Способ защиты подрабатываемых объектов от подтопления грунтовыми и поверхностными водами

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 700 1 С 41/ фсппж СИХИЬИ. Л ПИСАНИ БРЕ Яи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательскийинститут горною геомеханики и маркшейдерского дела, Производственное объединение по добыче угля "Карагандауголь" иШахта им. 50-летия Октябрьской революции(56) Авторское свидетельство СССРВ 724181, кл. Е 21 Р 16/00, 1978.Справочник по осушению горных пород, /Под ред. Стаченко И.К, - М.: Недра,1989, с. 208 - 211, 226,(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ ОТ ПОДТОПЛЕНИЯРУНТОВЫМИ И ПОВЕРХНОСТНЫМИ ВО- АМИ(57) Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить эффективность мер защиты подрабатываемых обьектов от подтопления при наличии в шахтном поле водо- тока и ведении очистной выемки в условиях неровного рельефа местности земной поверхности. На границе зоны влияния очистной выемки 1 на комплекс охраняемых объектов 2 в месте максимального понижения рельефа проходит вертикальный ствол 3, Его проходят на глубину меньше глубины залегания верхней гранулы зоны водопроводящих трещин. Подземные дренажные наклонные .выработки (ПДНВ) 6 проходят с уклоном к стволу под руслами водотоков 7. Проходят ПДНВ в местах максимального оседания земной поверхности 9 и оборудуют доенажными фильтрами 8, Глу бину заложения ПДНВ выбирают из условия обеспечения осушения пород на необходимую глубину и исключения прорыва воды в шахту. Эти требования определяют из условия НтНво+ 1) + Ьф, где Нт - глубина Я1700243 залегания верхней границы зоны водопроводящих трещин над выработанным пространством, Нв - глуоина заложения ПДНВ, о - максимальное оседание земной поверхности от очистных работ; Ь - максимальный напор в грунте при работе сквозных фильтров; 6 ф -Изобретение относится к горной промышленности и может быть использованопри подземной разработке угольных пластов под городами и поселками, подрабатываемые объекты которых требуют защиты, 5Известен способ предотвращения затопления подрабатынэемых участковземной поверхности грунтовыми и поверхностными водами, включающий отвод воды из мульды сдвижения через 10водоспускные скважины, которые бурят научастках мульды с минимальными высотными отметками и по этим скважинам перепускают воду в горные выработки,Указанный способ ухудшает условия недения горных работ, поскольку вода в шахтапринимается не в специальные выработки,а в лавы, где производятся очистные работы. При откачке воды на поверхность увеличиваются затрать. электроэнергии на 20подъем воды с большой глубины. Кроме того, поскольку при таком способе уровеньгрунтовых вад не снижается ниже устья водоспускных скважин, то на участках мульдсдвижения не обеспечивается защита территории от подтопления грунтовыми водами,Известен способ защиты подрабатываемых объектов от подтопления грунтовымии поверхностными водами, включающий 30проведение вертикального ствола и наклонных подземных выработок, оборудованиенаклонных выработок сквозными фильтрами и откачку воды через вертикальныйсвол. Недостатком известного способа является 35невысокая эффективность мео защиты при наличии на шахтном поле водотока и ведениигорных работ в условиях неровного рельефаместности.Целью изобретения является повышение эффективности мер защиты и подтопления подрабатываемых объектов грунтовымии поверхностными водами при наличии нашахтном поле всдотока и ведении горныхработ в условиях неровного рельефа местнасти.Указанная цель достлгается ем, чтовертикальный ствол проходят в месте макдопустимая глубина стояния уровня грунтовых вод для фундаментов сооружений и др,- гих подрабатываемых объектов.р,нтовые воды попадают к стволу, откуда их наса,;ом выдают на поверхность, В результате работы Фильтров уровень грунтовых вод понижают. 4 ил,симэльного понижения рельефа на границе зоны влияния очистной выемки нэ охраняемый объект на глубину меньше глубины залегания верхней границы водопронодящих трещин, наклонные выработки проходят с уклоном к стволу под руслом водотака, а сквозные фильтры устанавливают в местах максимальных оседаний земной поверхности над горными работами, при этом глубину заложения наклонных выработок определяют из соотношения НгН 8ц, + + Ь+ Ьф, где Нт - глубина залегания верхней границы зоны водопроводящих трещин нэд выработанным пространством; д, - глубина заложения наклонных выработок; пф - максимальное оседание земной поверхности над горными работами; Ь - максимальный напор н грунте при работе сквозных фильтров; Ьф - допустимая глубина стояния грунтовых нод для фундаментов сооружений и для других падрэбэтываемых объектов.На фиг. 1 показан совмещенный план горных работ и земной поверхности; на фиг.2 - вертикальный разрез; на фиг, 3 - совмещенный план выработки; на фиг, 4 - вертикальный разрез.Способ реализуется следующим образом.