Способ осушения пород почвы выработанного пространства

(51) 5 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ АВТОРСК(71) Производственное объединение по добыче угля "Якутуголь", разрез "Нерюнгринский(56) Авторское свидетельство СССР М 1134715, кл, Е 21 С 41/26, 1982.Авторское свидетельство СССР В 1024590, кл. Е 21 С 31/26, 1981. Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке наклонных пластовых месторождений полезных ископаемых открытым способом с внутренним отвалообразованием.Известен способ осушения пород почвы при отработке наклонных пластов полезного ископаемого, включающий формирование упорных целиков, воспринимающих нагрузку от отсыпанных внутренних отвалов, и водоотводящих каналов в виде дренажных труб, уложенных в почве пласта,Однако известный способ характеризуется значительными потерями полезного ископаемого в целиках, незначительной пропускной способностью дренажных труб, сложностью, а также возможностью промерзания дренажной системы в зимнее вре(54) СПОСОБ ОСУШЕНИЯ ПОРОД ПОЧВЫ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА (57) Использование: наклонные пластовые месторождения полезных ископаемых, разработка открытым способом с внутренним отвалообразованием. Сущность изобретения: в почве бурят вертикальные скважины. Соединяют их водопроводящими полостями по падению и простиранию пласта, Проводят буровзрывные работы и формируют упорные выступы в породах почвы. В водопроводящих полостях формируют шламоотстойные емкости. Над упорными выступами отсыпают утепляющий слой вскрышных пород в теплое время года. 4 з.п. ф-лы,5 ил,мя года при реализации способа в суровых климатических условиях,Известен способ осушения пород почвы выработанного пространства, предусматривающий взрывное рыхление по мере выемки запасов пород почвы с формированием таким образом водоотводящей системы и отсыпку затем на подготовленное таким образом основание вскрышных пород во внутренний отвал.Недостатком данного способа является то, что при использовании его на наклонных пластах внутренний отвал может потерять устойчивость, поскольку сформированная дренажная поверхность ровная, не имеет выступов или же не показана определенная ориентация дренажных полостей относительно элементов залегания пласта с целью повышения устойчивости отсыпаемого затем на эти полости отвала. Не решены воп 1745944росы реализации данного способа в суровых климатических условиях (низкие температуры), когда вследствие незначительной глубины рыхления сформированная дренажная полость может быть проморожена полностью, что не позволит осуществить отвод воды. Кроме того, дренируемые воды значительно загрязнены образующейся при взрывных работах пылью и породной мелочью, а воды поверхностного стока, также отводимые дренажной системой, тоже содержат твердые примеси.Цель изобретения - повышение устойчивости отвала и снижение объема буровзрывных работ при отработке пологих пластов.Поставленная цель достигается тем, что в способе осушения пород почвы выработанного пространства с внутренним отвалообразованием, предусматривающем проведение водосборных выработок, формирование в породах почвы пласта полостей с уклоном в сторону водосборных выработок, заполнение полостей дренирующим материалом и отвод воды из осушаемого участка выработанного пространства по данным полостям, на осушаемом участке бурят вертикальные скважины и соединяют их между собой водоотводящими полостями, ориентированными по падению и простиранию пласта, при этом в породах почвы формируют упорные выступы, а наклонную поверхность водоподводящих полостей, соединяющих смежные по простиранию пласта дренажные скважины, формируют криволинейной по форме, придавая ей вид ожидаемой депрессионной кривой, причем на осушаемом участке дополнительно формируют диагонально расположенные водо- подводящие полости и упорные породные выступы, для повышения степени очистки дренируемых вод в почве водопроводящей полости, прилегающей к дренажной вертикальной скважине, Формируют