ВКМКС находится в пределах Предуральского артезианского бассейна. На территории Прикамья И.Н. Шестов выделяет три гидрогеологические области: Уральскую, Предуральскую и Камскую. В свою очередь, в Предуральской гидрогеологической области выделаются 4 гидрогеологических район, в том числе и Соликамский, который территориально соответствует Соликамской впадине.
Водозащитная толща – это совокупность горных пород, залегающих над рабочими пластами, не содержащих и не проводящих подземных вод. Полный объем развит в мульдах и синклиналях, а сокращенный на сводах соляных куполов. В зонах соляного карста ВЗТ уменьшается в объеме и на отдельных участках отсутствует совсем. Верхняя граница ВЗТ представляет собой скользящую границу и проводится по поверхности соляного карста, на котором обнажаются породы сильвинит-карналитовой литозоны и покровной соли, или же по кровле второго сверху пласта каменной соли, залегающей в верхней переходной литозоне или нижней части соляно-мергельной толщи.
Соляная толща месторождения, являясь водоупором, разделяет подземные воды на 2 этажа - нижний (подсолевой) и верхний (надсолевой). В соответствии с этим на месторождении выделяются надсолевые и подсолевые воды.
Надсолевые воды:
Вся серия надсолевых отложений Верхнекамского месторождения полностью насыщена водой. Отдельные водоносные горизонты его слабо изолированы друг от друга прослоями водонепроницаемых пород, являющихся относительными водоупорами. Надсолевой комплекс пород характеризуется хорошо выраженной гидродинамической и гидрохимической зональностью. В вертикальном разрезе надсолевого водоносного комплекса выделяются гидрохимические зоны(сверху вниз): верхняя(развита в породах четвертичных отложений, где преобладают пресные воды), средняя(приурочена к верхней части, представленная слабоминерализованными водами сульфатно-кальциевого состава), нижняя(представленная хлоридно-натриевыми рассоломи). По принадлежности к водовмещающим стратиграфическим элементам в надсоляном водоносном комплексе выделяется четыре водоносных горизонта: четвертичных отложений, шешминский, верхнесоликамский и нижнесоликамский. Воды верхнего горизонта пресные, гидро-карбонатно-кальцевые, минерализация состовляет 0,1-0,3г\л и редко достигают 0,8г\л. Коэффициент фильтрации состовляет до 21,2 м\сут.
Внутрисолевые воды:
В свежих горных выработках, пройденных в соляной толще, довольно часто наблюдается выделение рассолов различной интенсивности и продолжительности. Различные условия залегания внутрисолевых рассолов создают разнообразные формы их выделения при вскрытии горными выработками. При взрывных работах о присутствии рассолов в нарушенных полостях нередко можно судить лишь по увлажнению стенок выработок.
На данном участке толщина ВЗТ сверху вниз увеличивается, что можно последить на плане изопахит ВЗТ. На границе участка ВЗТ составляет 100 м.
На вершине купола она имеет минимальную толщину. Соляное зеркало всего участка проходит по сильвинит-карналитовой литозоне. На разрезе верхней границы ВЗТ является второй сверху пласт каменной соли верхней переходной литозоны.
Калийные соли легкорастворимы, и поэтому подземные воды для калийных рудников представляют весьма большую опасность. В связи с тем, что соляная толща не содержит подземных вод и является совершенно безводной, гидрогеологические условия месторождения связаны с обводненностью над соляным комплексом пород.
ВКМКС можно рассматривать, как самостоятельную гидрогеологическую область, в которой кровля соляного залежа служит поверхностью водоупора для надсоляного водоносного комплекса, в составе которого 2 различных по химическому составу и водообильности горизонта подземных вод.
Карст:
На месторождении выделяется 2 типа соляного карста-зоны сплошного и локального карстообразования. Карстовые зоны локального развития пространственно распологаются на сводах положительных структур. Однако развитие карстанаблюдается в основном только на тех структурах, которые на поверхности сопряжены с водотоками. Так, в северной части месторождения на поднятиях отсутствуют как водотоки, так и закарствованность. Зоны сплошного развития карста расположены вблизи западной и восточной границ северной части калийной залежи, На этомучастке наблюдается общее высокое залегание соляных пород, исключая районы, где соляное зеркало понижается.
Карстовые процессы протекали неравномерно. На отдельных этапах в зависимости от тектонической обстановки и физико-географических условий они затухали, или почти полностью останавливались. В периоды активизации карста вышелачивание солей происходило в основном в одних и тех же участках.
