Способ осушения горных пород и устройство для его осуществления

(19) (11) б А 1 О 19 10 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(72) А,А,Изотов, В,ПА.Н.Герасимов и И,А 8дственноеобъединение рождений полезных исьным горным работам .Луговой, Ю.И .Калягин(56) Авторское свидетельство СССР М 1288266, кл. Е 02 О 19(10, 1984,Воронцов В.И., Шабер Г,Б. Интенсификация работы дренажных устройств при осушении месторождений полезных ископаемых. М,: Недра, 1975, с.42-44.Авторское свидетельство СССР М 1276759, кл. Е 02 О 19(10, 1985.(54) СПОСОБ ОСУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕИзобретение относится к строительству, в частности к осушению водоносных пластов над подземными выработками,Цель изобретения - повышение эффективности осушения.На чертеже изображена схема осуществления способа.Способ осушения горных пород осуществляют следующим образом.Сооружают подземную горную выработку, из которой сооружают восстающие нагнетательную 1 и водоотводящую 2 скважины,(57) Использование: строительство, осушение водоносных пластов над подземными выработками, Сущность изобретения: сооружают подземную горную выработку, нагнетательную и водоотводящую скважины. Через нагнетательную скважину подают сжатый воздух, а через водоотводящую отводят воду. Определяют момент появления воздуха в водоотводящей скважине и устанавливают в ней эжекционную трубу, производят раздельный отвод воды и воздуха. Нагнетательная и водоотводящая скважины снабжены обсадными трубами с фильтрами, Обсадная труба водоотводящей скважины снабжена коническим патрубком в нижней части и коаксиальной эжекционной трубой, которая имеет в верхней части торцовую заглушку и фильтр в виде перфорационных отверстий в стенках. В нижней части эжекционной трубы установлена коническая насадка, эквидистантная коническому патрубку. 2 с.п, ф-лы, 1 ил. Через нагнетательную скважину подают в водоносный пласт сжатый воздух, который отжимает воду от верхнего водоупора вниз к водоотводящей скважине, Под воздействием дренажа происходит снижение пластового уровня воды (показано пунктирной линией) до безнапорного, Когда уровень воды достигнет верхней части водоотводящей скважины, в дренируемой воде появится воздух. В этот момент минимальный остаточный столб воды составит Ь и в водоотводящую скважину устанавливают эжекционную трубу 3, Сжатый воздух, проходя по эжекционной трубе, создает давление разрежение в затрубном пространстве, интенсифицируя отбор воды и пласта, Вода и воздух отводятся раздельно, соответственно, по затрубному пространству и внутри трубы 3, Уровень воды понижается на величину ЬЯ.Устройство для осуществления способа содержит нагнетательную скважину 1 и водоотводящую 2 с эжекционной трубой 3 внутри, Стенки нагнетательной скважины 1 закреплены обсадной трубой 4 с фильтром 5, а стенки водоотводящей скважины 2 - обсадной трубой 6 с фильтром 7. Обсадная труба 6 в нижней части снабжена коническим патрубком 8, Эжекционная труба 3 установлена коаксиально обсадной трубе 6 и имеет в верхней части торцовую заглушку 9 и фильтр 10 в виде перфорационных отверстий в стенках, а в нижней части - коническую насадку 11, эквидистантную коническому патрубку 8.Устройство работает следующим обра-. зом,Обсадная труба 4 удерживает стенки нагнетательной скважины 1 и по ней через фильтр 5 закачивают сжатый воздух, который отжимает воздух к фильтру 7 обсадной трубы 6 водоотводящей скважины 2. Сжатый воздух через фильтр 10 попадает в экекционную трубу 3 и, проходя через коническую насадку 11, создает разрежение. Эффект разрежения усиливается коническим патрубком 8; что способствует интенсификации отбора воды по пространству между стенками эжекционной трубы 3 и обсадной трубы 6. Торцовая заглушка 9 предотвращает попадание воды в трубу 3 через верхний торец,П р и м е р. Предложенное техническое решение применялось на Таврическом горйо-обогатительном комбинате, где осушали надрудный водоносный горизонт с помощью сжатого воздуха,На указанном ГОКе разрабатывали подземными горными работами пластовое месторождение марганцевых руд. Кровля рудного пласта представлена маломощным (3.-5 м) слоем глин, отделяющих руду от обводненных песков, Средняя мощность обводненных песков 3 м; в их кровле залегали глины, коэффициент фильтрации песков 2 5 м/сут. напор над подошвой песков достигал 15 м.Отработка рудного тела проводилась выемочными столбами, которые подготавливали двумя нарезными штреками длиной 400-800 м, проходящими по руде на расстоянии 70 м друг от друга. Выемка руды проводилась с обрушением кровли. Максимально допустимый столб воды внадрудном водоносном горизонте составлял 1 м.Для достижения эффекта осушения в5 выемочных штреках пробурили восстающиедренажные скважины с шагом 10-30 м. Осушение проводилось с опережением 6-8 месяцев (время, в течение которогодостигается требуемый остаточный столб10 п=1 м). Через ряд восстающих скважин внадрудный пласт нагнетали сжать 1 й воздухс созданием в нем постоянного давления 0,3МПа. По одному из выемочных штреков каждую третью восстающую скважину оборудо 15 вали как нагнетательную, Сжатый воздухподавали из шахтной магистрали. Конструкция нагнетательной и водоотводящей скважины одинакова: диаметр 70 мм, глубина.5м, обсадная труба-диаметр 50 мм, длина 4 м,20 Последнюю устанавливали в интервалеглин. Ее фильтр длиной 1 м, устанавливалив нижней части обводненных песков.Нагнетательную скважину оборудовалиспециальным оголовником и обратным кла 25 паном, Дебит воздуха 40 м /ч,Водоотводящую скважину подключалик водосборному коллектору. Дебит однойскважины составлял 0,5 м /ч. Осушение выемочных столбов до требуемых норм прово.30 дилось в течение трех месяцев.Для повышения эффекта использования сжатого воздуха и сокращения сроковподготовки выемочных столбов водоотводящую скважину оборудовали внутренней35 эжекционной трубой диаметром 25 мм, которая состояла из перфорированной частидлиной 0,3 м, глухой трубы длиной 4,7 м иконической насадки длиной 0,25 м. Приэтом., дебит одиночной дзренажной скважи 40 ны возрос с 0,5 до 0,8 м /ч, а время подготовки выемочного столба сократилось с 3 до .2,1 месяцев.Формула изобретения1. Способ осушения горных пород,45 включающий проходку подземной горнойвыработки, сооружение нагнетательной иводоотводящей скважин, подачу через нагнетательную скважину воздуха с одновременным отводом через водоотводящую50 скважину воды и воздуха, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что. с целью повышения эффективности осушения, определяют момент появления воздуха в водоотводящей скважине,после этого устанавливают в ней эжекцион 55 ную трубу для раздельного отвода воды ивоздуха.2. Устройство для осушения горных пород, содержащее нагнетательную и водоотводящую скважины в виде обсадных труб сфильтрами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с1798436 тавитель А, Зуенкоред М. Моргентал Редактор Л. Павлов Корректор Е, Пап Заказ 755 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 и ГКНТ СС оизводвтвенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 цельк повышения эффективности осушения, обсадная труба водоотводящей скважины снабжена коническим патрубком в нижней части и коаксиальной эжекционной трубой, при этом последняя имеет,вверхней части торцевую заглушку и фильтр в виде перфарационных отверстий в стенках, а в нижней части коническую на-.садку, эквидиста нтную коническому патруб ку.