Способ осушения месторождения полезных ископаемых

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик . ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ сп 977582(М Кп 3 Е 02 П 19/10 . Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 3011.82, Бюллетень К 9 44 1 И УДК 624152, 612, . 2 (088, 8) Дата опубликования описания 301182 Л.И. Сердюков и Б.П, Сердюкова/ Якутский научно-исследовательский и проектнйй нцституталмазодобывающей промышленности "Якутнипроалмаз(54) СПОСОБ ОСУШЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХИзобретение относится к осушению котлованов и других подземных выработок путем понижения уровня грунтовых вод и может быть использовано для защиты месторождений полезных ископаемых.Известен способ осушения водоносных пластов при добыче полезных ископаемых, включающий бурение скважин на осушаемом и водопоглощаемом участках, откачку подземных вод, их отвод по трубопроводу и сброс в водопогло.цающий горизонт 11.Однако этот способ применим в том случае, если в гидрогеологическом разрезе региона, кроме осушаемого водоносного горизонта, имеется другой водоносный горизонт, обладающий необходимой водоприемной способностью, содержащий подземные воды аналогичного качества и не подлежащий осушению в процессе разработки месторождения.Наиболее близким к предлагаемому является способ осушения месторождения полезных ископаемых, включающий сбор вокруг месторождения подземных вод с образованием депрессионной воронки, отвод их от месторождения, бурение водопоглощающих скважин и введение в них подземных вод свозвращением последних к месторо- дению по водоносному горизонту 2.Недостаток данного способа заключается в том, что он применим длягрунтовйх горизонтов неглубокогозалегания и незначительной водостабильности, а для напорных водоносных горизонтов - с радиусом влияния, измеряемым десятками километров,сооружение кольцевого поглощающегоряда с таким радиусом экономическинецелесообразно, так как при создании вокруг месторождения вала подпи тывания с динамическим уровнем черезводопоглощающие скважины необходимозакачивать воды больше, чем посТупает ее из этого горизонта иэ-за расходования ее на отток от вала подпиты вания к периферии, в результате про"исходит неоднократное профильтровывание вод по водоносному горизонтуи повышение их эасоленности, чтов конечном итоге приводит к загряз нению поверхностных вод и истощениюзапаса подземных вод с нарушениемэкологического равновесия.Цель изобретения - исключениезагрязнения поверхностных и истоще ния подземных вод.Поставленная цель достигаетсясогласно способу, включающему сборвокруг месторождения подземных водс образованием депрессионной воронки,отвод их от месторождения, бурениеводопоглощакцих скважин и введение . 5в них подземных вод с возвращениемпоследних к месторождению по водоносному горизонту, при котором впериод возвращения подземных водосуществляют их частичную задержку 1 Оза счет образования линейной зоныпониженной водопроницаемости, бурение водопоглощающих скважин ведутс расположением их по линии, перпен-дикулярной радиусу депрессионнойворонки, а введение в скважины подземных вод производят свободнымналивом до уровня земной поверхности.На фиг.1 изображено месторождение, продольный разрезф на фиг,2участок работ, вид в плане; нафиг.З - график определения количества водопоглощающих скважин.Способ, осуществляют следующимобразом.В соответствии с конкретнымигидрогеологическими и горно-техническими условиями сооружают дренажнуюсистему, например, контур водопонижающих скважин 1, и.систему возвратадренажных вод в водоносный горизонт2, например линейный ряд поглощающих скважин 3, и создают циркуляциюводы в водоносном горизонте путемоткачки ее из водопонижающих скважин 1, перекачивания по водоотводу4 и обратного сброса в водоносныйгоризонт 2 через поглощающие скважины 3. В результате этого пьезометрическая поверхность напорных 40вод зеркало грунтовых вод ) изестественного положения 5 переходитв положение 6, понижаясь в районеместорождения 7 при одновременномповышении уровней .