ВКМКС находится в пределах Предуральского артезианского бассейна. На территории Прикамья И.Н. Шестов выделяет три гидрогеологические области: Уральскую, Предуральскую и Камскую. В свою очередь, в Предуральской гидрогеологической области выделаются 4 гидрогеологических района, в том числе и Соликамский, который территориально соответствует Соликамской впадине.
Водозащитная толща – это совокупность горных пород, залегающих над рабочими пластами, не содержащих и не проводящих подземных вод. Полный объем развит в мульдах и синклиналях, а сокращенный на сводах соляных куполов. Мощность ВЗТ по первому варианту для скважины № 1 - 127,5 м., для скважины №2 – 98,4 м., для скважины № 6 - 130,35 м., для скважины № 7 - 104,45 м., для скважины № 12 - 72,45 м., для скважины № 18 - 138,15 м., для скважины № 19 - 123,2 м.
На предприятиях мощность ВЗТ должна быть не менее 50 метров.
Водоносный горизонт или аквифер — осадочная горная порода, представленная одним или несколькими переслаивающимися подземными слоями горных пород с различной степенью водопроницаемости. Из подземной прослойки водонапорной проницаемой горной породы или неконсолидированных материалов (гравий, песок, ил, глина) могут быть извлечены подземные воды с помощью скважины.
Слои частично состоят из рыхлых материалов: гравия, доломита, ила, известняка, мергеля или песка. Трещины или пустоты между слоями заполнены подземными водами. Горизонт ограничен либо двумя водоупорными пластами (обычно глиной), либо водоупорным пластом и зоной аэрации.
Верхняя граница ВЗТ представляет собой скользящую границу. При наличии верхней переходной толщи, за кровлю ВЗТ берется кровля второго сверху пласта каменной соли верхней переходной толщи, если верхней переходной толщи нет, за кровлю ВЗТ берется отметка кровли покровной каменной соли. Если отсутствует и верхняя переходная и покровная соль, то берется отметка сильвинит карналлитовой литозоны.
Соляная толща месторождения, являясь водоупором, разделяет подземные воды на 2 этажа - нижний (подсолевой) и верхний (надсолевой). В соответствии с этим на месторождении выделяются надсолевые и подсолевые воды.
Надсолевые воды:
Вся серия надсолевых отложений Верхнекамского месторождения (вплоть до соляного зеркала), за исключением примыкающих к речным долинам и оврагам незначительных дренируемых участков, полностью насыщена водой. Фациальная невыдержанность надсолевых отложений и субвертикальные зоны трещиноватости явились причиной образования единого водоносного комплекса. Отдельные водоносные горизонты его слабо изолированы друг от друга прослоями водонепроницаемых пород, являющихся относительными водоупорами. Надсолевой комплекс пород характеризуется хорошо выраженной гидродинамической и гидрохимической зональностю. В вертикальном разрезе надсолевого водоносного комплекса выделяются гидрохимические зоны(сверху вниз): верхняя(развита в породах четвертичных отложений, где преобладают пресные воды), средняя(приурочена к верхней части, представленная слабоминерализованными водами сульфатно-кальциевого состава), нижняя(представленная хлоридно-натриевыми рассоломи). По принадлежности к водовмещающим стратиграфическим элементам в надсоляном водоносном комплексе выделяется четыре водоносных горизонта: четвертичных отложений, шешминский, верхнесоликамский и нижнесоликамский.
Водоносный горизонт четвертичных отложений. Водообильность четвертичных отложений изменяется в широких пределах и зависит от гранулометрического состава пород.
Моренные отложения, покровные суглинки и аллювиально-делювиальные наносы слабо водоносны. Флювиогляциальные пески, расположенные на водоразделах, пологих склонах и в долине р. Камы, при наличии водоупоров водоносны, а при залегании на трещиноватых породах водоносны лишь в периоды весеннего снеготаяния и дождей. Коэффициент фильтрации песков зависит от их гранулометрического состава и колеблется от 0,5 до 25 м/сут. Дебиты источников достигают 5,6 л/с. Уровни подземных вод обычно следуют дневной поверхности. Воды пресные (минерализация не выше 0,5 г/л), гидрокарбонатно-кальциевые. Содержание отдельных ионов колеблется в следующих пределах(в м/г): CL 7-50; HCO3 -12-300; SO4(2-) – от следов до 27; Ca(2+) – до 80; Mg(2+) 18-30.