шламоосадительную емкость, над сформированными упорными выступами ведут отсыпку утепляющего слоя, из вскрышных пород, а после отключения вертикальной дренажной скважины ее обсадную трубу частично извлекают над поверхностью почвы выработанного пространства и формируют из укаэанной трубы упорный элемент, после чего ведут складирование вскрышных пород во внутренний отвал,55 На фиг, 1 представлен дренируемый участок, разрез вкрест простирания; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг, 3 - узел на фиг. 1; на фиг, 4 - узел И на фиг, 1; на фиг. 5- разрез А-А на фиг. 2,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Способ реализуется следующим образом.В процессе отработки запасов пологого пласта 1 с углом падения бурят обсаживамые трубами вертикальные дренажные скважины 2. Расстояние по простиранию между скважинами 2 определяется конкретными горно-геологическими условиями (величина водопритока, фильтрационные характеристики пород и др.) и может достигать величины 200 - 500 м. Расстояние между дренажными скважинами 2 по падению определяется годовым подвиганием горных работ. Дренажные скважины 2 соединяют друг с другом как по падению, так и по простиранию пласта 1 сетью водопроводящих полостей 3 - 5, которые создают путем бурения и взрывания скважин 6. Полости 3, расположенные по падению пласта, являются водопроводящими и обеспечивают дренаж подземных и поверхностных вод к дренажным скважинам 2 как с осушаемого участка 7, так и с вышерасположенных. Полости 4,5 кроме Функций подвода вод к скважинам 2 вследствие своей пространственной ориентации дополнительно выполняют оградительные функции, предотвращая проникновение подземных вод к действующим уступам, для чего полости 4,5 выполняют более глубокими исходя из требования перехвата ими подземных вод. При Формировании полости 3 необходимо исходить из требования формирования чаиболее мелкого ее участка глубинойп=й+ Л,где Л - глубина сезонного промерзания пород, м;и - минимально необходимая мощность разрыхления пород, обеспечивающая пропуск воды в зимний период(определяется эмпирически или путем соответствующих расчетов), м.Донная поверхность полостей 3 - 5 выполняется с уклоном,В5 в сторону соответствующей скважины 2 для обеспечения притока в нее воды. Почве водопроводящих полостей 4, соединяющих смежные дренажные скважины 2, а также диагональных полостей 5 придают криволинейную выпуклую вверх форму, приближая ее к форме ожидаемой депрессионной кривой 8. Вид последней определяют по результатам натурных замеров или исследований. Кроме того, вид ее может быть определен аналитически на основе параметров используемого оборудования (производительность насосов, и т.д,), величины ожидаемой проницаемости массивапосле взрывания скважин 6, ожидаемого во- них горизонтах и ри этом о орудованиебТ баким образом, длина вдренажных скважин 2 демонтируют и позрывнцх сква- вторно используют на нижних участжин 6, полостей 3-5 б ет азлиуд р чной, опре- подземные и поверхностные воды по их участках, аделяемой в каждом сл чаеды по полоконкретных условий ( гол па ену исходя из 5 стям 3, 5 перепускают на нижние гориз онты,расстояние скважины 6 от(у д ния пласта, где их затем отводят через скважины 2. Об.жины 2 и др).дренажной сква- саднце трубы дренажных скважи 2жин извлеВ п о ессе фкают и повторно используют. Возможноя их - - жины и ипроцессе формирования водопрово- частичное извлечение об й бд щ полостей 3-5 в породах почвы фор скважины 2 и исадно тру ы измируются упорные выс пыжины, при этом один ее конец оставпорные выступы 9, которые ляют в данной скважине, а второй устанавливают на некоторой высоте надпрепятствуют сдвигу отвала 10, отсцпаемого в выработанном пространстве. В связи с поверхностью почвы выра отанного пробразличным пространственным положением странства с фводоп о я их пол танства с формированием таким образомлинии иродящих полостей 3-5 относительно 15 упорного элемента в основ основании отвала, Попо ныевыпростирания пласта формируемые сле засцпки т й бэто тру ы вскрышными пороо иента иу р выступы 9 также имеют различную дами внутреннегого отвала отрезок трубыр нтацию. Наиболее предпочтительна с будет препятствовать сползанию отвала кточки зрения повышения устойчивости от- очистному забою,вала ориентация выступов 9 по простира Вместо обса ной т бы внию пласта, и несколько менесадно тру ы в качестве подиагональное расположение.