Способ шахтного дренажа

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗО ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ РЕТЕНИ 769650/8,12,897.12,91,сесоюзоектноению мых, спеич ной Г Г.Н.Киселев, В.Н.Квачев, В.А.Дунаев(54) СПОСОБ ШАХТНОГО ДРЕНАЖА(57) Изобретение относится к защите очистных выработок (В) от обводнения приразработке месторождений полезных ископаемых, Цель - повышение эффективностидренажа при отработке рудных тел этажами за счет увеличения проницаемости водоперехватывающей эоны, более полногоперехвата воды и увеличения срока использования дренажной системы. В висячем боку рудного тела проходят водоприемную В,Из нее бурят веера восходящих скважин (С) ф М Изобрете мышленности при разработ ископаемых д выработок отЦель изоб тивности дрен этажами за сч тся к.горной проыть использовано . ждений полезныхочистных горных ние относ и может ке местор ол ногоиспальля защит обводнени ретения - ажа при от ет увеличе щаем повышение эффекработке рудных тел ия проницаемости ма фазы и г.4 - то - схема(21) 4 (22) 1 (46) 0 (71) В и пр осуш паем рудн делу (72) и Г.А (53) 6 (56) прор 1973,Бюл. М 45ый научно-исследовательский онструкторский институт по сторождений полезных искоциальным горным работам еологии и маркшейдерскому Ж, 1696699 А 1)5 Е 21 С 41/16, Е 21 Г 16/О в вертикальнои плоскости с вскрытием зоны водопроводящих трещич, Проходят В в верхней части отрабатываемого этажа на расстоянии от висячего бока, определяемом по расчетной формуле. Нижние С вееров бурят перпендикулярно зоне водопроводящих трещин. Верхние С оурят под углом к нижним С, рассчитываемым по расчетной формуле. Бурение средних С вееров выполняют по середине между крайними С вееров. Образуют водоперехватывающую зону дробления опережающим взрыванием верхних С всех вееров, После заполнения водой образованной эоны дробления взрывают средние С вееров. В нижние С помещают тампонажный раствор и производят тампонирование пород в лежачем боку сформированной зоны дробления взрыва- нием зарядов ВВ в эих С, В тампонажный раствор вводят добавки реагентов, переводящих минеральные примеси из подземных вод в осадок Тампонажный раствор помещают в С в пластиковых капсулах совместно с зарядами ВВ, Капсулы размещают в пределах водоперехватывающей зоны в тонкостенные полуцилиндры внешним диаметром, равным диаметру С, Воду из водоотеодящей зоны отводят через устья С в водоприемную В. 6 ил,водоперехватывающей зоны, более перехвата воды и увеличения срока зования дренажной системы.На фиг, 1 изображена схема эащ го участка, вертикальный разрез; н разрез А-А на фиг.1; на фиг 3 - схе взрывания верхней скважины: наже, средней скважины; на фиг.55 10 15 20где 1 - высота этажа (подзтажа), м;а - угол падения рудного тела, град; Р - внешний относительно выработанного пространства угол между контуром зо ны водопроводящих трещин и горизонтом, град;К - длина отрезка веера, предназначенного для отвода воды из водоперехватывающей зоны в водоприемную выработку, м;С - мощность зоны водопроводящих трещин, м.Если водоприемная выработка 11 будет находиться от линии 13 на расстоянии, меньшем чем 1, то в конце отработки участка 8 расстояние от выработки 11.до границы 14 зоны сдвижения станет меньше, чем К+ С, т.е. дренажная система подработается прежде, чем завершится отработка участка 8. Удаление водоприемной выработки 11 от линии 13 на расстояние, превышающее величину 1, нецелесообраз но, так как влечет за собой дополнительныезатраты на сооружение дренажной системы. Длина водоприемной горной выработки 11 принимается равной будущей ширине защищаемого от обводнения участка.Из водоприемной выработки 11 производят бурение вееров 15 восходящих:кважин, расположенных в вертикальной плоскости. Расстояние 16 между веерами 15 (фиг,2) определяют по известным методикам, а количество вееров 15 определяют в зависимости от ширины 17 защищаемого 30 35 40 45 50 55 фазы пеоехвата и отвода подземных вод; на фиг,6 - то же, в конце отработки защищаемого блока,Способ осуществляют следующим образом.В скальных или полускальных породах 1 (фиг.1), в кровле которых залегает водоносный пласт 2, залегает рудное тело 3 с отработанным участком 4 и сформировавшейся зоной 5 сдвижения пород 1, на границе 6 которой расположена зона 7 водопроводящих трещин, Для защиты от подземных вод участка 8 рудного тела 3 верхняя отметка 9 и нижняя отметка 10 проходят водоприемную горную выработку 11, Горную выработку 11 располагают со стороны висячего бока 12 рудного тела 3 на верхней отметке 9 отрабатываемого участка 8 на расстоянии Е от линии 13 пересечения висячего бока 12 и верхней отметки9 отрабатываемого участка 8, Расстояние 1 .определяют зависимостью от обводнения участка, При этом в каждом веере 15 нижние скважины 18 (фиг.3) бурят перпендикулярно к зоне 7 водопроводящих трещин, чем достигается впоследствии ее сопряжение с водоприемной выработкой 11 по наиболее короткому расстоянию. Верхние скважины 19 задают под углом гр к нижним скважинам 18, который определяют из соотношения(2)где- расстояние от водоприемной выработки до лежачего бока зоны водопроводящих трещин, м;С - мощность зоны водопроводящих трещин, м.