ЗАПРОС!!! Гидрогеология и инженерная геология.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1 ХАРАКТЕРИСТИКА МИХАЙЛОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЙОНЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
1.2 ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
1.3 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО
1.4 ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
1.5 ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
2 ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 СОСТАВЛЕНИЕ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
3.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
3.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТНОЙ ВЫСОТЫ
3.3 ДВИЖЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
3.3.1 Движение подземных вод в напорном пласте
3.3.2 Движение подземных вод в безнапорном пласте
3.4 ДВИЖЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД К ИСКУССТВЕННЫМ ДРЕНАМ
3.4.1 Движение напорных вод к совершенной вертикальной дрене
3.4.2 Движение безнапорных вод к совершенной вертикальной дрене
3.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
3.5.1 Определение показателей состояния горной породы
3.5.2 Гранулярный состав горных пород
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Определяем напорность НВГ, которая численно равна разности отметок ПУНВГ и кровли водоносного пласта (почвы верхнего водоупора).
Для скважины №9: . То есть, при вскрытии НВГ выработкой его уровень повысится на .
3.2 Определение скоростной высоты
Вода в состоянии покоя при отсутствии внешних сил на свободной поверхности обладает гидростатическим давлением.
,
где - плотность воды, т/м3;
- высота столба жидкости, м;
- ускорение свободного падения, м/с2.
На поверхности воды, связанной с атмосферой, атмосферное давление .
Энергетическим показателем воды, которая покоится в порах горных пород, является гидростатический напор , представляющий совокупность пьезометрической и геометрической высот. Для безнапорного водоносного горизонта в центральной скважине №16 применительно к выбранной т.А.
.
Вода при движении обладает и кинетической энергией, доля которой оценивается величиной скоростного напора (или скоростной высотой) .
,
где - действительная скорость движения воды, размерность которой при расчетах переводится в (м/с).
Тогда ,
где - высота столба воды в выработке с проницаемыми стенками или дном, измеряемая от дна выработки (в нашем случае от точки А);
- это геометрическая высота от дна выработки (в нашем случае от точки А) до горизонтальной плоскости сравнения напоров. В нашем случае плоскость сравнения напоров +150 м.
Т.к. скоростная высота слишком мала и стремится к нулю, то ею можно пренебречь.
Сумма геометрической, пьезометрической и скоростной высот – есть величина постоянная для данной точки водонасыщения массива и отражает полную энергию движущегося потока.
3.3 Движение подземных вод
3.3.1 Движение подземных вод в напорном пласте
Рассчитаем приток воды НВГ в подземную выработку шириной , находящуюся между скважинами 9 и 4 и вскрывающую водоносный пласт трещиноватых известняков на всю его мощность .
Определяем расход потока с учетом действительной скости движения вод:
.
Расход потока на его ширине, равной единице, называется единичным расходом и обозначается . Для нашей выработки определяем на 1 погонный метр:
.
Единичный расход позволяет оперативно определять приток воды в выработку при проходе и вовремя вводить в действие откачивающее оборудование.
Уравнение депрессионной кривой:
.
Таким образом, депрессионная кривая подземных вод для данного примера является прямой линией, что свидетельствует об установившемся режиме движения подземных вод.
3.3.2 Движение подземных вод в безнапорном пласте
Определим приток воды в траншею длиной 100 м, пройденную перпендикулярно направлению фильтрации между скважинами 16 и 9 до плотных глин московского возраста.
Расход потока при его ширине равен с учетом фактической (действительной) скорости движения воды в БВГ:
.
Уравнение для единичного расхода потока через известный напор и неизвестный напор в сечении на расстоянии от начала координат:
.
Уравнение депрессионной кривой:
.
Задаваясь любыми значениями в пределах и получая соответствующие им значения , можно по точкам построить депрессионную кривую между скважинами. Эта кривая является параболой.
3.4 Движение подземных вод к искусственным дренам
Горные выработки, из которых производится откачка воды, являются искусственными дренами водоносного пласта. Они подразделяются на горизонтальные (канавы, траншеи, галереи, штреки и т.п.) и вертикальные (скважины, стволы, колодцы, шуфры и т.п.). Как вертикальные, так и горизонтальные горные выработки по степени вскрытия водоносного пласта делятся на совершенные (вскрывающие пласт на всю мощность и по всей его мощности имеющие водопроницаемые стенки) и несовершенные (вскрывают только часть пласта или имеют водопроницаемые стенки не по всей его мощности).
