Способ осушения пород почвы выработанного пространства

 

Использование: наклонные пластовые месторождения полезных ископаемых, разработка открытым способом с внутренним отвалообразованием. Сущность изобретения: в почве бурят вертикальные скважины. Соединяют их водопроводящими полостями по падению и простиранию пласта. Проводят буровзрывные работы и формируют упорные выступы в породах почвы. В водопроводящих полостях формируют шламоотстойные емкости. Над упорными выступами отсыпают утепляющий слой вскрышных пород в теплое время года. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (я)ю Е 21 С 41/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4845956/03 (22) 29.06,90 (46) 07,07.92. Бюл. М 25 (71) Производственное объединение по добыче угля "Якутуголь", разрез "Нерюнгринский (72) А.Ф.Панько, B,В.Кузьминов, Л.И.Серебрянников и В.М.Шадов (53) 622,271(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1134715, кл, Е 21 С 41/26, 1982.

Авторское свидетельство СССР

hh 1024590, кл. Е 21 С 31/26, 1981.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке наклонных пластовых месторождений полезных ископаемых открытым способом с внутренним отвалообразованием.

Известен способ осушения пород почвы при отработке наклонных пластов полезного ископаемого, включающий формирование упорных целиков,.воспринимающих нагрузку от отсыпанных внутренних отвалов, и водоотводящих каналов в виде дренажных труб, уложенных в почве пласта.

Однако известный способ характеризуется значительными потерями полезного ископаемого в целиках, незначительной пропускной способностью дренажных труб, сложностью, а также возможностью промерзания дренажной системы в зимнее вре. Ж «1745944 А1 (54) СПОСОБ ОСУШЕНИЯ ПОРОД ПОЧВЫ

ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА (57) Использование: наклонные пластовые месторождения полезных ископаемых, разработка открытым способом с внутренним отвалообразованием. Сущность изобретения: в почве бурят вертикальные скважины.

Соединяют их водопроводящими полостями по падению и простиранию пласта. Проводят буровзрывные работы и формируют упорные выступы в породах почвы. В водопроводящих полостях формируют шламоотстойные емкости. Над упорными выступами отсыпают утепляющий слой вскрышных пород в теплое время года. 4 з.п. ф-л ы, 5 ил, мя года при реализации способа в суровых климатических условиях.

Известен способ осушения пород почвы выработанного пространства, предусматривающий взрывное рыхление по мере выемки запасов пород почвы с формированием таким образом водоотводящей системы и отсыпку затем на подготовленное таким образом основание вскрышных пород во внутренний отвал.

Недостатком данного способа является то, что при использовании его на наклонных пластах внутренний отвал может потерять устойчивость, поскольку сформированная дренажная поверхность ровная, не имеет выступов или же не показана определенная ориентация дренажных полостей относительно элементов залегания пласта с целью повышения устойчивости отсыпаемого затем на эти полости отвала. Не решены воп1745944 складирование вскрышных пород во внутренний отвал, 55

На фиг, 1 представлен дренируемый участок, разрез вкрест простирания; на фиг.

2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — узел I на фиг. 1; на фиг.4 — узел И на фиг, 1; на фиг.5 — разрез А-А на фиг. 2. росы реализации данного способа в суровых климатических условиях (низкие температуры), когда вследствие незначительной глубины рыхления сформированная дренажная полость может быть проморожена полностью, что не позволит осуществить отвод воды. Кроме того, дренируемые воды значительно загрязнены образующейся при взрывных работах пылью и породной мелочью, а воды поверхностного стока, также отводимые дренажной системой, тоже содержат твердые примеси.

Цель изобретения — повышение устойчивости отвала и снижение объема буровзрывных работ при отработке пологих пластов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе осушения пород почвы выработанного пространства с внутренним отвалообразованием, предусматривающем проведение водосборных выработок, формирование в породах почвы пласта полостей с уклоном в сторону водосборных выработок, заполнение полостей дренирующим материалом и отвод воды из осушаемого участка выработанного пространства по данным полостям, на осушаемом участке бурят вертикальные скважины и соединяют их между собой водоотводящими полостями, ориентированными по падению и простиранию пласта, при этом в породах почвы формируют упорные выступы, а наклонную поверхность водоподводящих полостей, соединяющих смежные по простиранию пласта дренажные скважины, формируют криволинейной по форме, придавая ей вид ожидаемой депрессионной кривой, причем на осушаемом участке дополнительно формируют диагонально расположенные водоподводящие полости и упорные породные выступы, для повышения степени очистки дренируемых вод в почве водопроводящей полости, прилегающей к дренажной вертикальной скважине, формируют шламоосадительную емкость, над сформированными упорными выступами ведут отсыпку утепляющего слоя, из вскрышных пород, а после отключения вертикальной дренажной скважины ее обсадную трубу частично извлекают над поверхностью почвы выработанного пространства и формируют из укаэанной трубы упорный элемент, после чего ведут

