1.2.4 Гидрогеологическая характеристика

На поле разреза выделяют два горизонта грунтовых вод. Первый горизонт типа «верховодка» выражен слабо, Приурочен к легким суглинкам. Второй водоносный горизонт характеризуется более постоянным режимом и приурочен к слоям делювия, перекрывающим коренные породы. Притоки грунтовых вод в горные выработки не превышают 30л/час. Коренные породы обводнены повсеместно. Наибольшую обводненность имеют конгломераты и песчаники, а также зоны тектонических нарушений. Все прочие породы менее водоносны, а слои являются водоупорными.

Водоносные горизонты питаются за счет атмосферных осадков. Следует отметить, что массив коренных пород в значительной степени нарушен горными выработками шахты «Томская» и за счет нарушенности массива значительная часть грунтовых вод дренирует в шахту. Общие водопритоки в разрез на горизонт + 245м с двух бортов составят в пределах водораздела 162- 150м³/час и в пределах склона – 240м³/час. Периодическое увеличение притоков в разрез возможно в весенне-осеннее время в два-пять раз, кроме того возможно выпадение атмосферных осадков в количестве 73,3м³/час на гектар площади разреза.

1.3 Определение объемов производства

1.3.1 Определение конечных контуров карьера

В таблице 1 сведены углы погашения бортов разреза в зависимости от типа пород и бортов.

Таблица 1 – Углы погашения бортов разреза

Борт разреза	Тип породы	Углы откосов бортов, град.
Рабочий Рабочий Рабочий Нерабочий Нерабочий Нерабочий	Скальные Нескальные в обычных условиях Песчано-глинистые трудно осушаемые Скальные Нескальные в обычных условиях Песчано-глинистые трудно осушаемые	18-25 18-20 10-15 15-50 23-35 18-25

Р исунок 1 – Схема к определению размеров разреза

Рассчитываем глубину разреза под наносами (см. рис. 1) по формуле:

Н_к=В₁/(ctgγ_р+ctgα), м, (1)

где В₁ – размер карьерного поля под наносами, м;

γ_р – угол откоса рабочего борта разреза, град, равен 20°; (таблица 2)

α – угол падения пласта, град равен 8°.

Рассчитываем размер карьерного поля под наносами по формуле:

В₁=В – x – x₁, м, (2)

где x, x₁ – величина уменьшения карьерного поля под наносами, м.

Величину уменьшения карьерного поля под наносами рассчитываем по формулам:

х=h_в·ctgγ_р, м, (3)

х=8·ctg20º=22 м,

х₁=h·ctgα, м, (4)

х₁=8·ctg8º=57 м,

В₁=1200 – 22 – 57=1121 м,

Н_к = 1121/ (сtg 20º + сtg 8º) = 114 м.

1.3.2 Расчет запасов угля и объемов вскрыши

Рассчитываем объем вскрышных пород (см. рис. 1) по формуле:

V = V₁ + V₂ + V₃, м³, (5)

Рассчитываем объем V₁ по формуле:

V₁ = h_в·S_в+0,5P·h_в²·ctgγ_cp+(П/3) h_в³· ctg²γ_cp, м³, (6)

где S_в – площадь карьерного поля под насосами, м²;

P – периметр карьерного поля, м;

γ_cp – средневзвешенный угол борта карьера, град.

Средневзвешенный угол борта карьера рассчитываем по формуле:

γ_cp = (γ_p+α+2·γ_m)/4, град, (7)

где γ_m – угол откоса борта карьера с торца, равен 35º.

γ_cp = (20+8 +2·35)/4=25º.

Рассчитываем площадь карьерного поля под наносами по формуле:

S_в = B₁·L₁, м², (8)

где L₁ – размер карьерного поля под наносами по простиранию, м.

Размер карьерного поля под наносами по простиранию рассчитываем по формуле:

L₁=L - 2 h_в·ctgγ_m, м, (9)

L₁=2300 - 2·8·1,428 = 2275 м,

S_в= 1121·2275 = 2550000 м².

Рассчитываем периметр карьерного поля по формуле:

P=2·( B₁+L₁)_, м, (10)

P=2·( 1121+2275)=6800 м,

V₁ = 8·255000+0,5·6800·64·ctg25º+1,03·512·ctg²25º= 20620000 м³.

Рассчитываем объем V₂ по формуле:

V₂ =(1/2)·АК·ОК·(( L₁+L₂)/2), м³, (11)

где L₂ – размер карьерного поля по дну, м.

Размер карьерного поля по дну рассчитываем по формуле:

L₂ = L – 2h_k·ctgγ_m, м, (12)

L₂ = 2300 – 2·114·ctg35º=1900 м.

Рассчитываем глубину разреза по формуле:

Н=Н_k + h_в, м, (13)

Н=114+8=122 м.

Рассчитываем размер АК по формуле:

АК = ОК·ctgγ_cp, м. (14)

Размер ОК рассчитываем по формуле:

ОК= h_k – m, м, (15)

ОК=114 - 9,8 = 105 м,

АК =105·2,747 = 290 м,

V₂=(1/2)·290·105·((2275+1900)/2) = 31800000 м³.

Рассчитываем объем V₃ по формуле:

V₃=(1/2)·KN·ОК·(( L₁+ L₂)/2), м³. (16)

Рассчитываем расстояние KN по формуле:

KN=ОК·ctgα, м, (17)

KN=105·7,115 = 750м,

V₃ =(1/2)·750·105·(( 2275+ 1900)/2)=82200000, м³,

V = 20620000+31800000+82200000 = 135000000 м³.

Рассчитываем геологические запасы полезного ископаемого по формуле:

Q_геол = CD·m·(( L₁+ L₂)/2), м³. (18)

Рассчитываем размер CD по формуле:

CD = h_k/sinα, м, (19)

CD=114/0,139=820 м,

Q_геол = 820·9,8·(( 2275+ 1900)/2)=16800000м³.

Рассчитываем промышленные запасы полезного ископаемого по формуле:

Q_пр = Q_геол· γ_пи·К_изм, m, (20)

где γ_пи – объемный вес угля, m/м³;

К_изм – коэффициент извлечения полезного ископаемого из недр земли, равен 0,7.

Q_пр = 16800000·1,5·0,7 = 24400000м³.

Рассчитываем средний коэффициент вскрыши по формуле:

К_ср = V_вск/Q_пр, м³/m, (21)

К_ср = 135000000/24400000 = 6 м³/m.