Большая Советская Энциклопедия (ПО)
Шрифт:
По происхождению выделяется несколько типов П. в. Инфильтрационные воды образуются благодаря просачиванию с поверхности Земли дождевых, талых и речных вод. По составу они преимущественно гидрокарбонатно-кальциевые и магниевые. При выщелачивании гипсоносных пород формируются сульфатно-кальциевые, а при растворении соленосных — хлоридно-натриевые воды. Конденсационные П. в. образуются в результате конденсации водяных паров в порах или трещинах пород. Седиментационные воды формируются в процессе геологического осадкообразования и обычно представляют собой измененные захороненные воды морского происхождения — хлоридно-натриевые, хлоридно-кальциево-натриевые и др. К ним же относятся погребённые рассолы солеродных бассейнов, а также ультрапресные воды песчаных линз в моренных отложениях. Воды, образующиеся из магмы при её кристаллизации и при метаморфизме горных
Одним из показателей природной обстановки формирования П. в. является состав растворённых и свободно выделяющихся газов. Для верхних водоносных горизонтов с окислительной обстановкой характерно присутствие кислорода, азота для нижних частей разреза, где преобладает восстановительная среда, типичны газы биохимического происхождения (сероводород, метан). В очагах интрузий и термометаморфизма распространены воды, насыщенные углекислым газом (углекислые воды Кавказа, Памира, Забайкалья). У кратеров вулканов встречаются кислые сульфатные воды (т. н. фумарольные термы). Во многих водонапорных системах, которыми являются часто крупные артезианские бассейны, выделяют три зоны, различающиеся степенью интенсивности водообмена с поверхностными водами и составом П. в. Верхние и краевые части бассейнов заняты обычно инфильтрационными пресными водами зоны активного водообмена (по Н. К. Игнатовичу), или активной циркуляции. В центральных глубоких частях бассейнов выделяется зона весьма замедленного водообмена, или застойного режима, где распространены высокоминерализованные воды. В промежуточной зоне относительно замедленного или затруднённого водообмена развиты смешанные воды различного состава.
Закономерности распространения П. в. зависят от многих геологических и физико-географических факторов. В пределах платформ и краевых прогибов развиты артезианские бассейны и склоны (на территории СССР, например, Западно-Сибирский артезианский бассейн , Московский артезианский бассейн , Прибалтийский артезианский бассейн ). На платформах встречаются большие по площади участки с высокоподнятым докембрийским кристаллическим фундаментом, характеризующиеся развитием трещинных вод (Украинский кристаллический массив, Анабарский массив и др.), в горно-складчатых областях — П. в. трещинного типа.
Своеобразные гидрогеологические условия, определяющие характер циркуляции и состав П. в., создаются в областях развития многолетнемёрзлых горных пород, где формируются надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные воды.
П. в. — часть водных ресурсов Земли; общие запасы П. в. суши составляют свыше 60 млн. км3 . П. в. рассматриваются как полезное ископаемое. В отличие от других видов полезных ископаемых, запасы П. в. возобновимы в процессе эксплуатации. Участки водоносных горизонтов или их комплексов, в пределах которых имеются условия для отбора П. в, определённого состава, отвечающего установленным кондициям, в количестве, достаточном для экономически целесообразного их использования, называются месторождениями П. в. По характеру использования П. в. подразделяются в СССР на: хозяйственно-питьевые, технические, промышленные, минеральные воды и термальные воды . К П. в. хозяйственно-питьевого типа относят пресные воды, отвечающие кондициям (с определёнными вкусовыми качествами, не содержащие вредных для здоровья человека веществ и микроорганизмов). Промышленные воды с повышенным содержанием отдельных химических элементов (I, Br, В, Li и Др.) представляют интерес для различных отраслей промышленности. П. в., содержащие специфические компоненты (газы, микрокомпоненты), используются в лечебных целях и в качестве столовых напитков.
В некоторых случаях П. в. вызывают заболачивание и подтопление территорий, оползни, осадку грунтов под инженерными сооружениями, затрудняют проведение горных выработок, ведение горных работ в шахтах и на карьерах. Для уменьшения притока П. в. в район промышленных объектов применяются дренаж, водоотлив , осушение месторождений .
