располагают равномерно по кругу. При этом, никто не задумывается, попадет ли скважина в проницаемую зону или она угодит в глухие водоупорные породы. Далее скважины бурятся, в них устанавливаются насосы, прокладывается водопровод, буровики получают деньги и уезжают.

А дальше начинается самое интересное.

Чаще всего, фильтрационные свойства скальных пород оказываются слишком низкими. Мощный погружной насос в течение двух минут выплёвывает из дренажной скважины всю воду и она превращается в сухой стакан. Сам насос благополучно сгорает.

В результате, мы имеем абсолютно сухую скважину и не осушенный породный массив, так как уровень подземных вод в трещинном водоносном комплексе после кратковременной откачки остается на прежнем месте. Таким образом, задача водопонижения остается не выполненной. А деньги, затраченные на сооружение дренажной системы, оказываются выброшенными на ветер.

Подобную картина наблюдалась на Султановском месторождении медноколчеданных руд. Здесь вокруг карьера было пробурено 7 дренажных скважин большого диаметра. В каждую скважину был установлен мощный погружной насос. Однако, система не работала. Часть насосов сгорела сразу же после запуска скважин вследствие их быстрого осушения. Остальные насосы отключили работники рудника. И больше никогда не включали.

Схожая картина наблюдалась и при организации дренажной системы станции метро «Ботаническая» в Екатеринбурге в 2007 году. Из 6 скважин, пробуренных вдоль будущего котлована станции, примерно половина оказалась непригодна для откачки воды и понижения уровня подземных вод. Это произошло из-за того, что скважины вскрыли слабопроницаемые породы, неспособные обеспечить достаточный приток воды. По большому счету, скважины были пробурены в глине и не достигли проницаемых трещиноватых пород. 

Основной источник Геомастер.