1О

Способ реализуется следующим образом.

В процессе отработки запасов пологого пласта 1 с углом падения бурят обсаживамые трубами вертикальные дренажные скважины 2. Расстояние по простиранию между скважинами 2 определяется конкретными горно-геологическими условиями (величина водопритока, фильтрационные характеристики пород и др.) и может достигать величины 200 — 500 м. Расстояние между дренажными скважинами 2 по падению определяется годовым подвиганием горных работ. Дренажные скважины 2 соединяют друг с другом как по падению, так и по простиранию пласта 1 сетью водопроводящих полостей 3 — 5, которые создают путем бурения и взрывания скважин 6. Полости 3, расположенные по падению пласта, являются водопроводящими и обеспечивают дренаж подземных и поверхностных вод к дренажным скважинам 2 как с осушаемого участка 7, так и с вышерасположенных.

Полости 4,5 кроме функций подвода вод к скважинам 2 вследствие своей пространственной ориентации дополнительно выполняют оградительные функции, предотвращая проникновение подземных вод к действующим уступам, для чего полости 4,5 выполняют более глубокими исходя из требования перехвата ими подземных вод. При формировании полости 3 необходимо исходить из требования формирования чаиболее мелкого ее участка глубиной =h+ Л, где Л вЂ” глубина сезонного промерзания пород, м;

h — минимально необходимая мощность разрыхления пород, обеспечивающая пропуск воды в зимний период(определяется эмпирически или путем соответствующих расчетов), м.

Донная поверхность полостей 3-5 выполняется с уклоном,В 5 в сторону соответствующей скважины 2 для обеспечения притока в нее воды.

Почве водопроводящих полостей 4, соединяющих смежные дренажные скважины

2, а также диагональных полостей 5 придают криволинейную выпуклую вверх форму, приближая ее к форме ожидаемой депрессионной кривой 8. Вид последней определяют по результатам натурных замеров или исследований. Кроме того, вид ее может быть определен аналитически на основе параметров используемого оборудования (производительность насосов, и т.д.), величины ожидаемой проницаемости массива

1745944 после взрывания скважин 6, ожидаемого во- них горизонтах и ри этом о орудование б

Т б аким образом, длина в дренажных скважин 2 демонтируют и позрывных сква- вторно используют на нижних участ жин 6, полостей 3-5 б ет азли уд р чной, опре- подземные и поверхностные воды по и х участках, а деляемой в каждом сл чае ды по полоконкретных условий (гол па ен у исходя из 5 стям 3, 5 перепускают на нижние гориз онты, расстояние скважины 6 от (у д ния пласта, где их затем отводят через скважины 2. Обжины 2 и др). дренажной сква- садные трубы дренажных скважи 2 жин извлеВ п о ессе ф кают и повторно используют. Возможно я их — - жины и и процессе формирования водопрово- частичное извлечение об и б д щ полостей 3-5 в породах почвы фор- 10 скважины 2 и и садно тру ы из мируются упорные выс пы жины . при этом один ее конец оставпорные выступы 9, которые ляют в данной скважине, а второй устанавливают на некоторой высоте над препятствуют сдвигу отвала 10, отсыпаемого в выработанном пространстве. В связи с поверхностью почвы выра отанного проб различным пространственным положением странства с ф водоп о я их пол т анства с формированием таким образом линии и родящих полостей 3-5 относительно 15 упорного элемента в осно в основании отвала. Попо ныевы простирания пласта формируемые сле засыпки т и б это тру ы вскрышными пороо иента и у р выступы 9 также имеют различную дами внутреннего го отвала отрезок трубы р нтацию. Наиболее предпочтительна с будет препятствовать сползанию отвала к точки зрения повышения устойчивости от- очистному забою, вала ориентация выступов 9 по простира- 20 Вместо обса ной т бы в нию пласта. и несколько мене садно тру ы в качестве подиагональное расположение. и несколько менее — добного анкерующего элемента мог быть ут ыть использованы бывшие в употреблении

