Способ защиты подрабатываемых объектов от подтопления грунтовыми и поверхностными водами

 

Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить эффективность мер защиты подрабатываемых объектов от подтопления при наличии в шахтном поле водотока и ведении очистной выемки в условиях неровного рельефа местности земной поверхности . Нэ границе зоны влияния очистной выемки 1 на комплекс охраняемых объектов 2 в месте максимального понижения рельефа проходит вертикэпьный ствол 3. Его проходят на глубину меньше глубины залегания верхней гранулы зоны водопроводящих трещин. Подземные дренажные наклонные выработки (ПДНВ) 6 проходят с уклоном к стволу под руслами водотоков 7. Проходят ПД Н В в местах максимального оседания земной поверхности 9 и оборудуют дренажными фильтрами 8. Глубину заложения ПДНВ выбирают из условия обеспечения осушения пород на необходимую глубину и исключения прорыва воды в шахту. Эти требования определяют из условия Нт Нв rj0 + h + Ьф, где Нт - глубина

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (!!) (я)з Е 21 С 41/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ И ЗОБ РЕ - Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (21) 4803873/03 (22) 20.02.90 (46) 23.12.91. Бюл. М 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела, Производственное объединение по добыче угля "Карагандауголь" и

Шахта им. 50-летия Октябрьской революции (72) -А.С,Ведяшкин, С.К.Баймухаметов, П.П.Нефедов, В.М.Овчинников и H.Н.Конденков (53) 622.271(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 724181, кл. Е 21 F16/00,,1978.

Справочник по осушению горных пород, /Под ред. Стаченко И.К, — М.: Недра, . 1989, с. 208 — 211, 226, (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ ОТ ПОДТОПЛЕНИЯ

ГРУНТОВЫМИ И ПОВЕРХНОСТНЫМИ ВОДАМИ (57) Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить зффективность мер защиты подрабатываемых обьектов от подтопления при наличии в шахтном поле водотока и ведении очистной выемки в условиях неровного рельефа местности земной поверхности. На границе зоны влияния очистной выемки 1 на комплекс охраняемых объектов 2 в месте максимального понижения рельефа проходит вертикальный ствол 3. Его проходят на глубину меньше глубины залегания верхней гранулы зоны водопроводящих трещин. Подземные дренажные наклонные .выработки (ПДНВ) 6 проходят с уклоном к стволу под руслами водотоков 7. Проходят ПДНВ в местах максимального оседания земной поверхности

9 и оборудуют доенажными фильтрами 8. Глубину заложения ПДНВ выбирают из условия обеспечения осушения пород на необходимую глубину и исключения прорыва воды в шахту. Эти требования определяют из условия Нт > Нв > о+ h+ Ьф, где Н вЂ” глубина

1700243 залегания верхней границы эоны водопроводящих трещин-над выработанным пространством, Нн — глуоина заложения ПДНВ. tip— максимальное оседание земной поверхности от очистных работ; h — максимальный напор в грунте при работе сквозных фильтров; Ьф—

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке угольных пластов под городами и поселками, подрабатываемые объекты которых требуют защиты. 5

Известен способ предотвращения затопления подрабатынэемых участков земной поверхности грунтовыми и поверхностными водами, включающий отвод воды из мульды сдвижения через 10 водоспускные скважины, которые бурят на участках мульды с минимальными высотными отметками и по этим скважинам перепускают воду в горные выработки.

Указанный способ ухудшает условия не- 15 дения горных работ, поскольку вода в шахта принимается не в специальные выработки, а в лавы, где производятся очистные работы. При откачке воды на поверхность увеличиваются затрать. электроэнергии на 20 подъем воды с большой глубины. Кроме того, поскольку при таком способе уровень грунтовых вод не снижается ниже устья воpocnyrêíûõ скважин, то на участках мульд сдвижения не обеспечивается защита тер- 25 ритории от подтопления грунтовыми водами.

