Способ осушения горной выработки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 09) (И 882 4 Е 02 0 19/10 МИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ИЗОБР ОПИС И СТВ ТОРСНОМУ СВ едоваторскийождений ьным огни во СССР 1982,СССР 1980(71) Всесоюзный научно-исстельский, проектно-конструинститут по осушению местополезных ископаемых, специгорным работам, рудничнойи маркшейдерскому делу(54) СПОСОБ ОСУШЕНИЯ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ(57) Изобретение относится к областистроительства. в частности к защитеот подземных вод в процессе возведения и эксплуатации эаглубленных сооружений, и может быть использованов горном деле. Изобретение направлено на повьппение эффективности осушения в имеющем непроницаемую кровлюбезнапорном водоносном пласте. Этодостигается тем, что перед подачейсжатого воздуха в пересекающую водоносный пласт скважину производятнагнетание в нее воды, При этом образуется гидравлический замок в видеводонасыщенной до кровли пластазоны. Для определения объема и напора воды приводятся математическиезависимости. Данное техническое ре-шение исключает необходимость применения замораживания. 6 ил.(2) где и - пористость пласта,М - мощность пласта, м;Ь - высота от подошвы пласта доуровня воды в пласте, м,о - коэффициент уровнепроводности пласта, м /сут; Изобретение относится к областистроительства, в частности к защитеот подземных вод в процессе возведения и эксплуатации сооружений, иможет быть использовано в горномделе.Цель изобретения - повышение эффективности осушения в имеющем непроницаемую кровлю безнапорном водоносном пласте.На фиг. 1 изображена фаза образования пересекающей водоносныйпласт скважины из нарезных штрекови поверхности земли, на фиг. 2 - тоже, иэ шахтного ствола; на фиг. 3 -фаза начала подачи воды в ненапорный водоносный горизонт и формирование гидравлического замка; на фиг.4 -фаза окончания формирования гидравлического замка; на фиг. 5 - начальная фаза оттеснения воды воздухом; на фиг. 6 - начало проходки выработки в осушенной зоне,Способ осуществляют следующим. образом,На участке работ в породах кровли1 ненапорного водоносного горизонта2 или подошвы водоупора 3 осуществляют сооружение скважины 4 с поверхности земли или горных выработокштреков 5 или шахтных свопов 5 4(фиг. 1 и 2) с оборудованием ихфильтровыми колоннами 6 и фильтрами7, причем в случае шахтного стволаперед сооружением скважину проходкуего прекращают не доходя 1,5-2,0 мдо водоносного горизонта 2. Насосомпо трубам 6 (насос и гидравлическаясвязь его с трубами не показаны) вводоносный горизонт 2 подают воду(фиг. 3) в обьеме Ч при напоре Нзначения коТорых определяют по зависимостям (1) и (2)..С - заданная длительность подачиводы, сут,с - угол наклона к горизонту поверхности оттесняемой воды, 5 град;К - оадиус влияния, м, К = 1,5 ас;г врадиус скважины, м;К - коэффициент фильтрации, м/сут.Вода, выходя из фильтра 7, насы" 10 щает породу до кровли пласта, образуявокруг скважины гидравлический замок8 (фиг. 4 и 5).После подачи расчетного количестваводы от компрессора или шахтной магистрали по трубам фильтровой колонны б,подают сжатый воздух (фиг. 5).Выходя из фильтра 7, он начинает оттеснять воду, образуя фронт 9 "воздух-вода" (фиг. 5 и 6), плоскость пообразующей которого с водоупором располагается под углом Ы . Напором воздуха обеспечивают повышение действительной скорости воды от скважины,которая заполняет пространство отуровня воды в пласте до его кровли,чем увеличивают толщину цилиндра гидрозамка и исключают прорыв сжатоговоздуха по пласту. Количество возду:ха, подаваемого в пласт, регламенти руют целевым назначением выполняемыхработ и определяют по известным зависимостям.Оттеснив воду на требуемое расстояние, обусловливаемое количеством 35 подаваемого воздуха, приступают квыполнению основных работ, напримерпроходке шахтных стволов (фиг. 6). П р и м е р, Пройден шахтный 40 ствол диаметром 7 м в обводненныхнеустойчивых песках ненапорного водоносного горизонта.Коэффициент фильтрации пород водоносного горизонта К = 2 м/сут, 45 пористость пласта и = 0,1, мощностьненапорного водоносного пласта М == 20 м, расстояние от кровли пластадо уровня воды в нем М - Ь = 4.Шахтный ствол на участке обводненных пород пройден известным способом - замораживанием до глубины60 м. Среднесуточная проходка ствола составляет 0,8 м/сут.При реализации предлагаемого способа в этих условиях достигнуты следующие показатели, Производительность 1,3 м/сут, исключены затратына процесс замораживания горных пород, отпала необходимость в бурении+ 4,5 4 аС Мсср), У(1 пК - 1 пг ) 2 Э КМс 30 замораживающих скважин глубиной70 м,При этом общее количество воды,определенное по зависимости (1)для продолжительности ее закачивания1 сут, составляет 635 м, а определяемый по зависимости (2) напор -30 м. формула изобретения Способ осушения горной выработки, включающий образование пересекающей водоносный пласт скважины и подачу в нее сжатого воздуха с оттеснением воды в пласте от горной выработки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности осушения в имеющем непроницаемую кровлю безнапорном водоносном пласте, перед подачей сжатого воздуха ведут подачу в скважину воды с образовани-ем в пласте гидравлического замка в виде водонасыщенной до кровли плас 25 та зоны, причем объем Ч и напор Нподаваемой воды определяют по зависимостям У = - -(М - Ь) (2 25 ас + ЗМсс 8 д. + Э 3 Угде и - пористость пласта; М - мощность пластаЬ - высота от подошвы пласта доуровня воды в пласте, 4 - коэффициент уровнепроводностипласта,С - заданная длительность подачиводы,о - угол наклона к горизонту поверхности оттесняемой воды; К - коэффициент фильтрации; Е - радиус влияния,радиус скважины.1288266 2 тель А,СлюсарьЛ.Сердюкова К Соста Техре едактор Н.Ту а Тираж 628осударственного комит ам изобретений и откр ква, Ж, Раушская н аз 7777/ дписн а ССС И д. 4/ 13 Проект г. Ужг Производственно-полиграфическое предп