Многие качественные и количественные показатели параметров П. в. (уровня, напора, расходов, химического и газового составов, температуры и др.) подвергаются кратковременным, сезонным, многолетним и вековым
В СССР имеется свыше 100 гидрогеологических станций, включающих более чем 25 000 наблюдательных пунктов, которые являются источниками информации о режиме П. в. Изучение режима производится для составления его прогноза при проектировании строительства; разработки мероприятий по предупреждению и ликвидации засоления и заболачивания; составления прогноза водно-солевого режима на орошаемых массивах, для оценки и прогноза водопритоков в горные выработки шахт, карьеров и рудников и др.
В СССР ежегодно выпускаются прогнозы режима П. в. предвесеннего минимального, максимального и осеннего положения уровня вод зоны интенсивного водообмена. Прогнозы выпускаются в виде карт, на которых показываются изменения уровня П. в.
Исследованием П. в. занимается гидрогеология .
Лит.: Вернадский В. И., История минералов земной коры, т. 2 — История природных вод, ч. 1, в. 1—3, Л., 1933—1936; Саваренский Ф. П., Гидрогеология, 2 изд., М. — Л., 1935; Овчинников А. М., Общая гидрогеология, 2 изд., М., 1954; Каменский Г. Н., Толстихина М. М., Толстихин Н. И., Гидрогеология СССР, М., 1959; Ланге O. K., Подземные воды СССР, ч. 1—2, М., 1959—1963; его же, Гидрогеология, М., 1969; Коноплянцев А. А., Ковалевский В. С., Семенов С. М., Естественный режим подземных вод и его закономерности, М., 1963; Гидрогеология СССР, т. 1—, М., 1966—; Швецов П. Ф., Коноплянцев А. А., Швец В. М., Современное содержание, основные направления и организационные формы развития гидрогеологии в СССР, «Изв. АН СССР. Сер. геологическая», 1973, № 2; Коноплянцев А. А., Семенов С. М., Прогноз и картирование режима грунтовых вод, М., 1974.
А. А. Коноплянцев.
Подземные пожары
Подзе'мные пожа'ры , пожары в подземных выработках шахт (рудников) и в массиве полезного ископаемого. П. п. возникают как от внешних тепловых импульсов (экзогенные П. п.) — от неосторожного обращения с огнем, неисправности электрооборудования, трения механизмов и т.п., так и в результате самовозгорания угля, углистых пород и сульфидных руд (эндогенные П. п.). Особо опасными П. п. становятся при наличии в шахте метана, взрывчатой угольной или сульфидной пыли.
Профилактика П. п. и предупреждение их последствий заключается в том, что наряду с общими пожарно-профилактическими мероприятиями (использование негорючих материалов для крепления горных выработок, трудновоспламеняемых конвейерных лент и электрических кабелей в негорючих оболочках, устройство разветвленной сети пожарного водопровода и др.), предусматривается применение специальных схем вскрытия и подготовки месторождений. Они позволяют локализовать участок в случае пожара и отвести пожарные газы в общешахтную исходящую струю воздуха, минуя остальные участки, на которых находятся люди. Все подземные рабочие обеспечиваются самоспасателями (см. Горноспасательное оборудование ), позволяющими выйти в безопасное место из выработок, заполненных пожарными газами.
В начальной стадии развития экзогенные П. п. тушат непосредственным воздействием на очаг водой, огнетушащими средствами и т.п. Эндогенные П. п., очаги которых находятся, как правило, в труднодоступных местах, а также принявшие большие размеры экзогенные пожары тушат способом изоляции (в выработках устанавливают специальные изолирующие сооружения, прекращающие доступ воздуха в район пожара). В некоторых случаях приходится прибегать к затоплению пожарных участков водой. При изоляции пожарных участков, опасных по выделению метана, для предупреждения взрыва в район пожара нагнетают негорючие газы (CO2 , N2 ) или парогазовую смесь, образуемую выхлопными газами газотурбинного двигателя, охлажденными диспергированной водой, что снижает концентрацию кислорода в воздухе пожарного участка до пределов, исключающих возможность взрыва метана (комбинированный способ).