Таблица 6. Масштабы месторождений основных видов ископаемых солей по запасам, млн.т.[4]

Месторождения твердых солей являются осадочными образованиями, возникшими из истинных растворов в особых солеродных бассейнах с ограниченным доступом минерализованных вод, в аридных климатических условиях, обеспечивающих постоянную высокую концентрацию и их выпадения в осадок.

По способу и времени отложения, а также форме нахождения солей различаются месторождения современные внутриконтинентальные озерные и прибрежно-морские, ископаемые (древние), рассолов и соляных источников.

Верхнекамское месторождение калийных солей относится к ископаемым (древним) месторождениям.

Древние солеродные бассейны были преимущественно мелководными. Время накопления соляной толщи Верхнекамского соленосного бассейна (800 – 1000 м) составило 12 – 17 тыс. лет.

Соли накапливались в обширных впадинах с большой скоростью погружения, увеличивающейся к заключительным этапам отложения осадков. Прогибание дна солеродного бассейна происходило ритмично, ускорение погружения сопровождалось кристаллизацией солей, а замедление – образованием гипса, ангидрита и карбонатно-терригенных илов. При глубинах погружения более 2000 м формировались мощные толщи каменной и калийных солей, при меньших погружениях и по окраинам бассейнов отлагались гипс-ангидритовые и ангидрит-доломитовые слои.

На начальных стадиях галогенеза образовывались доломит-гипс-ангидритовые породы, затем преимущественно каменная соль и завершается процесс формированием калийно-магниевых солей. Калийные соли имеют ограниченное распространение в галогенных формациях, так как они выпадают в твердый осадок при концентрации рапы от 32 до 40 %.

Такие высокие концентрации возникают на заключительных стадиях выпаривания морских рассолов (эвтоника), и поэтому калийные соли завершают разрезы отдельных циклов галогенеза или всей галогенной формации в целом.

По химическому составу Верхнекамское месторождение относится к хлоридному (бессульфатному) типу, образование которого связано с явлениями метаморфизации морских вод.

По особенностям тектонической структуры и условиям залегания соляных пород выделяют три основных типа месторождений солей: 1) пластовые недислоцированные со спокойным моноклинальным или мульдообразным залеганием пластов; 2) пластовые дислоцированные, складчатые, иногда чешуйчато-блоковые; 3) солянокупольные.

Для месторождений первых двух типов характерны слоистое внутреннее строение, пластовая и линзовидная форма залежей. В связи с высокой пластичностью солей внутренняя структура пластов и куполов чрезвычайно сложна. Внутрипластовые структуры представлены дисгармоничными асимметричными или коробчатыми складками течения со сжатыми крутыми, часто изоклинальными крыльями. Жесткие гипс-ангидритовые прослои в соляных залежах часто раздроблены, разделяют и ограничивают горизонты (слои) развития микроскладок.[5]

5. Геоэкологическая оценка состояния Верхнекамского месторождения солей

Аварии на рудниках и многочисленные сейсмические явления дают основание считать, что техногенные воздействия переходят в наступательную, прогрессивную стадию. Их влияние приобретает комплексный характер, охватывая все компоненты природной среды – недра, атмосферу и поверхностные воды. рельеф, почвенно-растительный покров, атмосферу и т.д.

Источниками воздействия на геологическую среду являются технологические процессы любого производства, в которых осуществляется обмен с ней веществом и энергией. К технологическим процессам, приводящим к нарушениям геоэкологической ситуации, можно отнести:

- устройство промплощадок под буровые и другие геологоразведочные работы, строительство дорог, коммуникаций промышленного и коммунального назначения, зданий и сооружений промышленных предприятий;

- проходка подготовительных и очистных выработок;

- строительство и эксплуатация шламохранилищ и солеотвалов;

- засыпка естественных углублений рельефа;

- закладка выработанного пространства отходами горного производства;

- оврагообразование при сбросе промышленных вод;

- жилищное строительство.

Для выявления уровня активности нарушения геологической среды необходимо весь технологический процесс рассматривать как состоящий из отдельных операций, например, технология добычи калийной соли включает следующие операции: ее отбивку и погрузку, транспортировку, управление горным давлением и т.д.

