CC BY
107
_международный научный журнал «символ науки» №10/2015 ISSN 2410-700Х_
УДК 553
Шовкань Ирина Георгиевна
Студентка 4 курса
Технический институт (филиал) СВФУ в г. Нерюнгри РФ
г. Нерюнгри,raul1975@mail.ru Научный руководитель: доцент Рукович А.В.
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО МЕТОДА БОРЬБЫ С ВОДОПРИТОКАМИ В ПОДЗЕМНЫЕ ГОРНЫЕ ВЫРАБОТКИ НА ДЕНИСОВСКОМ КАМЕННОУГОЛЬНОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ РЕСПУБЛИКИ
САХА (ЯКУТИЯ)
Аннотация
Денисовское каменноугольное месторождение расположено в Нерюнгринском районе Республики Саха (Якутия). Одним из не благоприятных факторов осложняющих эксплуатацию месторождения является подтопление подземных горных выработок подземными водами. Выбор оптимального комплекса мер по предотвращению подобных явлений является в настоящее время насущной проблемой горняков и гидрогеологов работающих на месторождении. В статье описывается наиболее оптимальный для данного месторождения из существующих способов борьбы с водопритоками в подземные выработки
Ключевые слова Водопритоки, водопонижающие скважины, водонасыщенные породы
В настоящее время существуют следующие методы борьбы с водопритоками в подземные выработки:
1. Метод рудничного водоотлива
2. Метод изоляции горных выработок от поверхностных вод
3. Специальные методы проходки шахтных стволов
4. Метод забивной и опускной крепи
5. Метод кессонной проходки
6. Метод химического закрепления пород
7. Метод тампонирования
8. Метод искусственного замораживания
9. Метод шахтобурения
10. Метод предварительного (опережающего) понижение уровня подземных вод дренажными скважинами
Проанализировав все выше перечисленные методы, оптимальным по нашему мнению для защиты подземных горных выработок от обводнения на Денисовском каменноугольном месторождении является метод предварительного (опережающего) понижение уровня подземных вод дренажными скважинами. Рассмотрим его подробнее
Этот метод применяется при проходке шахтных стволов, как в обводненных оплывающих песках, так и в трещиноватых обводненных породах. Для предварительного понижения уровня воды в одном или одновременно в нескольких водоносных пластах по контуру шахты закладывается ряд дренажных скважин на проектную глубину шахтного ствола. Количество скважин и взаимные расстояния между ними устанавливаются на основании расчетов, учитывающих водопроводимость и водообильность пород. Дренажные скважины оборудуются фильтрами. Шахтные стволы часто вскрывают несколько водоносных горизонтов, имеющих неодинаковый литологический состав и различную производительность, что значительно осложняет конструкцию фильтра и подбор типа насоса.
На рис. 1 показана одна из возможных схем одновременного осушения двух верхних безнапорных горизонтов, сложенных мелкозернистыми песками, и нижнего слабонапорного горизонта, приуроченного к трещиноватым известнякам. Для песчаных пластов в данном случае применялись сетчатые фильтры с гравийной засыпкой, для осушения известняков - перфорированные трубы.
Насос установлен, как видно на рис. 1, в нижней части толщи известняков. Из двух верхних горизонтов вода, подчиняясь силе тяжести, опускалась по кольцевому зазору фильтровой колонны вниз.
международный научный журнал «символ науки»
№10/2015
ISSN 2410-700Х
Смешивающаяся внизу вода трех горизонтов откачивается насосами на поверхность по водоподъемным трубам, проходящим внутри дренажных скважин.
Метод предварительного (опережающего) понижения уровня подземных вод с успехом применяется не только при проходке шахтных стволов, но и при осушении карьеров, строительных котлованов и обводненных пластов в почве и кровле горизонтальных или наклонных выработок.
Преимущества предварительного понижения уровня подземных вод заключаются в том, что этот метод, не требующий большого количества материалов и оборудования, дает значительный эффект в относительно короткое время. Кроме того, при искусственном дренаже создается значительных размеров воронка депрессии, позволяющая без особых затрат проходить околоствольные выработки (рудничный двор, главные штреки и др.).