Диагональное расположение водопро- рельсы, трубы и др. водящей полости 5 целесообразно при рмула изо ретения больших водопритоках и значительных раз- 25 1. Способ ос шения по о п мерах осушаемых участков 7. посо осушения пород почвы выраВпилг ботанного пространства, включающий прово оп ово я и прилегающих к скважине 2 участках ведение водосб д проводящих полостей может быть формирование в породах почвы пласта во11п сформирована шламоосадительная полость допроводящих полосте с путем увеличения длины взрывныхсква- 30 ну водосборных выработок, заполнение д нирующим материалом и отжин 6, Это позволит повысить очистку дре- полостей дрени ю и нируемых вод, улучшить таким образом водводыизосушаемогоучастка выработанусловия эксплуатации насосного оборудо- ного пространства по укаэанным полостям, вания и снизить затраты на последующую о т л и ч à ю и и с я т очистку этих вод. 35 повышения устойчивости отвала и снижелости 3

Глубина наиболее мелкого участка по- ния обьема буровзрывны б х ра от при о раб пологих пластов с внутренним

3 может быть уменьшена за счет от- ботке полог ванием, на осушаемом участсыпки в теплое время года на этот участок отвалообразов тиквльные дренажные скважинекоторого объема вскрышных пород, кото- ке бурят вертикв рые затем будут защищать этот участок от 40 ны и соединяют . их м т . их между собой

П окла к водопроводящими полостями, ориентиророкладку дорог, расположенных па- ванными по падению и про раллельно линии ю и простиранию плаполно р фронта очистных работ, ста, при этом в породах по ф чвы формируют

-,„ы, а наклонную поверхность стью или частично осуществляют по упорныевыс-,„пы,анак лостеи. формируют криповерхности разрыхленных пород водопро- 45 водопроводящих поло т, ф орме и придают ей видоживодящих полостей 4, ориентированных по волинейнойпоф ой депрессионной кривой, простиранию пласта. В этом случае часть даемой депрессионн этих пород срезают бульдозером и переме- посо поп,,о ли чаю щийся щают к месту складирования или же уклады- тем, что на осушаемом частке и вают в тело возво имой о ж емом участке дополнительЧасти одимои дорожной насыпи. 50 ноформируютдиагонально располо е ложенные полости и упорные породое. уплотнение разрыхленных по- водопроводящиепо род, которое будет иметь место вследствие ные выступы, прохода транспортных средств, не окажет посо по и., отличающийся существенного влияния на проницаемость тем, что. с целью п т, с целью повышения степени очистрасположенных на значительной глубине 55 ки дренируем енируемых вод, в почве водопроводяти, прилегающей к дренажной раэрыхления породи сократит втожевре- щий полости, пр ь и кважине, формируют шламомя затраты на строительство автомобиль-, вертикальнойскважин,ф ных или иных дорог, коммуникаций и т.п. осадительную полость .

При понижении горных работ формиру- 4. Способ пои. 1.от ли ч а ю щи и с я ют подобные осушаемые участки 7 на няж- тем что во врем

Э время положительных темпера1745944 тур пород почвы над упорными выступами ведутотсыпкуутепляющего слоя иэ вскрышных пород, 5. Способ по и. 1, о т л и ч à ю шийся тем, что после отключения вертикальной фиг. J.

4 е р о о е 0 р 1 р В З р о о о. о o a

0 оо

o a о

O e

O p о ь

o o о 0 о о е р ь о о ъ ь

o O - ь о О 4 о о о о о о о o o р о о о р

Э о э о е о р

O

O o о о ь ф

О о о

© о е а

Ф дренажной скважины ее обсадную трубу частично извлекают над поверхностью почвы выработанного пространства и формируют иэ укаэанной трубы упорный элемент, после

5 чего ведут складирование вскрышных пород во внутренний отвал.

1745944

9зм 2

Составитель Ю. Толченкин

Техред М.Моргентал Корректор Л. Бескид

Редактор В. Данко

Заказ 2374 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101