9.4 Нелинейный закон фильтрации

В грубообломочных и особенно сильнотрещиноватых скальных породах (крупные пустоты и трещины) движение воды имеет вихревой или турбулентный характер, характеризующийся большими скоростями, пульсацией и перемешиванием отдельных струй воды. Такое движение описывается законом Шези-Краснопольского или .

9.5 Движение подземных вод к водозаборным сооружениям (дренажным сооружениям)

Дренаж – естественное (река, озеро и др.) или искусственное (колодец, шахта и др.) осушение горных пород. Водозаборное (водосборное) сооружение – искусственная горная выработка, служащая для осушения водоносных горных пород.

Водозаборные сооружения подразделяются на вертикальные (буровые скважины, колодцы, шурфы и стволы) и горизонтальные (канавы, штреки, галереи и др.), на совершенного типа (доведенные до нижнего водоупора) и несовершенного типа (не доведен до нижнего водоупора).

9.5.1 Грунтовый совершенный колодец – вертикальное дренажное сооружение, доведенное до нижнего водоупора грунтовых вод (рис. 50).

В

процессе откачки воды:

k- коэффициент фильтрации, м/сек;

r_c - радиус колодца, см;

H -мощность водоносного горизонта до откачки, м;

h - мощность в процессе откачки, м;

R - радиус влияния понижения уровня, м;

S – величина понижения уровня воды в процессе откачки, м.

Q – приток воды, м³/час;

Рис.50 – Схема притока воды в

грунтовой колодец совершенного типа

9.5.2 Водопоглощающий колодец служит для налива (спуска) воды, в результате чего образуется обратная депрессионная воронка. Принятые обозначения те же, что и на рис. 50.

9.5.3 Артезианский совершенный колодец – вертикальное дренажное сооружение, доведенное до нижнего водоупора напорных вод. Приток воды определяется по формуле.

Рис. 51 – Схема притока воды в артезианский колодец совершенного типа

H – высота уровня вскрытого напорного горизонта, м; h -высота уровня воды в процессе откачки, м; S -величина депрессии, м; R - радиус влияния депрессии (депрессионная воронка), м; m - мощность напорного горизонта, м; r_c - радиус колодца

где Q – приток воды, м³/час;

k – коэффициент фильтрации, м/сек;

m – мощность водоносного пласта, м;

r – радиус колодца, см;

R – радиус влияния понижения уровня, м

9.6 Определение притока воды в шахту

9.6.1 Расчет водопритока по коэффициенту водообильности

Коэффициент водообильности шахт К_в - отношение количества воды (Q м³), откачиваемой из шахты и из дренажных сооружений за определенный период времени (обычно за год) к количеству добытого за этот период угля (Т, т). Например, для шахт Подмосковного бассейна К_в=10,5 м³/т, Донбасса -

2,8 м³/т, Карагандабасса - 0,5 м³/т.

Q_ш.н.=K_в ^. Т,

где Q_ш.н. - ожидаемое количество воды в новой шахте, м³/час;

Т - планируемая производительность шахты;

К_в - коэффициент водообильности

9.6.2 Расчет водопритока по водному балансу

Шахтой вскрывается несколько водоносных горизонтов, поэтому

Q_ш.н.=Q₁+Q₂+…Q_n,

где Q_ш.н – ожидаемый приток в новую шахту, м³/час;

Q₁, Q₂, … - притоки воды по водоносным горизонтам, м³/час