Способ шахтного дренажа

(51) 4 Е 21 Г 16/О л сртх, 11 л Й 3 сс ".:;х ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и ссроектцо-конструкторский институт цо осушцию месторождений ссолезных ископаемых. специальным горным работам, рудссс сссосс сологиц и маркшейдерскому делу (72) О С. Осипенко, Н. Б. Денчик,(56) 1 вторское свидетельство СССР Л 676737, кл. Е 2 Е 16/00, 1978.Лвторское свидетельство СССРЛо 666276, кл. Е 21 Е 6/00, 1978.(54) СГ 1 ОСОБ ШАХТНОГО ДРЕНАЖА (57) Изобретение относится к горной промсти и м.б. использовано при разработке месторождений полезных ископаемых для защиты очистных горных выработок от обводнения. Цель изобретения - повышение эффективности 1 рссажньсх работ и сокращецие затрат на осушение за счет обеспечения надежного сопряжения зоны трецгиссоватости (ЗТ) в зоной водопроводящих трещин (ВПТ) и более полного перехвата потока поземных вод. В скальных или полу- скальных породах проходят водоприемную выработку на расстоянии от кровли залежи, определяемом из соотноцсения, прив- денного в изобретении. Для формирования ЗТ из выработок в зону ВГ 1 Т разбуриваюг восстающие скважины (С). При этом ЗТ формируют анизотропной по ссроницасхсости с сювышенной проницаемостью пород в вертикальном направлении. Для повышения дреца кного эффекта ряды С ориецтцрукгц цо нормали к потоку подземных вод в зоц ВГ 1 Т. Г 1 ри этом С заряжают зарядами ВВ с )чстом задаваемой кривизны нижней границы ЗТ. Взрыванием зарядов ВВ образуют верхнюю и нижнюю границы ЗТ. Нижнюю границу ЗТ образуют вогнутой ниже контура зоны ВПТ. Отвод воды из ЗТ производят через сопряженные устья С. 3 ил.Изобретение относится к горной промыш, ленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых для зашиты очистных горных выработок от обводнения.Целью изобретения является повышение эффективности дренажа и сокращение за, трат на осушение за счет обеспечения надежного сопряжения зоны трещиноватости с зоной водопроводящих трещин и более полного перехвата потока подземных вод.На фиг. 1 изображена схема участка дре нажа с пройденными штреком и восстаю цими скважинами; на фиг. 2разрез ЛЛна фиг. 1; на фиг. 3 -- участок после фор-мирования анозотропной по проницаемостизоны трещиноватости.Способ осуществляется следующим Образом.В скальных или полускальных породах 1, в кровле которых залегает водоносныйгоризонт 2, с напором подземных вод на кон-туре питания Н, а на контуре подработки11 В висячем боку залежи 3 с отработананым участком 4 проходят волоприемную вы работку 5 на расстоянии 1 от кровли залежи, определяемой из соотношенияН 6.сов Ь г . "созХ(1) Нт - На з 1 п ( ы+ Р т) з з.п(+ Вт) где Н 6 - высота зоны блокового сдвига поРОЛ, М;)т - Высота зоны ВОДОпРОВОДЯЩИХ ТРешин, м;Ф, - угол падения рудной залежи, гряд; рт - внешний относительно выработяпного пространства угол между контуром зоны водопроводяпРих трещин и горизонтом, грал.Расположение Выработки 5 на расстоянии, удовлетворяющем условию (1), позволяет в последующем обеспечить надежное сопряжение зоны 6 трещиновятости с зоной 7 водопроводягцих трещин, что является необходимым условием наиболее полного перехвата потока подземных вод из подрабатываемого водоносного горизонта 2 в залежь 3. Если выработка 5 находится на расстоянии 1( -- . - д -- созс, то зона 6 трещиДгфг+Ртноватости размещена в нарушенных сдвижением породах зоны 8 блокового сдвига и поток подземных вод по зоне 7 волопроводящих трещин, минуя зону 6 трещиноватости, поступает в залежь 3, т. е. формирование зоны 6 трещиноватости не оказывает