Главная страница >>  Осушительные работы в строительстве >> Методика проведения осушительных работ. Предварительное и параллельное осушение

Методика проведения осушительных работ. Предварительное и параллельное осушение

Существуют два способа разработки месторождений: открытый (карьерный) и подземный, когда разработка месторождения ведется при помощи системы подземных горных выработок с выдачей полезного ископаемого на поверхность через шахтные стволы или штольни.

Методика проведения осушительных работ должна быть привязана к способам разработки месторождений. Например, при подземном способе разработки используют существующие подземные выработки для устройства сквозных и забивных фильтров, а при открытой разработке дренажные устройства размещают на бермах откосов карьера.

Поэтому схемы осушения, применяемые на карьерах и шахтах, имеют свои особенности. Помимо этого схемы осушения различных участков карьеров и шахт также отличаются друг от друга. Например, схемы осушения выездных и разрезных траншей, отвалов, рабочих и нерабочих бортов в карьерах, а также околоствольных выработок, штреков главных направлений и выемочных участков на шахтах не похожи друг на друга.

Тем не менее независимо от способа отработки месторождения и принятой схемы осушения все осушительные работы могут быть разбиты на две, принципиально отличные стадии: 1) предварительное осушение и 2) параллельное осушение.

Эти термины определяют увязку горных и осушительных работ по срокам.

Если осушительные работы проводят раньше начала проходки горных выработок - то это предварительное осушение, а если одновременно с горными выработками - то параллельное осушение.

В зависимости от литологического состава осушаемых пород и их водоотдачи определяют сроки начала проведения предварительного осушения.

Как правило, водопонизительные работы опережают проходку горных выработок на 5-10 месяцев. Естественно, что при проведении предварительного осушения создаются более благоприятные условия для производства горных и земляных работ.

Возникает вопрос, можно ли ограничиться предварительным осушением или надо применять и параллельное осушение? Чтобы получить ответ на поставленные вопросы, рассмотрим следующие два примера.

На рис. 75 показан схематичный геологический разрез одного из угольных месторождений Подмосковного бассейна. Угольный пласт залегает на глубине 70-75 м; сверху он перекрыт глинами мощностью в среднем 3 м. Над глинами размещаются обводненные пески мощностью около 40 м.

Шахтные стволы пройдены способом замораживания.

Пройти горизонтальные выработки, имея в кровле угольного пласта водоносный горизонт мощностью до 40 м, невозможно.

Приступать к установке забивных фильтров на пески, обладающих напором в 40 м, крайне опасно, особенно если учесть неустойчивую кровлю горных выработок. В данных условиях необходимо до начала проведения горизонтальных выработок    снизить   уровень воды в песках при помощи водопонижающих скважин, т. е. провести предварительное осушение.

 

Схема  осушения околоствольного участка


Рис. 75 Схема предварительного и параллельного
осушения околоствольного участка 1 - ствол; 2 - водопонижающие скважины: 3 - забивные фильтры; 4 - статический уровень подземных вод; 5 - сниженный уровень воды от работы водопонижающих скважин; 6 - сниженный уровень воды от работы забивных фильтров


Однако ранее уже отмечалось, что при помощи водопонижающих скважин нельзя достигнуть полного осушения песков (до нижнего водоупора).

Остаточный столб воды в песках в зависимости от крупности фракций будет колебаться от 30 до 50% к первоначальной обводненной мощности песков. Сохранить над головой обводненные пески мощностью 10-15 м недопустимо, особенно при проведении очистных работ. Поэтому их дальнейшее (почти полное) осушение производят забивными   фильтрами, установку которых в кровлю выработок ведут по мере их продвижения, т. е. производят параллельное осушение.

Рассмотрим теперь пример из практики осушения карьеров. Для защиты первой очереди Лебединского карьера КМА от подземных вод по его контуру было пробурено около 120 водопонижающих скважин, которыми перехватывалось 85% притока подземных вод (предварительное осушение). Однако около 500 м3подземной воды проникало внутрь карьера по контакту песчаных и глинистых отложений между водопонижающими скважинами.

Для перехвата этой воды на нижней берме песчаного откоса были смонтированы эжекторные и иглофильтровые установки (параллельное осушение), под защитой которых и вели работы по вскрыше рудной залежи.

В обоих приведенных примерах осушительные работы необходимо было начинать с предварительного осушения, под защитой которого начинали горные работы. Однако только средствами предварительного осушения обеспечить нормальные условия для ведения горных работ нельзя, поэтому пришлось прибегнуть к параллельному осушению.

Исключить из схемы осушения водопонижающие скважины и ограничиться только забивными фильтрами (в первом случае) и иглофильтрами (во втором случае), т. е. только средствами параллельного осушения, также не представлялось возможным.

Таким образом, в рассмотренных примерах наиболее правильной системой осушения являлось применение на 1-й стадии предварительного, а на второй - параллельного осушения.

Необходимо отметить, что осушительные работы на большинстве обводненных месторождений, находящихся в сложных гидрогеологических условиях, проводят в две стадии, и только в сравнительно редких случаях, при облегченных гидрогеологических условиях (наличие одного водоносного горизонта с подошвой, залегающей ниже пласта полезного ископаемого, или при слабой обводненности пород, находящихся в кровле горных выработок), ограничиваются одним предварительным либо   параллельным   осушением.