Способ осушения горной выработки

 

Изобретение относится к области строительства, в частности к защите от подземных вод в процессе возведения и эксплуатации заглубленных сооружений , и может быть использовано в горном деле. Изобретение направлено на повьппение эффективности осушения в имеющем непроницаемую кровлю безнапорном водоносном пласте. Это достигается тем, что перед подачей сжатого воздуха в пересекающую водоносный пласт скважину производят нагнетание в нее воды. При этом образуется гидравлический замок в виде водонасьш1енной до кровли пласта зоны. Для определения объема и Hiano- ра воды приводятся математические зависимости. Данное техническое решение исключает необходимость применения замораживания. 6 ил. (Л ю 00 00 tvD OfS 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 Е 02 D 19/10 г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3828747/29-33 (22) 05.10.84 (46) 07.02.87. Бюл. В 5 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (72) В.С.Рудиков (53) 624.152.612(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1043306, кл. Е 21 0 1/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР У 863771, кл. Е 02 D 19/10, 1980...80„„1288266 А1 (54) СПОСОБ ОСУШЕНИЯ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ (57) Изобретение относится к области строительства. в частности к защите от подземных вод в процессе возведения и эксплуатации эаглубленных сооружений, и может быть использовано в горном деле. Изобретение направлено на повышение эффективности осушения в имеющем непроницаемую кровлю безнапорном водоносном пласте. Это достигается тем, что перед подачей сжатого воздуха в пересекающую водоносный пласт скважину производят нагнетание в нее воды. При этом образуется гидравлический замок в виде водонасыщенной до кровли пласта зоны. Для определения объема и напора воды приводятся математические зависимости. Данное техническое ре- шение исключает необходимость применения замораживания. 6 ил.

1288266

Ъ„

U = " (M — h) (2,25at + ЗМ ctg К +

+ 4,5 at Mctgd.), V(1nR — 1nr, )

1э (2) где n — пористость пласта, М вЂ” мощность пласта, м;

h — - высота от подошвы пласта до уровня воды в пласте, м, n — коэффициент уровнепроводности пласта, м /сут;

Изобретение относится к области строительства, в частности к защите от подземных вод в процессе возведения и эксплуатации сооружений, и может быть использовано в горном деле.

Цель изобретения - повышение эффективности осушения в имеющем непроницаемую кровлю безнапорном водоносном пласте.

На фиг. 1 изображена фаза образования пересекающей водоносный пласт скважины из нарезных штреков и поверхности земли, на фиг. 2 — то же, иэ шахтного ствола; на фиг. 3— фаза начала подачи воды в ненапорный водоносный горизонт и формирование гидравлического замка, на фиг.4— фаза окончания формирования гидравлического замка; на фиг. 5 — на- 1 чальная фаза оттеснения воды воздухом; на фиг. 6 — начало проходки выработки в осушенной зоне.

Способ осуществляют следующим образом.

На участке работ в породах кровли

1 ненапорного водоносного горизонта

2 или подошвы водоупора 3 осуществляют сооружение скважины 4 с поверхности земли или горных выработокштреков 5 или шахтных сволов 5 4 (фиг. 1 и 2) с оборудованием их фильтровыми колоннами 6 и фильтрами

7, причем в случае шахтного ствола перед сооружением скважину проходку его прекращают не доходя 1,5-2,0 м до водоносного горизонта 2. Насосом по трубам 6 (насос и гидравлическая связь его с трубами не показаны) в водоносный горизонт 2 подают воду (фиг. 3) в обьеме U при напоре Н значения коТорых определяют по зависимостям (1) и (2)..t - заданная длительность подачи воды, сут, с — угол наклона к горизонту поверхности оттесняемой воды, 5 град, R — радиус влияния, м, R = 1,5)at; г — радиус скважины, м, К вЂ” коэффициент фильтрации, м/сут.

Вода, выходя из фильтра 7, насыщает породу до кровли пласта, образуя вокруг скважины гидравлический замок

8 (фиг. 4 и 5).

После подачи расчетного количества воды от компрессора или шахтной магистрали по трубам фильтровой колонны б,подают сжатый воздух (фиг. 5).

Выходя из фильтра 7, он начинает оттеснять воду, образуя фронт 9 "воздух-вода" (фиг. 5 и 6), плоскость по образующей которого с водоупором располагается под углом oL . Напором воздуха обеспечивают повышение действительной скорости воды от скважины, которая заполняет пространство от уровня воды в пласте до его кровли, чем увеличивают толщину цилиндра гидрозамка и исключают прорыв сжатого воздуха по пласту. Количество возду:ха, подаваемого в пласт, регламенти-руют целевым назначением выполняемых работ и определяют по известным зависимостям.

Оттеснив воду на требуемое расстояние, обусловливаемое количеством

35 подаваемого воздуха, приступают к выполнению основных работ, например проходке шахтных стволов (фиг. 6).

Пример. Пройден шахтный

40 ствол диаметром 7 м в обводненных неустойчивых песках ненапорного водоносного горизонта.

Коэффициент фильтрации пород водоносного горизонта К = 2 м/сут, 45 пористость пласта n = 0,1, мощность ненапорного водоносного пласта И =

= 20 м, расстояние от кровли пласта до уровня воды в нем M — h = 4.

Шахтный ствол на участке обводненных пород пройден известным способом — замораживанием до глубины

60 м. Среднесуточная проходка ствола составляет 0,8 м/сут.

При реализации предлагаемого способа в этих условиях достигнуты следующие показатели. Производительность 1,3 м/сут, исключены затраты на процесс замораживания горных пород, отпала необходимость в бурении

1288266

+ 4,5 Йс Mctgd), V(lnR — 1nr )

2 l KMt

5а Е

30 замораживающих скважин глубиной

70 м.

При этом общее количество воды, определенное по зависимости (1) для продолжительности ее закачивания

1 сут, составляет 635 м, а определяемый по зависимости (2) напор—

30 м.

Формула изобретения

Способ осушения горной выработки, включающий образование пересекающей водоносный пласт скважины и подачу в нее сжатого воздуха с оттеснением воды в пласте от горной выработки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности осушения в имеющем непроницаемую кровлю безнапорном! водоносном пласте, перед подачей сжатого воздуха ведут подачу в скважину воды с образовани- ем в пласте гидравлического замка в виде водонасыщенной до кровли плас1 25 та зоны, причем объем V и напор Н подаваемой воды определяют по зависимостям

V = — - (М вЂ” h) (2 25at + ЗМ ctg ñ +

1 где n — пористость пласта;

N - -мощность пласта

h — высота от подошвы пласта до уровня воды в пласте, 4 — коэффициент уровнепроводности пласта, t — - заданная длительность подачи воды, о — угол наклона к горизонту поверхности оттесняемой воды, К вЂ” коэффициент фильтрации, R — радиус влияния, r — радиус скважины.

1288266

Составитель А.Слюсарь

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска

Редактор Н.Тупица

Тираж 628 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7777/26

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4