Обоснованность необходимых гидрогеологических исследований при разведке месторождений твердых полезных ископаемых

отработка обводненных месторождений твердых полезных ископаемых невозможна без проектных решений по их осушению. Прогнозные расчеты дренажных мероприятий основываются на гидрогеологических исследованиях. Основным видом получения исходных данных для расчета водопритоков являются опытно-фильтрационные работы. Несмотря на то, что достоверная гидрогеологическая информация может быть получена только по результатам кустовых откачек, в практике геологоразведочных и проектных работ изыскатели часто ограничиваются опробованием одиночных скважин. В статье рассматриваются причины и следствие формального подхода к опытно-фильтрационным работам как части инженерно-геологических изысканий. Показаны недостатки нормативно-методических документов, на основании которых становится возможным сокращать виды и объемы опытно-фильтрационных исследований. Приводятся примеры опытно-фильтрационных работ на месторождениях с получением ограниченных и непредставительных исходных данных по результатам одиночных откачек, на основании которых делался ошибочный прогноз водопритоков и соответственно дренажного оборудования. Автором отмечается, что использование специализированных компьютерных программ по обработке опытно-фильтрационных работ неэффективно без предварительного квалифицированного отбора концептуальной модели для выбора расчетной схемы. Особенно в части попыток получить по результатам одиночных откачек весь диапазон гидродинамических параметров.

Иванов Ю. К. Обоснованность необходимых гидрогеологических исследований при разведке месторождений твердых полезных ископаемых // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 5—1. — С. 92—106. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_51_0_92.

Исследования выполнены в рамках темы государственного задания ИГГ УрО РАН (гос. регистрации № АААА-А18—118052590028—9).

Иванов Юрий Константинович — канд. геол.-минерал. наук, старший научный сотрудник, http://orcid.org/0000-0002-9904-2969, Институт геологии и геохимии Уральского отделения РАН, 620016 Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15, Россия, ivanovyk@ru66.ru, ivanovuk@igg.uran.ru.

1. Дашко Р. Э., Романов И. С. Мерзлотно-гидрогеологический фактор при анализе и оценке устойчивости выработок и безопасности ведения горных работ на золотосеребряном месторождении «Купол» (ЧАО, Анадырский р-н) // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. — 2020. — №4. — С. 21—28. DOI: 10.31857/S0869780920040037.

2. «Об утверждении требований к составу и правилам оформления представляемых на государственную экспертизу материалов по подсчету запасов твердых полезных ископаемых». Приказ от 23 мая 2011 года № 378. Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации.

3. Методические рекомендации по технико-экономическому обоснованию кондиций для подсчета запасов месторождений твердых полезных ископаемых (кроме углей и горючих сланцев). ФГУ ГКЗ. –М., 2007.

4. Козырев В. И., Бешенцев В. А. Особенности выполнения опытно-фильтрационных работ на участках недр, эксплуатируемых одиночными водозаборами // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. — 2021. — № 6. — c. 46—56. https://doi. org/10.31660/0445—0108—2021—6—46—56.

5. Шестаков В. М., Башкатов Д. Н. Опытно-фильтрационные работы. — М.: Недра, 1974. — 204 с.

6. Шестаков В. М., Невечеря И. К., Авилина И. В. Методы расчетов опытных откачек в водоносных пластах с перетеканием. — М.: Научный мир, 2011. — 144 с.

7. Лехов М. В. 2021. Опытные откачки в изысканиях: неопределенность и неоднозначность / Полевые и лабораторные методы исследования грунтов  —  проблемы и решения. Материалы Общероссийской научно-практической конференции и выставки. — М., 2021. — С. 103—108.

8. Zech A., Arnold S., Schneider C., and Attinger S. (2015). Estimating parameters of aquifer heterogeneity using pumping tests—Implications for field applications // Adv. Water Resour., 83, 137– 147, doi:10.1016/j.advwatres.2015.05.021.

9. Armin Pechstein, Nadim K. Copty, Interpretation of Pumping Tests in Heterogeneous Aquifers with Constant Head Boundary, Groundwater, 10.1111/gwat.13072, 59, 4, pp. 517— 523, 2021.

10. СП 446.1325800.2019 Инженерно-геологические изыскания для строительства. Общие правила производства работ.

11. Герасименко Б. Н. Гидрогеологическая карта СССР масштаба 1:200 000 листа О-41-XXV (Свердловск). Отчет Пышминского отряда съемочной партии по результатам работ 1967—1969 гг. — Свердловск, 1972.

12. Синдаловский Л. Н. Гидрогеологические расчеты с использованием программы ANSDIMAT. — СПб.: Наука, 2021. — 891 с.

13. Osborne Paul S. Suggested Operating procedures for aquifer pumping tests. EPA Groundwater Issue. EPA/540/S-93/503, 1993.

14. Renard P. The future of hydraulic tests// Hydrogeology Journal. 2005, no 13, pp. 259—262. DOI: 10.1007/s10040—004—0406—5.

15. Ferris J. G., Knowless D. B., Brown R. H., Stallman R. W.. Theory of aquifer tests. U. S. Geological Survey, Water Supply Paper. 1962,1536E, 174 p. https://doi.org/10.3133/ wsp1536E.

16. Bourdet D, Whittle T. M., Douglas A. A., Pirard Y. M. A new set of type curves simplifies well test analysis // World Oil. 1983, pp. 95—106.

17. Kerang Sun. Formulating surrogate pumping test data sets to assess aquifer hydraulic conductivity // Journal of Hydrology X. 2018, vol. 1. https://doi.org/10.1016/j. hydroa.

18. Alraune Zech, Sebastian Müller, Juliane Mai, Falk Heße, Sabine Attinger, Extending Theis’ solution: Using transient pumping tests to estimate parameters of aquifer heterogeneity // Water Resources Research, 10.1002/2015WR018509. 2016, vol. 52, no. 8, pp. 6156—6170.

19. Pechstein, Armin & Attinger, Sabine & Krieg, Ronald & Copty, Nadim. (2016). Estimating transmissivity from single-well pumping tests in heterogeneous aquifers // Water Resources Research. 52. n/a-n/a. 10.1002/2015WR017845.

20. Hadamard J. Théorie des équations aux dérivées partielles linéaires hyperboliques et du problème de Cauchy. Acta Math. 31 333—380, 1908. https://doi.org/10.1007/ BF02415449.

21. Hantush M. S. and C. E. Jacob. Non-steady radial flow in an infinite leaky aquifer// Am. Geophys. Union Trans. 1955, vol. 36, pp. 95—100.

22. Agarwal R. G. An investigation of wellbore storage and skin effects in unsteady liquid flow: I. Analystical treatment// Society of Petroleum Engineers Journal. 1970, vol. 10, is. 03, pp. 279—290. https://doi.org/10.2118/2466-PA.

23. Лехов М. В. Определение фильтрационных параметров одиночными откачками // Инженерная геология. 2020. № 2. С. 36—48.

24. Bruce D. Misstear. The value of simple equilibrium approximations for analysing pumping test data// Hydrogeology Journal. 2001, no. 9, pp. 125—126.

25. Renard P., Glenz D. and M. Mejias. Understanding diagnostic plots for well-test interpretation// Hydrogeology Journal. 2009, vol. 17, pp. 589—600. Doi:10.1007/s10040— 008—0392—0. https://doi.org/10.1007/s100400100133