CC BY
13
2. Лабораторные и практические работы по разрушению горных пород взрывом. Уч.пособие для вузов /Б.Н.Кутузов, В.Н.Комащенко, В.Ф.Носков и др.- М., Недра, 1981.
3. Адам М.Дреер. Преподавание в средней школе США. Пер. с англ. — М.:Прогресс, 1983.
4. Кабанова-Миллер Е.Н. Учебная деятельность и развивающее обучение. — М.: Знание, 1981.
5.Хрестоматия по инженерной психологии /Сост.: Б.А.Душков, Б.Ф.Ломов, Б.А.Смирнов/ Под ред. Б.А.Душкова: Уч. пособие. — М.: Высшая школа, 1991.
УДК 553:622.332 © В.П. Лушпей, Ю.А. Васянович,
Л. А. Усольцева, 2013
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ГИДРОСФЕРЫ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ОБВОДНЕННЫХ БУРОУГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА
Проведен анализ работы осушительных систем Павловского, Бикинского и Ер-ковецкого буроугольных месторождений.
Ключевые слова: состояния гидросферы, буроугольные месторождения, осушительные системы разрезов
Основной объем добычи энергетических углей на Дальнем Востоке обеспечивается за счет эксплуатации Павловского, Бикинского и Ерковецкого месторождений, отличающихся сложными горно- и гидрогеологическими условиями. Основными факторами, осложняющими рациональное природо-пользование при разработке этих месторождений, являются [1—3]:
1) мульдообразная форма залежей, за исключением Ерковецкого месторождения, когда углы падения пластов угля изменяются от 0о в центральной части мульд до 20-3 0о на выходах
пластов под наносы, а на отдельных участках — до 40-50° (разрез « Лучегорский-2»);
2) вскрышные породы представлены переслаивающимися глинистыми, песчано-глинистыми и песчано-гравийными отложениями;
3) между рабочей зоной разреза и участками временного или постоянного скопления откаченных карьерных вод имеется гидравлическая связь;
4) высокая водообильность и водопроницаемость вмещающих пород.
На Павловском и Ерковецком месторождениях выделяются три основные водоносные комплекса: надугольный, угольный и подугольный. Если питание верхнего надугольного горизонта происходит за счет речных вод и атмосферных осадков, то воды нижних горизонтов являются напорными. Основное поступление воды в горные выработки происходит за счет надугольных и угольных водоносных комплексов. Меры по предварительному осушению пород в период строительства с помощью водопони-жающих скважин дают положительный результат только в первые годы эксплуатации, а затем эффективность скважинного дренажа резко снижается, в результате чего не обеспечивается существенного снижения водопритоков в горные выработки.
Бикинское буроугольное месторождение отличается большим количеством синклинально залегающих водоносных пластов, их неравномерной водообильностью в плане и разрезе и слабой естественной разгрузкой при значительном пополнении запасов подземных вод в результате инфильтрации большого количества атмосферных осадков. По данным проведенных нами исследований почти 70-80 % общекарьерного водопритока составляет поверхностный сток [].
В таблице приведены среднестатистические данные за последние шесть лет работы осушительных систем на разрезах Дальнего Востока. Таким образом, разработка обводненных месторождений сопряжена с необходимостью откачки загрязненных подземных вод и вод поверхностного стока от 2,2 до 24 м3 на каждую тонну добытого угля. Общий объем загрязненных карьерных вод, сбрасываемых ежегодно в естественные русла и искусственные сооружения, составляет около 80 млн м3.
Таблица
Сравнительная оценка обводненности буроугольных месторождений Дальнего Востока
Разрез Длина фронта горных работ, м Среднегодовой объем добычи, тыс. т Водоприток в разрез, тыс. м3/год Коэффициент водообильно- 3 , сти, м /т
Лучегор-ский-1 6900 3300 14200 4,30
Лучегор-ский-2 2300 2140 5607 2,62
Павловский 5200 3150 6990 2,22
Ерковецкий 8400 2150 51920 24,15
90'
0-1-■—.-•—.-■—.-•-.-•-.-•-.-•-.-•-.-•-.----1—I—I-
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Годы
Динамика эффективности скважинного водоотлива на Ерковецком разрезе
Для снижения негативного воздействия буроугольных разрезов на состояние водных ресурсов традиционно и в большей степени принимаются меры, направленные на уменьшение водопри-токов в горные выработки.
Исследования надежности систем водопонижения грунтовых вод на Павловском и Лучегорских разрезах показали, что наиболее эффективным способом снижения водопритоков является перехват поверхностного стока системой нагорных и дренажных канав. Причем для снижения объемов «проскоков» ат-
мосферных и ливневых вод водоотводные канавы следует оборудовать лотками.
Анализ работы осушительной системы Ерковецкого разреза за 20 лет с момента пуска в эксплуатацию 1-го, а затем 2-го и через шесть лет — 3-го эксплуатационных участков свидетельствует о низкой эффективности скважинного дренажа (см. рисунок).
По прогнозу суммарный водоприток в разрез оценивался следующим образом: водопонижающие скважины — 3060 м3/час, карьерный водоотлив — 540 м3/час. Однако из-за того, что из 100 пробуренных скважин в период 1999-2000 гг. в разные годы в рабочем состоянии находилось от 42 до 68 скважин, на долю карьерного водоотлива приходился водоприток в объеме 3000^3100 м3/час. Результатом такого перераспределения объемов откачки воды явилось чрезмерное увлажнение массива рабочего борта, приводящее его в текучее состояние с последующим оплыванием пород в разрезную траншею, что приводило к частым и длительным остановкам вскрышных, добычных и транспортных работ. Следовательно, повышение производительности водо-понижающих скважин, их надежности — первостепенная задача по сохранению водных ресурсов при отработке действующих эксплуатационных участков и проектировании перспективных участков на этом месторождении.
Снижение водопритоков в выработанное пространство, особенно для условий Ерковецкого месторождения — важная задача экологического характера, решение которой снизит нагрузку на экосистему. Наиболее приемлемым способом снижения водопритоков в горные выработки является повышение эффективности предварительного осушения с помощью линейной системы водопонижающих скважин и передовых дренажных траншей, проводимых на флангах разреза. Комбинация этих методов защиты от попадания подземных вод в карьерное пространство позволит снизить напоры подземных вод на 70-80 % от первоначальной величины. Для снижения затрат на проведение передовых дренажных траншей их следует располагать вдоль проектного контура разреза, что не приведет к увеличению среднего коэффициента вскрыши, хотя в первые годы эксплуатации текущий коэффициент вскрыши несколько возрастет.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Устойчивость бортов на угольных разрезах Дальнего Востока (теория и практика): учеб. пособие / А. А. Григорьев, В. П. Лушпей, Ю. А. Васянович, Ю.В. Костылев, В.Ю. Васянович / под ред. В.П. Лушпея. — Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2007. — 116 с.
2. Разработка обводненных буроугольных месторождений Дальнего Востока открытым способом: монография / В. П. Лушпей, А.А. Григорьев, Ю.В. Костылев/ под общей редакцией В.П. Лушпея. — Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2008. — 100 с.
3. Лушпей В.П., Васянович Ю.А., Григорьев А.А. Способы снижения негативного воздействия буроугольных разрезов на состояние водных ресурсов. Дальний Восток-1: Труды III Международной науч. конф. Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня. — 2010, — № ОВ4. М.: Изд-во «Горная книга». С. 362-365.