Известен способ защиты подрабатываемых объектов от подтопления грунтовыми и поверхностными водами, включающий 30 проведение вертикального ствола и наклонных подземных выработок, оборудование наклонных выработок сквозными фильтрами и откачку воды через вертикальный свол. Недостатком известного способа является 35 невысокая эффективность мер защиты при наличии на шахтном поле водотока и ведении горных работ в условиях неровного рельефа местности.

Целью изобретения является повыше- 40 ние эффективности мер защиты и подтопления подрабатываемых объектов грунтовыми и поверхностными водами при наличии на шахтном поле водотока и ведении горных работ в условиях неровного рельефа мест- 45 ности.

Указанная цель достлгается ем, что вертикальный ствол проходят в месте макдопустимая глубина стояния уровня грунтовых вод для фундаментов сооружений и др,гих подрабатываемых объектов. l о,нтовые воды попадают к стволу, откуда их нэсо.;ом выдают на поверхность, В результате работы фильтров уровень грунтовых вод понижают. 4 ил. симэльного понижения рельефа на границе зоны влияния очистной выемки нэ охраняемый объект на глубину меньше глубины залегания верхней границы водопронодящих трещин, наклонные выработки проходят с уклоном к стволу под руслом водотока, а сквозные фильтры устанавливают в местах максимальных оседаний земной поверхности над горными работами, при этом глубину заложения наклонных выработок определяют из соотношения Нг > Н, > ц, +

+ h+ Ьф, где HT — глубина залегания верхней границы зоны водопроводящих трещин нэд выработанным пространством; д, — глубина заложения наклонных выработок; пф— максимальное оседание земной поверхности над горными работами; h — максимальный HBIlop B грунте при работе сквозных фильтров; Ьф — допустимая глубина стояния грунтовых нод для фундаментов сооружений и для других подрэбэтываемых объектов.

На фиг. 1 показан совмещенный план горных работ и земной поверхности; на фиг.

2 — вертикальный разрез; на фиг. 3 — совмещенный план выработки; HB фиг. 4 — вертикальный разрез.

Способ реализуется следующим образом.

На границе 1 (фиг. 1) зоны влияния очистной выемки I, 11, lll,,„,п на комплекс 2 охраняемых объектов в месте максимального понижения рельефа проходят вертикаль- ный ствол 3 на глубину меньше глубины залегания верхней границы 4 (фиг. 21 зоны водопроводящих трещин 5. Наклонные дренажные выработки 6 проходят с уклоном к стволу под руслами водотоков 7. Дренажные выработки 6 оборудуют сквозными фильтрами 8, располагая их в местах максимального оседания .9 земной поверхности над горными работами различных этапов (1, 11, 111 на фиг. 1) освоения месторождения.

Наклонные дренажные выработки проходят таким образом, чтобы обеспечивалось осушение пород на необходимую (например, для фундаментов подрабатываемых зданий) 1700243

55 глубину с учетом оседания земной поверхности над горными работами. В то же время, чтобы исключить прорывы воды в шахту, они не должны попадать в зону водопроводящих трещин над выработанным пространством. Эти требования записываются в виде

Нт >He >r +h+пф, где Нт — глубина залегания верхней границы зоны водопроводящих трещин над выработанным пространством;

H> — глубина заложения дренажных выработок; до — максимальное оседание земной поверхности от очистных работ;

h — максимальный напор в грунте при работе сквозных фильтров; пф — допустимая глубина стояния уровня грунтовых вод для фундаментов сооружений и других подрабатываемых объектов.

Поверхностные воды с участков, имеющих прямой 10 и обратный 11 уклоны, соби-. раются в точке максимального оседания земной поверхности и по сквозным фильтрам.8 вместе с грунтовыми водами попадают в дренажные выработки 6 и отводятся по ним к стволу 3, откуда насосом 12 выдаются на поверхность, В результате работы фильтров 8 уровень грунтовых вод понизится дс положения 13 (фиг. 2).