и несколько менее - добного анкерующего элемента мог бытьут ытьиспользованы бывшие в употребленииДиагональное расположение водопро- рельсы, трубы и др.водящей полости 5 целесообразно при рмула изо ретениябольших водопритоках и значительных раз 1. Способ ос щения по о пмерах осушаемых участков 7.посо осушения пород почвы выраВпилгботанного пространства, включающий прово оп ово я иприлегающих к скважине 2 участках ведение водосбд проводящих полостей может быть формирование в породах почвы пласта во 11 псформирована шламоосадительная полость допроводящих полосте спутемувеличениядлины взрывныхсква ну водосборнцх выработок, заполнениед нирующим материалом и отжин 6, Это позволит повысить очистку дре- полостей дрени ю инируемых вод, улучшить таким образом водводыизосушаемогоучасткавыработанусловия эксплуатации насосного оборудо- ного пространства по укаэанным полостям,вания и снизить затраты на последующую о т л и ч а ю и й с я точистку этих вод, 35 повышения устойчивости отвала и снижелости 3Глубина наиболее мелкого участка по- ния обьема буровзрывны бх ра от при о рабпологих пластов с внутренним3 может быть уменьшена за счет от- ботке пологванием, на осушаемом участсыпки в теплое время года на этот участок отвалообразовтиквльные дренажные скважинекоторого объема вскрышных пород, кото- ке бурят вертикврые затем будут защищать этот участок от 40 ны и соединяют . их мт .их между собойП окла кводопроводящими полостями, ориентиророкладку дорог, расположенных па- ванными по падению и прораллельно линиию и простиранию плаполнор фронта очистных работ, ста, при этом в породах по фчвы формируют-,ы, а наклонную поверхностьстью или частично осуществляют по упорныевыс-,пы,анаклостеи. формируют криповерхности разрыхленных пород водопро водопроводящих поло т , форме и придают ей видоживодящих полостей 4, ориентированных по волинейнойпофой депрессионной кривой,простиранию пласта. В этом случае часть даемойдепрессионнэтих пород срезают бульдозером и переме- посо попо личающийсящают к месту складирования или же уклады- тем, что на осушаемом чэстке ивают в тело возво имой о жемом участке дополнительЧастиодимои дорожной насыпи, 50 но формируют диагонально располо еложенныеполости и упорные породое уплотнение разрыхленных по- водопроводящиепород, которое будет иметь место вследствие ные выступы,прохода транспортных средств, не окажет посо по и., о т л и ч а ю щ и й с ясущественного влияния на проницаемость тем, что. с целью пт, с целью повышения степени очистрасположенных на значительной глубине 55 ки дренируеменируемых вод, в почве водопроводяти, прилегающей к дренажнойраэрыхления породи сократит втожевре- щий полости, прь й кважине, формируют шламомя затраты на строительство автомобиль-, вертикальнойскважин,фных или иных дорог, коммуникаций и т.п. осадительную полость,При понижении горных работ формиру, Способ поп.1.отли ча ю щи йсяют подобные осушаемые участки 7 на няж- тем что во времвремя положительных темпера1745944 фиг. 14 оо = ф о э вь е ФО ъ ь тур пород почвы над упорными выступамиведутотсыпкуутепляющего слоя иэ вскрышных пород,Б. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что после отключения вертикальной дренажной скважины ее обсадную трубу частично извлекают над поверхностью почвы выработанного пространства и формируют иэ укаэанной трубы упорный элемент, после 5 чего ведут складирование вскрышных породво внутренний отвал.1745944 9 иг 3 Составитель Ю. ТолченкинРедактор В. Данко Техред М.Моргентал Корректор Л. Бес ираж Подписное дарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5