дРенажного эффекта. Если 1. пт-Н,к6 м (А+13 р) хсозм, не достигается сопряжение зоны 6 трещиноватости с зоной 7 водопроводящих трещин и из-за низкой водопроницаемости)з,-Ь - , + гптдф, -- , (3) Нг - Па Р 4. - 1 Ь, вп тивысота зоны трещиноватости в 1-мряду скважин, м;порядковый номер ряда скважин,где 1=1,2, п;количество рядов скважин;ширина зоны трещиноватости, м;внешний относительно выработанного пространства угол между контуром зоны водопроводящих трещин и горизонтом, град;безразмерный эм пирический коэффициент, равный 0,1;напор подземных вод на контуре питания, м;напор подземных вод на контуреподработки водоносного горизонтарасстояние от контура подработкиводоносного горизонта до контураего питания, м;мощность подрабатываемого водонгсного горизонта, м, где 1=1,2,причемМ для напорного водоносного горизонта,гле Й; -40 М;)4 г 6 а для безнапорного водоносноного горизонта, по эмпирической и шириной, определяемойзависимости( )сЬк Кь 1 т где с - безразмерный эмпирический коэффициент, равньй 0,8; ЪУ, - влажность осушенной руды в массиве горных пород, доли ед.;, Р - средняя суточная производительность очистного блока (забоя), м /сут; скальных и полускальных пород 1 невозможно обеспечить перехват потока подземных вод.Для формирования зоны 6 трещиноватости из выработки 5 в зону 7 водопроводящих трещин разбуривают восстающие скважины 9. Глубину восстающих скважин 9 определяют из необходимости формирования зоны трещиноватости заданной высоты Ь; и сохранения устьев восстающих скважин 9 для последующего организованного отвода воды в выработку 5. Производственными испытаниями способа установлено, что длина 1,восстающих скважин 9 должна не менее чем на 5 м превышать высоту 15 )з; формируемой зоны 6 трещиноватости,т.е. удовлетворять условию1) Ь;.+5. (2)Зону трещиноватости формируют высотой, определяемой по следующей эмпирической заВисимости:Формула изобретения 45 50 55 г, - длина зоны трешиноватости по простиранию рудной залежи, м; К - коэффициент фильтрации подрабатываем ого водоносного горизонта, м/сут; К; влажность отбитой руды, доли ед., где 1=1, 2, причем влажность отбитой руды выбирают из условий%, Ю,если влажность руды 9/.: не нормируется, ЪЪ, если влажность рудынорм ируется, где И - влажность отбитой руды, при которой начинают проявляться гидрогеологические осложнения, доли ед.; Ю 1 н - нормативная влажностьотбитой руды, доли ед. Длину 1 р зоны 6 трещиноватости по простиранию залежи 3 принимают равной длине защищаемого от обводнения участка горных работ. Зону 6 трещиноватости указан ных выше геометрических параметров (Ь гпр, Е ) формируют анизотропной по проницаемости с повышенной проницаемостью пород в вертикальном направлении и чередованием хорошо проницаемых участков со слабопроницаемыми участками по направлению потока подземных вод в зоне 7 водопроводяших трещин. Для этого восстающие скважины 9 располагают рядами, расстояние между ними выбирают равнымКр -- 1, 2 КС; (5) где К р - расстояние между рядами скважин, м;К, расстояние между скважинами вряду, м.В случае, если гп К, проходят два ряда восстающих скважин 9 на внутреннем и внешнем контурах зоны 6 трещиноватости.