П риме р. На шахте на границе1(фиг.3) зоны влияния очистной выемки по пластам

К1з, К14, К1з, Ки, К1о и К7 на территорию 2 проходят ствол 3 на глубину меньше глубины залегания верхней границы 4 эоны водопроводящих трещин 5 равной 95 м.

Наклонные дренажные выработки 6 проходят с уклоном к стволу под руслом 7 реки. Дренажные выработки оборудуют сквозными фильтрами 8, располагая их в местах 9 максимального оседания земной поверхности над отрабатываемыми столбами мощных сближенных пластов К1 и Kio, доля которых составляет 65;(» от влияния всех разрабатываемых шахтой пластов. I! ри величине ожидаемого максимального оседания земной поверхности от свиты пластов, разрабатываемых шихтой, равной

rО = 14,5 м, максимальном напоре в грунте при работе сквозных фильтров h - 5,5 м допустимой глубине стояния уровня грунтовых вод для фундаментов сооружений йф =

-3,5 м, с учетом глубины залегания верхней границы зоны водопроводящих трещин над выработанным пространством Нт = 95 м глубина заложения дренажных выработок будет находиться в интервале 95 > Н > 14,5+

+5,5+ 3,3 = 23,3 м. С учетом геологического разреза на рассматриваемом участке глубина заложения дренажных выработок приурочена к слою устойчивых конгломератов,: залегающих в интервале глубины 35-48,м.. т.е. Нв - 35 — 48. Положение дренажных выработок показано на фиг, 4 пунктирными линиями на момент окончания очистных работ, Глубина ствола с эумпфом принимается равной 51 м. Ствол оборудуется насосной установкой с производительностью, обеспечивающей водоотлив в весенний паводок.

Поверхностная и грунтовая вода по сквозным фильтрам попадают в дренажные выработки и отводятся к стволу, откуда насосной установкой выдаются на поверхность в русло реки ниже по ее течению, чем и обеспечивается защита от подтопления зданий и сооружений северной части города, Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известным является более высокая эффективность мер защиты при наличии на шахтном поле водотока и ведении горных работ в условиях неровного рельефа местности. Экономический эффект от использования способа достигается за счет продления сроков службы подрабатываемых объектов, сокращения затрат на их ремонт. Кроме того, улучшаются санитарные условия эксплуатации зданий.

Формула изобретения

Способ защиты подрабатываемых объектов от подтопления грунтовыми и поверхностными водами, включающий проведение вертикального ствола и наклонны:; подземных выработок с уклоном к стволу, обооудовзние наклонных выработок сквозными фильтрами и откачку воды через вертикальный ствол, определение границы зоны влияния очистной выемки на охоаняемые обьекты, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности мер защиты подрабатываемых объектов от подтопления при наличии в шахтном поле водотока и ведении очистной выемки в условиях неровного рельефа местности земной поверхности, в шахтном г1оле определяют границу зоны водопроводящих трещин, а вертикальный ствол проходят в месте макси лального понижения рельефа на границе эоны влияния очистной выемки на охраняе- . мые объекты на глубину меньше глубины залегания верхней границы эоны водопроводящих трещин, при этом наклонные выработки проходят под руслом водотока, а сквозные фильтры устанавливают в местах максимальных оседаний земной поверхности над очистной выемкой, причем глубину заложения наклонных выработок Н> определяют иэ соотношения Н, > Н > до+h +

1700243

+hy, где Нт — глубина эалеганив верхней границы зоны водопроводвщих тре цин над выработанным пространством; Va максимальное оседание земной поверхности от очистных работ; h — максимальный напор воды в грунте при работе сквоаных фильтров; hy — допустимаи глубина стовния уровня грунтовых вод д/3я фундаментов соо ружений и других подрабатываемых объек5 тов.

"700243

Составитель B. Черкашепинов

Редактор B. Бугренкова Техред M.Moðãåíòàë Корректор Т. Палий

Заказ 4453 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113935, Москва. Ж 35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 103