Если из вертикальной горной выработки откачивать воду с определенной интенсивностью , уровень воды в ней сначала быстро, а затем медленнее понижаясь от своего первоначального положения , через некоторое время достигнет положения и практически стабилизируется. При наличии поблизости от такой выработки наблюдательных скважин можно заметить понижение уровня в них до положений и . Вокруг выработки, из которой производится откачка воды, образуется так называемая депрессионная воронка.
Линия ее пересечения с вертикальной плоскостью, проходящей через ось выработки, называется депрессионной кривой, которая имеет максимальны наклон у стен выработки, а по мере удаления от нее постепенно выполаживается и практически сопрягается с линией первоначального напора . Расстояние от оси колодца до точки сопряжения депрессионной кривой с линией первоначального напора называется радиусом влияния выработки .
Сниженный результате продолжительной откачки уровень воды в вертикальной выработке (например, скважине), соответствующий напору в ней, называется динамическим уровнем, в отличие от статического уровня, который соответствует первоначальному напору в пласте. Величина , на которую понижается уровень воды в скважине, называется понижением. Следовательно, понижение . Уровень воды в дренажной скважине ниже уровня воды за стенкой ее на величину , называемой гидравлическим скачком или высотой высачивания.
3.4.1 Движение напорных вод к совершенной вертикальной дрене
Предположим, что мы 365 уток производим откачку воды из центральной скважины №9. принимаем водопонижение до середины пласта трещиноватых известняков московского горизонта – отметка 150,0 (м). Следовательно, водопонижение составит: .
Радиус выработки .
Коэффициент уровнепроводности с учетом фактической скорости движения воды:
.
Время для которого определяется радиус влияния .
Определяем радиус влияния дрены:
.
Расход потока подземных вод к выработке через это сечение:
.
Уравнение депрессионной кривой имеет вид:
.
Для построения кривой принять:
;
;
;
;
;
.
Тогда:
3.4.2 Движение безнапорных вод к совершенной вертикальной дрене
При движении безнапорных подземных вод к вертикальной горной выработке, вызванном откачкой воды из нее, вокруг выработки образуется депрессионная воронка, внутри которой водоносные породы оказываются осушенными.
Предположим, что мы 365 суток производим откачку воды из центральной скважины №16. Принимаем водопонижение до кровли пласта трещиноватых известняков московского горизонта – отметка 166 (м). Следовательно, водопонижение составит .
Радиус выработки .
Коэффициент уровнепроводности с учетом фактической скорости фильтрации:
.
Время для которого определяется радиус влияния .
Определяем радиус влияния дрены:
.
Расход потока подземных вод к выработке через это сечение:
.
Уравнение депрессионной кривой имеет вид:
.
Для построения кривой принять:
;
;
;
;
;
.
Тогда:
3.5 Определение инженерно-геологических условий месторождения
3.5.1 Определение показателей состояния горной породы
К основным показателям горных пород в инженерной геологии относятся следующие.
Плотность – масса единицы объема горной породы естественного сложения и влажности, численно равная отношению массы породы к ее объему:
.
Плотность сухой породы – масса единицы объема твердой части породы естественного сложения, численно равная отношению массы минерального скелета к ее объему:
.
Плотность минеральных частиц – масса минерального скелета породы в единице его объема, численно равная отношению массы минеральных частиц к их объему:
.
Пористость – это отношение объема пор ко всему объему горной породы:
, или .
Коэффициент пористости – это отношение объема пор в горной породы к объему ее твердой части.
, или .
Весовая влажность – отношение массы воды , заполняющей поры породы, к массе сухой породы :
.
Объемная влажность – отношение объема воды в порах к объему этой поры:
, или .
Коэффициент водонасыщения – отношение объема воды в горной породе к объему пор :
,
.
По величине выделяют поры: маловлажные (0÷0,5); влажные (0,5÷0,8); водонасыщенные (>0,8). Следовательно, рассматриваемая породы является влажной.
3.5.2 Гранулярный состав горных пород
Состояние и свойства горных пород наводятся в зависимости от степени заполнения объема горных пород минеральным веществом, структура минерального скелета и порового пространства, физической природы связи между минеральными частицами, фазового состояния породы. Это факториальные характеристики. На основании этого все породы, независимо от их происхождения, можно разделить на три основные группы: твердые, связанные (глинистые), раздельно-зернистые.
Состояние и свойства связанных и раздельно-зернистых горных пород определяется гранулярный (зерновой) состав, т.е. весовое содержание в породе частиц различной крупности в процентах от общей массы породы в абсолютно сухом состоянии.