Для повышения дренажного эффекта за счет предания зоне 6 трещиноватости анизотропных по направлению потока фильтрационных свойств ряды восстающих скважин 9 ориентируют по нормали к потоку подземных вод в зоне 7 водопроводяших трещин. Расстояние между восстающими скважинами 9 (К,) в рядах определяют по известной методике. Скважины 9 заряжают зарядами ВВ от забоя на высоту Ь; с учетом задаваемой кривизны нижней границы зоны 6 трещиноватости. Формирование трещин преимущественно вертикальной ориентировки можно выполнить, например, путем установки в скважину 9 трубы с прорезями в зоне расположения заряда. В нижней части 10 восстающей скважины 9 труба оставляется глухой. Прорези в трубе ориентируют по нормали к потоку подземных вод в зоневодопроводяших трещин. 5 1 О 15 20 25 30 35 40 Затем путем направленного взрывания скважинных зарядов ВВ формируют зону 6 трешиноватости, анизотропную по проницаемости, с охватом двух зон: зоны 7 водопроводящих трещин и подстилающих ее слабопроницаемых горны: пород 1. При этом нижнюю границу зоны трещиноватости образуют вогнутой ниже контура зоны водопроводящих трещин.Вода из водоподрабатываемого водоносного горизонта 2 по зоне 7 водопроводящих трещин поступает к зоне 6 трещиноватости (путь движения зоны показан стрелками), анизотропной по проницаемости, и по глухим обсадным трубам сохраненных устьев восстающих скважин 9 поступает в горные выработки 5. Далее по горным выработкам вода направляется к шахтной водоотливной установке.При угрозе прорывов воды участок работ, на котором проводят дренаж, изолируют от остальных выработок водонепроницаемыми перемычками.Формирование анизотроп ной по проницаемости зоны трещиноватости с повышенной проницаемостью в вертикальном направлении с частичным охватом двух зон (зоны водопроводящих трещин 7 и подстилающих ее слабопроницаемых пород 1), сопряжение зоны 6 трещиноватости с зоной 7 водопроводящих трещин, придание нижней границе зоны 6 трещиноватости вогнутой формы и размещение ее ниже границы 11 зоны водопроводящих трещин 7 обеспечивает более полный перехват потока подземных вод из подрабатываемого водоносного горизонта 2 в залежь 3. Формирование зоны 6 трещиноватости с расчетными параметрами (длина, ширина, высота), а также с фильтрационными свойствами, изменяющимися по потоку подземных вод в зоне 7 водопроводяших трещин (чередование хорошо проницаемых и слабопроницаемых горныхпород) позволит провести техническую оптимизацию шахтного дренажа. Способ шахтного дренажа, включающий проходку водоприемной выработки, бурение из нее восходящих скважин в скальные и полускальные породы, заряжание скважин зарядами ВВ, формирование зоны трешиноватости с образованием ее верхней и нижней границ взрыванием скважинных зарядов ВВ и отвод воды из зоны трещиноватости через сопряженные устья скважин, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дренажных работ и сокрашения затрат на осушение за счет обеспечения надежного сопряжения зоны трещи новатости с зоной водопроводящих трещин и более полного перехвата потокагде Н- высота зоны блокового сдвига пород, и;Н - высота зоны водопроводяших трещин, м; угол падения залежи, град; подземных вод, водоприемную выработку проходят на расстоянии 1 от кровли залежи, определяемом из соотношенияНгсовс( 1. -г - - сов,(, ь 1.п(и+у-)вт.п(д+ 1 з 4 в - внешний относительно выработанного пространства угол между контуром зоны водопроводящих трещин и горизонтом, град.зоны трешиноватости формируют на каждом шаге развития зоны водопроводяших трещин анизотропной по проницаемости с повышенной проницаемостью пород в вертикальном направлении, а нижнюю границу зоны трещи новатости образуют вогнутой ниже контура зоны водопроводящих трещин.Составитель А.Техред И. ВересТираж 426комитета СССР по два, Ж - 35, Раушскическое предприятие Редактор И. Рыбченко Зак аз 5532/36 ВНИИПИ Государственног 113035, Моск Производственно-полиграф