Способ осушения подземных выработок

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНЯЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

863721 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) »Явлено 25.12.79(21) 2876625/29-33 (Я)М. Кд.

Б 02 D 19/!О с присоединением заявки РЙ (9кударстепнный комитет

СССР (23) Приоритет нп »папи нзобретеннй и отхрытнй

Опубликовано 15. 09. 81 Бюллетень % Зф

Дат» опубликования описания 25.09.81

$53j УДК 622, . 5 (088. 8) (72) Авторы изобрстения

В.С.Рудиков, В.М.Чуйко, А.С.Сидоров и В.В (71) Заявитель

1 в т

«в (54) СПОСОБ ОСУШЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВЬРАБОТОК е 3 ч

Изобретение относится к проходке подземных выработок при строительстве тоннелей, а также при добыче полезных ископаемых, в частности косуше-; нию места работ.

Известен способ осущения подземных

5 выработок, включающий образование скважины в кровле выработки, подачу через них в напорный водоносный горизонт воздуха и выдерживание его давl0 ления с отводом отжимаемой воды fl).

Недостатком данного способа является необходимость постоянного выдерживания воздуха в осушаемом пласте

I I$ превьппающем гидростатическое давление вытесняемой грунтовой воды, что вызывает необходимость выполнения дополнительных мероприятий по усилению под" земной выработки, повьппающих стоимость работ.

Цель изобретения — снижение стоимости и ускорение проходческих работ.

Указанная, цель достигается тем, что согласно способу осушения подземных выработок, включающему образование скважин в кровле отдельных выработок, подачу через них в напорный водоносный горизонт воздуха и выдерживание давления с отводом выте-. сняемой воды, подачу воздуха и отвод воды осуществляют через чередующиеся скважины, причем непрерывную подачу воздуха ведут в течение времени, определяемой из соотношения

nS

Т» „o, (I) в et î количество ив вввисимости н- в

V -лвыия П т+64ввлвм м ехн щ где К ™ коэффициент фильтрации, м/сут;

L - -длина подземной выработки, и;

H - напор, создаваемый компрессором, и водяного столба; а - толщина водоносного горизонта, Mi

8637

h - -напор водоносного горизон— та, м;

Я вЂ” радиус действия скважины, м; г — радиус скважины, м;

S - -расстояние между выработками, м;

h — - пористость водоносного горизонта, Х;

E — - натуральный логарифм.

И

На чертеже изображена технологи- 1я ческая схема осушения подземной выработки.

Технология выполнения способа заключается в следующем.

В кровле подземных выработок штре- 15 ков) 1 и 2, проложенных поперек направления, например пласта 3 полезных ископаемых, бурят вертикальные скважины 4 частично захватывающие водо) носный горизонт 5, входящая в этот горизонт часть скважины 4 оборудуется фильтром 6. Затем скважины 4 через одну соединяются с напорным воздуховодом 7, а расположенные между ними скважины 4 — оборудуются водоотводом

8. После чего с помощью напорного воздуховода 7 через скважины 4 в водо»насосный горизонт 5 нагнетается воздух, при э" îì напор,. создаваемый воздушный потоком, не должен производить разрыв структуры грунта водоносного горизонта 5. Благодаря подпору воздуха, находящаяся в водоносном горизонте вода перемещается к скважинам 4, стекает по ним .и водоотводу 8 в водоприемник 9 центральной З5 системы водоотлива.

После подачи в водоносный горизонт

5 расчетного количества воздуха, вычисляемого из зависимости (2) в течение периода, определяемого соотно50 шением (1), давление воздуха в нем начинает быстро падать, при этом может осуществляться обычная разработка пласта 3 без затрудняющего ее притока грунтовой воды. Возможный приток грун- 5 товой воды с течением времени перехватывается скважинами 4 и 4, при ,этом скважины 4 переоборудуются нартвод воды.

Пример. На участке подземных работ предусмотрена механизированная разработка пласта 3 полезных ископаемых длиной L 1000 м с расстоянием

S между выработками (штреками) 1 и 2, равным 100 м. Над кровлей пласта 3 55 располагается водоносный горизонт 5, напор которого составляет h=lO м при его толщине m=5 м, коэффициент

71 4 фильтрации песка горизонта 5 составляет К-4 м/сут при пористости n=0,35.

Иэ штреков l и 2 прокурены скважины

4 и 4 через каждые 30 м, при этом радиус Й влияния скважин составляет

100 м, а радиус самой скважины г 0,05 м.

Осушение участка работ существующим способом согласно проекту предусматривается в течение 18 месяцев.

Согласно предлагаемому способу определяющим показателем является продолжительность подачи в водоносный горизонт 5 воздуха, которая в соответствии с соотношением (1) составляет

Т= 4-4,0 с> т

4. 2О

Продолжительность снижения давления воздуха после его нагнетания в горизонт 5 составляет около 1 сут., т.е. после 1,5 месяцев вместо 18 начата разработка пласта 3 полезных ископаемых °

Количество воздуха согласно зависимости (2) при давлении Н=20 м водяного столба составляет

Ч =100.100о5 О А/ о-1О+4 +

6 4 100 6. 0>6 — 400000 и

2 20-Ы

9 006

8 20

Подача воздуха через скважины 4 осуществляется при помощи передвижного компрессора с производительностью около 10 м /мин.

Применение предложенного способа осушения подземных выработок позволя ет более чем в 10 раз ускорить начало основных проходческих работ и снизить расходы иа их выполнение.

Формула изобретения

Способ осушения подземных выработок включающий образование скважин в кровле отдельных выработок, подачу через них в напорный водоносный горизонт воздуха и выдерживание давления с отводом вытесняемой воды, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения стоимости и ускорения проходческих работ, подачу воздуха и отвод воды осуществляют через чередующиеся скважины, причем непрерывную

\ подачу воздуха ведут в течение времени, определяемом из соотношения

И 6

Т= „счт, 863771

Составитель А.Прямков

Редактор Н.Горват Техред М.Рейвес КорректорГ.Назарова

Заказ 7722/46 Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по .делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород ул. Проектная,4 а его количество из зависимости > где К вЂ” коэффициент фильтрации, и/сут

L — длина подземной выработки, м;

Н вЂ” напор, создаваемый компрессором, м водяного столба;

m — толщина водоносного горизонта, м;

6 — напор водоносного горизонта, м;

 — радиус действия скважины, и;

rä - радиус скважины, и:

5 - расстояние между выработками у и и — норнстость водоносного горизонта, Х;

К>- натуральный логарифм.

Источники информацииу принятые во внимание при экспертизе

1,,Бокий Б.В. Горное дело. Углетехиэдат, 1953, с. 230.