На границе 1 (фиг. 1) зоны влияния очистной выемки 1,11, 11 д на комплекс 2 охраняемых объектов в месте максимального понижения рельефа проходят вертикаль- ный ствол 3 на глубину меньше глубины залегания верхней границы 4 (фиг. 2 зоны водопроводящих трещин 5. Наклонные дренажные выработки б проходят с уклоном к стволу под руслами водотоков 7. Дренажные выработки б оборудуют сквозными фильтрами 8, располагая их в местах максимального оседания 9 земной поверхности над горными работами различных этапов (1, 1, 1 на фиг. 1) освоения месторождения. Наклонные дренажные выработки проходят таким образом, чтобы обеспечивалось осушение пород на необходимую (например, для фундаментов подрабатываемых зданий)5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 глубину с учетом оседания земной поверхности над горными работами. 8 то же время,чтобы исключить прорывы воды в шахту, онине должны попадать в зону водопроводящих трещин над выработанным пространством. Эти требования записываются в видеНтН 8та+ Ь+ Ьфгде Нт - глубина залегания верхней границызоны водопроводящих трещин над выработанным пространством;Н - глубина заложения дренажных выработок;да - максимальное оседание земной поверхности от очистных работ;и - максимальный напор в грунте приработе сквозных фильтров;пф - допустимая глубина стояния уровня грунтовых вод для фундаментов сооружений и других подрабатываемых объектов.Поверхностные воды с участков, имеющих прямой 10 и обратный 11 уклоны, соби-.раются в точке максимального оседанияземной поверхности и по сквозным фильтрам.8 вместе с грунтовыми водами попадают в дренажные выработки б и отводятся поним к стволу 3, откуда насосом 12 выдаютсяна поверхность, В результате работы филь.тров 8 уровень грунтовых вод понизится дсположения 13 (фиг, 2),П р и м ер, На шахте на границе 1(фиг. 3)зоны влияния очистной выемки по пластамК 1 з, К 14, К 1 з, К 12, К 1 о и К 7 на территорию 2проходят ствол 3 на глубину меньше глубины залегания верхней границы 4 эоны водопроводящих трещин 5 равной 95 м.Наклонные дренажные выработки 6проходят с уклоном к стволу под руслом 7реки. Дренажные выработки оборудуютсквозными фильтрами 8, располагая их вместах 9 максимального оседания земнойповерхности над отрабатываемыми столбами мощных сближенных пластов К 12 и Ко,доля которых составляет 65;6 от влияниявсех разрабатываемых шахтой пластов. ривеличине ожидаемого максимального оседания земной поверхности от свиты пластов, разрабатываемых шихтой, равнойа = 14,5 м, максимальном напоре в грунтепри работе сквозных фильтров Ь - 5,5 мдопустимой глубине стояния уровня грунтовых вод для фундаментов сооружений йф =-3,5 м, с учетом глубины залегания верхнейграницы зоны водопроводящих трещин надвыработанным пространством Нт = 95 м глубина заложения дренажных выработок будет находиться в интервале 95Н14,5++5,5+ 3,3 = 23,3 м. С учетом геологическогоразреза на рассматриваемом участке глубина заложения дренажных выработок приурочена к слою устойчивых конгломератов,:залегающих в интервале глубины 35- 48,м.т.е, Нв " 35 - 48. Положение дренажныхвыработок показано на фиг, 4 пунктирнымилиниями на момент окончания очистных работ,Глубина ствола с эумпфом принимаетсяравной 51 м, Ствол оборудуется насоснойустановкой с производительностью, обеспечивающей водоотлив в весенний паводок.Поверхностная и грунтовая вода по сквозным фильтрам попадают в дренажные выработки и отводятся к стволу, откуда насоснойустановкой выдаются на поверхность в русло реки ниже по ее течению, чем и обеспечивается защита от подтопления зданий исооружений северной части города,Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известным является более высокая эффективность мер защиты приналичии на шахтном поле водотока и ведении горных работ в условиях неровногорельефа местности. Экономический эффектот использования способа достигается засчет продления сроков службы подрабатываемых объектов, сокращения затрат на ихремонт. Кроме того, улучшаются санитарные условия эксплуатации зданий. Формула изобретения Способ защиты подрабатываемых объектов от подтопления грунтовыми и поверхностными водами, включающий проведение вертикального ствола и наклонны:; подземных выработок с уклоном к стволу, обооудовзние наклонных выработок сквозными фильтрами и откачку воды через вертикальный ствол, определение границы зоны влияния очистной выемки на охоаняемые обьекты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности мер защиты подрабатываемых объектов от подтопления при наличии в шахтном поле водотока и ведении очистной выемки в условиях неровного рельефа местности земной поверхности, в шахтном г 1 оле определяют границу зоны водопроводящих трещин, а вертикальный ствол проходят в месте макси ального понижения рельефа на границе эоны влияния очистной выемки на охраняе- .мые объекты на глубину меньше глубинызалегания верхней границы эоны водопроводящих трещин, при этом наклонные выработки проходят под руслом водотока, асквозные фильтры устанавливают в местахмаксимальных оседаний земной поверхности над очистной выемкой, причем глубину заложения наклонных выработок Нв определяют иэ соотношения НтНвда+Н +700243Составитель В. ЧеркашепиновРедактор В. Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий Заказ 4453 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101