Воды аллювиальных отложений достаточно обильны. Коэффициент фильтрации аллювиальных песков обычно изменяется в пределах 2,5-4,5 м/сут., но в крупнозернистых песках повышается до 70 м/сут., в суглинках же снижается до 0,2 м/сут. И меньше. Аллювий является водоносным по всей его мощности. Воды аллювия пресные, по составу сходные с водами рек. По химическому типу – бикарбонатно-кальциевые с сухим остатком – 0,3-0,6 г/л; жесткостью 2-3 мг*экв и содержанием CL до 15 мг/л, SO4(2-) –до 10 мг/л.
Шешминский водоносный горизонт приурочен к отложениям ПЦТ, водоносность которой весьма незначительна. Воды обычно имеют свободный уровень, но иногда приобретают местный напор. Мощность водосодержащих прослоев составляет 0,1-3,0 м.
Коэффициенты фильтрации редко превышают 1 м/сут. Воды преимущественно гидрокарбонатно-кальциевого состава с минерализацией 0,2-0,5 г/л (редко до 1 г/л).
Верхнесоликамский водоносный горизонт развит в породах ТКТ и является основным коллектором пресных подземных вод. Он распространен повсеместно, за исключением отдельных участков в пределах соляных поднятий. В речных долинах горизонт той или иной мере имеет гидравлическую связь с поверхностными и грунтовыми водами. В региональном плане прослежвается общее уменьшение степени водопроницаемости и водообильности пород ТКТ в направлении с севера на юг.
Внутрисолевые воды:
В свежих горных выработках, пройденных в соляной толще, довольно часто наблюдается выделение рассолов различной интенсивности и продолжительности. Истечение рассолов происходит как из отдельных замкнутых плоскостей, как правило, в виде выбросов с газом, так и из глинистых прослойков в виде капельного выделения и малозаметных увлажнений стенок выработок. Наиболее четко приток рассолов фиксируется при бурении шнуров и подземных скважин, дренирующих рассолы из пересекаемых прослойков соленосных глин.
Различные условия залегания внутрисолевых рассолов создают разнообразные формы их выделения при вскрытии горными выработками. При взрывных работах о присутствии рассолов в нарушенных полостях нередко можно судить лишь по увлажнению стенок выработок. Рассолы весьма насыщены солями и находятся в физико-химическом равновесии с вмещающими породами.
Для этих вод характерно почти полное отсутствие сульфат-иона и повышение количества кальция.
Поровые растворы являются высокоминерализованными рассолами с повышенными содержаниями брома, йода, стронция, редких щелочей и ряда других микрокомпонентов. Минерализация может достигать 450 г/л.
Карст:
Сущность соляного карста заключается в выщелачивании каменой и калийной солей подземными водами и накоплении на их месте нерастворимых компонентов, содержащихся в соляных породах. Выщелачивание соляных пород подземными водами наиболее интенсивно протекает на участках тектонических поднятий и куполов.
Общий приток надсоляных отложений в открытый шахтный ствол может составлять 1000-1500.
На ВКМКС достаточно широко развиты карстовые процессы. Наличие соляного карста определяется анализом полноты стратиграфического разреза. Соляной карст в отличие от карбонатного и сульфатного карста не сопровождается образованием крупных пустот, ибо при подземном выщелачивании соляных пород надсоляные перекрывающие породы (мергели, глины, доломиты) непосредственно ложатся на соляные отложения. В этом случае отсутствие в разрезе пластов каменной соли и калийных солей указывает на проявление соляного карста. Чтобы определить интенсивность соляного карстообразования, необходимо подсчитать суммарную мощность выщелоченных солей по данным буровых скважин. Эта процедура выполняется следующим образом. Нормальная мощность покровной каменной соли на ВКМКС равна до 2,0 м. Если по скважине она меньше 2 м, то её уменьшение указывает на проявление подземной эрозии верхней части покровной соли. Если по скважине отсутствуют покровная соль полностью и какие-либо пласты сильвинит-карналлитовой литозоны (К, И-К, И, З-И, З, Ж-З и т.д.), то суммарная мощность их по данным литолого-стратиграфического разреза является показателем интенсивности соляного карста.
ВКМКС можно рассматривать, как самостоятельную гидрогеологическую область, в которой кровля соляной залежи служит поверхностью водоупора для надсоляного водоносного комплекса, в составе которого 2 различных по химическому составу и водообильности горизонта подземных вод.
Мощность ВЗТ на всей площади участка удовлетворяет требованиям (т.е. более 50 м над пластом Кр II).
Заключение