Расположение верхней скважины 19 под углом, удовлетворяющим условию (1), обеспечит в последующем надежный перехват воды. При меньших значениях этого угла возможен проскок воды в отрабатываемый участок 8 за счет попадания части ее потока эа край 20 основания 21 будущей водоперехватывающей зоны 22 дробления (фиг.1), Увеличение угла р нецелесообразно, так как оно ведет к излишним затратам на дробление пород 1 при сооружении водо- перехватывающей зоны 22,Средние скважины 23 (фиг,4) вееров 15 бурят под углом р/2 к нижним скважинам 18.Глубину восходящих скважин определяют из необходимости перебура зоны 7 водопроводящих трещин на всю ее мощность (С).После бурения верхние 19 и средние 23 скважины вееров 15 оборудуют зарядами ВВ, начиная от забоя на всю длину будущей водоперехватывающей эоны 22, а нижние скважины 18 подготавливают к тампонированию. Все скважины от устья до их заряженной части обсаживают трубами.Затем производят последовательное взрывание скважин: вначале взрывают верхние скважины 19 всех вееров (фиг,3), а после дробления пород и заполнения водой вновь образованных трещин взрывают средние скважины 23 (фиг.4), а затем взрывают нижние скважины и с помощью взрыва тампонируют основание 21 в лежачем боку создаваемой водопеоехватывающей зоны 22 дробления (фиг.1),Вода иэ подрабатываемого пласта 2 (фиг,5) по зоне 7 водопроводящих трещин поступает в искусственно созданную отбойкой сважин водоперехватывающую зону 22 дробления и по сохранившимся привзрыве при устьевым частям скважин поступает в водоприемную выработку 11, а затемподается в сисгему общешахтного водоотлива,По мере отработки участка 8 рудного 5тела 3 сверху вниз граница 6 зоны 5 сдвижения пород, а следовательно, и контролируемая ею зона 7 водопроводящих трещинперемещается в сторону от висячего бока12 участка 8 рудного тела, При этом созданная дренажная система обеспечиваетперехват и отвод воды в течение всегосрока выемки полезного ископаемого в отрабатываемом участке 8 до нижней отметки 10 (фиг.б). Для защиты от обводнения 15следующего участка 24 рудного тела 3 дренажную систему создают на отметке 10, ицикл повторяют до окончательной отработки рудного тела 3,Для ускорения тампонирования в тампонажный раствор вводят добавку реагента-осадителя, который при взаимодействиис водой переводит содержащиеся в ней минеральные примеси в осадок, кольматирующий оставшиеся после цементации 25трещины в основании 21 водоперехватывающей эоны 22 (фиг.5).С целью повышения качества тампонирования тампонажный раствор помещают впластиковые капсулы, снаряжают их зарядами ВВ и располагают последовательнов тонкостенном полуцилиндре внешнимдиаметром, равным диаметру скважины18 на длину водоперехватывающей зоны22, При взрыве зарядов ВВ за счет отражения от стенки полуцилиндра обеспечивается направленная инъекция тампонажногораствора в трещины основания 21 водоперехватывающей зоны 22 (фиг,5).40Формула изобретения1. Способ шахтного дренажа, включающий проведение водоприемной выработки в висячем боку рудного тела, бурение из нее вееров восходящих скважин в вертикальной 45 плоскости с вскрытием зоны водопроводящих трещин, заряжание скважин зарядами ВВ, формирование взрывом этих скважин водоперехватывающей зоны дробления пород и отвод из нее подземных вод через 50 устья скважин в водоприемную выработку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности дренажа при отработке рудных тел этажами за счет увеличения проницаемости водоперехватыва ющей зоны, более полного перехвата воды и увеличения срока использования дрена к ной системьь водоприемную выработку про ходят в верхней част отрабатываемоо этажа на расстоянииот висячего бокэ руд. ного тела где Ь - высота этака (псдэтака), м:а - угол падения рудного тела, град;3 - внешний, относительно выработан.ного пространства, угол между контуром зоны водопроводящих трещин и горизонтом,град;К - длина отрезка веера, предназначенного для отвода воды из водоперехеатывающей зоны в водоприемную выработку, м,С - мощность зоны водопроводящихтрещин, м,бурение нижних скважин вееров осуществляют перпендикулярно зоне водопроводящих трещин, бурение верхних скважинвееров производят под углом к нижнимскважинамсо р = -- -)- С 1,Л+Сгде - расстояние от водоприемной выработки до лежачего бока зоны водопроводящих трещин, м;С - мощность зоны водопроводящихтрещин, м,бурение средних скважин вееров выполняют по середине между крайними скважинами вееров, водоперехватывающую зонудробления образуютсперекающим взрыванием верхних скважин всех вееров, затеялпосле заполнения водой образованной зоны дробления взрывают средние скважинывееров, после чего взрыванием нижнихскважин производят тампонирование пород в лежачем боку сформированной зоныдробления взрыванием зарядов ВВ в этихскважинах.2, Способ по п 1, отл ич з ю щи йс ятем, что в нижние скважины вееров помещают тампонажный раствор с добавками реагентов, переводя цих минеральные примесииз подземных вод в осадок.3, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что в нижние скважины вееров в поеделах водоперехватывающей зоны полещаюттонкостенные полуцилиндры внешним диаметром, равным диаметру скважин, и размещают в них плес-,иковые капсулы стампонажным раствором и зарядами ВВ, 16966991696699 2 няк едактор Н, Тупи и 1 рг изводе геенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 каз 4288 ВНИИПИ Госу Составитель В. Черкашенинов ехред М,МоргенталКорректор Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям иоткрытиям 113035, МоскваЖ, Раушская наб., 4/5