Размер частиц – от нескольких метров (крупные глыбы в крупнообломочных породах) до тысячных и миллионных долей миллиметров (коллоидные и глинистые частицы) в глинистых породах.
Вводим поправку в величину массы воздушно-сухого образца на содержание гигроскопической влажности:
.
Вводим поправку в величину массы воздушно-сухого образца на содержание водорастворимых солей:
.
Определяем в образце содержание фракций, выделенных ситовым методом:
.
Определяем совокупное содержание в образце фракций, выделенных пипеточным способом:
.
Определяем интервальное содержание фракций, выделенных пипеточным способом:
.
Проверяем, суммируя фракции:
Результаты расчетов сводим в табл.6.
Таблица 6
Содержание частиц В интервальном виде В совокупном виде 1,0-0,5 1,5 <1,0 100 0,5-0,25 5,75 <0,5 98,5 0,25-0,1 6,67 <0,25 92,75 продолжение Таблицы 6
Содержание частиц В интервальном виде В совокупном виде 0,1-0,05 23,25 <0,1 86,08 0,05-0,01 7,18 <0,05 62,83 0,01-0,005 12,57 <0,01 55,65 0,005-0,001 14,36 <0,005 43,08 <0,001 28,72 <0,001 28,72
По данным таблицы необходимо построить кривую гранулярного состава (рис.1). Так как по оси абсцисс данные откладываются в логарифмическом масштабе, то необходимо выбрать масштаб.
По кривой гранулярного состава определяем коэффициент неоднородности:
.
Если , то порода однородна по составу, порода с равномерным распределением.
Следовательно в нашем случае порода с равномерным распределением фракций.
Определяем по процентному содержанию частиц название породы по классификации.
Процентное содержание глинистых частиц – 43,08%, пылеватых частиц – 19,75%, песчаных частиц – 36,17%.
Т.к. процентное содержание песчаных частиц больше пылеватых, а глинистых частиц в исследуемой породе равно 43,08%, следовательно, наша порода – глина.
Заключение
Полученные в результате анализа имеющихся данных гидрогеологической разведки и расчетов показатели позволяют оценить характер и режимы водоносных горизонтов и принять действенные меры по дренированию горных выработок.
В ходе выполнения курсовой работы было произведено:
1. Дана характеристика Михайловского месторождения;
2. Составлена гидрогеологическая документация – план поверхности участка месторождения, гидроизогипс безнапорного водоносного горизонта и гипсометрии кровли водоупора, а также алан поверхности участка месторождения, гидроизопьез напорного водоносного горизонта и гипсометрии почвы верхнего водоупора;
3. Определение гидрогеологических параметров. Глубина залегания зеркала воды для скважины №9 равна 3,0(м). Мощность водоносного горизонта для скважины №9 равна 17,0(м). Мощность НВГ составляет 6,0(м). Определили, что при вскрытии НВГ выработкой его уровень повысится на 19,0(м).
4. Определение скоростной высоты.
5. Определение подземных вод в напорном пласте. Установили, что депрессионная кривая подземных вод для данного примера является прямой линий, что свидетельствует об установившемся режиме движения подземных вод.
6. Определение движения подземных вод в безнапорном пласте. Установили, что депрессионная кривая между скважинами является параболой.
7. Определили движение подземных вод к искусственным дренам.
8. Определили показатели состояния горной породы. Установили, что исследуемая порода – глина.
Список литературы
Гальперин А.М., Зайцев В.С., Кириченко Ю.В. Практикум по инженерной геологии. – М.: МГГУ, 2001.
Гальперин А.М., Зайцев В.С., Норватов Ю.А. Инженерная геология и гидрогеология. – М.: Недра, 1989.
Геологический словарь. – М.: Недра, 1978.
Геология, гидрогеология и железные руды бассейна Курской магнитной аномалии. – М.: Недра, 1969.
Геология месторождения угля и горючих сланцев СССР. Энциклопедия. – М.: Недра, 1973.
Горная энциклопедия. – М.: Советская энциклопедия, 1986.
Горное дело. Терминологический словарь. // Л.И. Барон, Г.П.Даминюк и др. – М.: Недра, 1981.
Краткий курс месторождений полезных ископаемых. // под ред. Вахромеева С.А. – М.: МГГУ, 2001.
Курс рудных месторождений. // под ред. Смирнова В.И. – М.: Недра, 1986.
Леоненко И.Н., Русинович И.А. Геология, гидрогеология и железные руды бассейна Курской магнитной аномалии. – М.: Недра, 1969.
Месторождения полезных ископаемых. // под ред. Ермолова В.А. – М.: МГГУ, 2001.
3