Основные характеристики нарушений геологической среды следующие:

- длина и площадь фронта горных работ;

- глубина работ от поверхности;

- мощность извлекаемых соляных пластов и вмещающих пород;

- мощность обрушающихся при подземных горных пород, высота сводов обрушений, параметры зон сдвижения пород под очистными и подготовительными выработками;

- объемы извлекаемых вмещающих пород и полезных ископаемых;

- объемы соли в солеотвалах и рассолов в шламохранилищах;

- объем засоления подземных и поверхностных вод.

На территории месторождения более 50 млн. м3 загрязненных сточных вод ежегодно сбрасываются в р. Кама. Общий валовой сброс загрязняющих веществ составляет более 900 млн. т ежегодно.

Деятельность промышленных предприятий привела к разрушительному воздействию на ландшафты региона. Под свалки, солеотвалы, шламохранилища занято 2000 га лесных и сельскохозяйственных угодий. Под воздействием выбросов предприятий произошло загрязнение почв.

Самым мощным источником загрязнения подземных вод расположенное на берегу Камского водохранилища в пригороде Березников так называемое «Белое море» - шламонакопители щелочных стоков двух содовых заводов и кислых стоков с Березниковского титано-магниевого комбината и Березниковского химического завода.

За период эксплуатации месторождения калийных солей (с 1932г.) в недрах образовались значительные пустоты. На поверхности скопилось более 300 млн. т отходов в виде солеотвалов. В пределах месторождения из надсолевых водоносных горизонтов ежесуточно откачивается 150-200 тыс. м3 подземных вод, а из подсолевых отложений добывается ежегодно более 2 млн.тонн нефти. В результате города Березники и Соликамск с населением более 300 тысяч человек оказались на подработанной территории, на которой сейсмические явления.

При эксплуатации месторождения проявляется большое количество инженерно-геологических процессов, отрицательно влияющих как на безопасность ведения горных работ, так и на безопасность жизнедеятельность населения. К ним относятся: деформации земной поверхности, газопроявления, карстообразования, обрушение горных пород, трещино- и заколообразования, зоны замещения и рассолопроявления. Наибольшею опасность вызывают деформации земной поверхности и газопроявленияв соленых породах, которые нарушают устойчивость горного массива и оказывают значительное влияние на безопасность отработки. В связи с этим, изучение их особенностей и закономерностей является одной из важнейших задач обеспечения эффективной эксплуатации Верхнекамского месторождения калийных солей.[6]

6. Проектная часть

Исходные данные:

Пластовое тело калийных солей залегает на глубине 290м среди осадочных пород. Залежь на поверхность не выходит. Вскрыта вертикальными скважинами колонкового бурения. План разведочных скважин предоставлен на рис. 1. Расстояние между разведочными скважинами составляет 2000м.

Данные опробования выработок приведены в таблице 1.

В северной части залежь выклинивается.

Кондиции для руд:

1)  минимальная промышленная мощность пласта – 1,5м;

2)  минимальное промышленное содержании – 25%;

Объемная плотность: карбонатных руд – 2

Требуется:

1.  Оконтурить площадь развития продуктивного пласта, выполнить блокировку балансовых запасов.

2.  Подсчитать запасы балансовых и забалансовых руд.

3.  Наметить проектное расположение выработок, необходимых для доизучения участка (если они требуются).

Подсчет запасов балансовых руд

Список используемой литературы

1. Кудряшов А.И. «Верхнекамское месторождение солей», 2001 г.

2. ОАО «Уралкалий» Геология Быгельско-Троицкого участка.

3. http://www.uralkali.com/upload/folder/UralKaliy_godovoy_otchet_2009_ru.pdf

4. Методические рекомендации по применению классификации запасов к месторождениям ископаемых солей, М., 2005 г.

5. Карякин А.Е., Строна П.А. «Промышленные типы неметаллических полезных ископаемых», М.: «Недра», 1985 г.

6. В.В. Белкин «Мониторинг геологической среды верхнекамского соленосного бассейна», 2006 г.