в районе возврата 45дренажных вод в водоносный горизонт2, Для повышения эффективности между контурами водопонижающих 1 и поглощающих 3 скважин создают линейнуюзону 8 пониженной проницаемости,наличие которой увеличивает понижение уровня подземных вод в районеместорождения 7 при неизменной вели.чине циркуляционного расхода в водо"носном горизонте 2,П р и м е р, Эффективность применения предлагаемого способа оценивают методом аналогового моделирования для.месторождения, гидрогеологические условия которого характери Оэуются. наличием в разрезе напорноговодоносного горизонта, залегающегов интервале глубин 300-500 м, имеющего среднюю мощность 160 м, водопроводимость 80 м /сут,и коэффици ейт пьезопроводности 10 ьмсут. Горизонт содержит сероводородные хлорнатриевые воды с общей минерализацией 90-100 г/л и содержанием сероводорода до 150 мг/л. Естественный напор над кровлей водоносного гори" зонта около 200 м; Верхним водоупором горизонта служат многолетнемерзлые породы.Осушение месторождения предусматривают при помощи 28 водопонижающих скважин глубиной 530 м и конечным" диаметром 490 мм. Суммарный ожидаемый водоприток к водопонижающим скважинам 1700 м/ч,Вследствие токсичности и высокой минерализации подземных вод их сброс в речную сеть недопустим.Установлено, что в разрезе данного месторождения нет других водоносных горизонтов, пригодных для подземного захоронения вод. Поэтому для расположения ряда водопоглощающих сква-, жин 3 выбирают участок на расстоянии 5,5 км от контура водопонижающих скважин 1 эа зоной тектонического нарушения разлома), являющейся слабопроницаемым экраном. Параметры поглощающего ряда рассчитывают методом аналогового моделирования.В процессе решения задачи исследуют влияние следующих факторов на величины водопритоков в карьер Як) и суммарный дебит поглощения Я)На модели определяют величинй суммарного водопритока к системе /осушения Я и суммарного дебитапоглощения ряда ЯпОбработка результатов моделирования заключается в определении де" бита поглощающего ряда Яп в зависимости от количества поглощающих , скважин и и расстояния между ними б=,Ь/и.По результатам обработки строят графики зависимости дебита поглощения Я от длины ряда Ь и количества поглощающих скважин и, используемых для обоснования параметров поглощающего ряда (фиг.З).В приведенном примере для полного сброса дренажных вод используют 12 поглощающих скважин при длине ряда 14 км и конечном диаметре бурения скважин 0,216 м, при этом обеспечивается сброс до 100 объема дренажных вод.Применение предлагаемого способа позволит полностью исключить воэможность загрязнения поверхностных вод рек и других водоемов и одновременно необходимость проведения дорогостоящих мероприятий по очистке дренажных вод от вредных и токсичных веществ и сохранить запасы подземных вод.Формула изобретения Способ Осушения месторождения полезных ископаемых, включающий сбор вокруг месторождения подземных вод с образованием депреесионной воронки, отвод их от месторождения, бурение водопоглощающих скважин и введение в них подземных вод с возвращением последних к месторождению по водоносному горизонту, о т л ич а ю щ и й с я тем, что с целью исключения загрязнения поверхностных и истощения подземных вод, в период возвращения подземных вод осуществляют их частичную задержку за счет образования линейной зоны пониженной водопроницаемости, бурение водопоглощающих скважин ведут с расположением их по линии, перпендикулярной радиусу с депрессионной воронки, а введение в скважины подземных вод производят свободным наливом до уровня земной поверхности.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 727759, кл. Е 02 0 19/06, 1978.2Авторское свидетельство СССР Р 1100 б 5, кл. Е 21 Р 17/00, 1965977582 Ф е ф Ъ ЙМОд м дюбуаЮМ огайтщЬоиго А. Прямковинец, Корректор Составителькнина Техред А.Ба Пономаре 6 Тираж 709 ПИ Государственного по делам изобретений 5, Москва, Ж, Рауш ППП113 Патент , г. Ужгород, ул. Проектная Филиал Редактор Л. Заказ 9138 3 ВНИИПодписноомитета СССРоткрытийая наб д, 4/