Специальные методы проходки преследуют одну цель: изолировать шахтные стволы и другие выработки на время их проходки от воды, проникающей из водоносных горизонтов. После проходки шахтные стволы закрепляются на все время эксплуатации водонепроницаемой крепью. Следовательно, слои водонасыщенных пород, пройденные в кровле полезного ископаемого, могут явиться источником затопления рудника при проходке горизонтальных эксплуатационных выработок и при подвалке лав. В процессе эксплуатации вода может проникнуть в выработки и из напорных водоносных горизонтов почвы, не затронутых дренажем при проходке ствола шахты. Поэтому для осушения месторождений в процессе эксплуатации применяется подземный, а иногда и поверхностный дренаж.
Ствол шахты
Дренажная скважина 1
Дренажная скважина-фильтр в шахте
Дренажная скважина 4
т.
Водоподъемные трубы
t 1
Рисунок 1 - Схема дренажа подземных вод системой водопонижающих скважин при проходке шахтного ствола
2
3
4
5
6
7
8
9
3
2
международный научный журнал «символ науки»
№10/2015
ISSN 2410-700Х
1 - суглинки; 2 - пески мелкозернистые; 3 - песчаные глины; 4 - известняки; 5 - глины; 6 - уровень безнапорных вод: 7 - уровень напорных вод; 8 - фильтры в дренажных скважинах; 9 - направление движения воды в дренажных скважинах и осушаемых пластах.
Для защиты подземных горных выработок от обводнения на Денисовском каменноугольном месторождении мной предлагается использовать метод предварительного (опережающего) понижение уровня подземных вод дренажными скважинами.
Работы выполнены по ГРАНТу директора ТИ(Ф) СВФУ.
Список использованной литературы
1. Скабалланович И.А., Седенко М.В. Гидрогеология, инженерная геология и осушение месторождений. М., Недра, 1973.
2. Скабалланович И.А., Осауленко В.Т. Инженерная геология, гидрогеология и осушение месторождений. М., Недра, 1982.
© И.Г. Шовкань, 2015
УДК 553
Шовкань Ирина Георгиевна
Студентка 4 курса
Технический институт (филиал) СВФУ в г. Нерюнгри РФ
г. Нерюнгри raul1975@mail.ru Научный руководитель доцент Рукович А.В.
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И УСЛОВИЯ ДОБЫЧИ УГЛЯ В ЮЖНОЙ ЯКУТИИ
ПОДЗЕМНЫМ СПОСОБОМ
Аннотация
Денисовское каменноугольное месторождение расположено в Нерюнгринском районе Республики Саха (Якутия). Разрабатывается подземным способом. Одним из не благоприятных факторов осложняющих эксплуатацию месторождения является подтопление подземных горных выработок подземными водами. Особенности гидрогеологического режима подземных вод, а также тектонические и гидрогеологические особенности углевмещающих толщ горных пород и шахтного поля в целом, описываются в данной статье.
Ключевые слова
Подземные воды, водопроводимость, водоупор, обводненность, водообильность
Подземные воды на месторождении приурочены к делювиально-элювиальным, аллювиальным и юрским угленосным отложениям. Делювиально-элювиальные отложения, представленные различным обломочным материалом, сплошь покрывают месторождение. Мощность их 1 -3 м. Водоупором для вод этих отложений служат плотные сезонно или многолетнемерзлые коренные породы. В местах отсутствия последних воды по трещинам свободно фильтруются в нижележащий водоносный горизонт юрских пород. По условиям залегания воды относятся к грунтовым надмерзлотным с питанием за счет атмосферных осадков в теплое время года. Водопроводимость отложений неодинакова во времени и по площади. Выклиниваясь в местах уменьшения мощности водоносного слоя, воды образуют мочажины и источники. К наступлению зимы воды отложений в основном истощаются, а оставшаяся их незначительная часть
