3. Осушение подрабатываемого водного объекта

Массивы любых пород содержат свободную (гравитационную) и поровую воду, т.е. обводнены, одни в большей, другие в меньшей степени. При ведении горных работ вода попадает в горные выра­ботки и затрудняет работу людей и механизмов.

Однако в определенных геологических условиях подземные воды концентрируются в пористых горных породах в больших ко­личествах и доставляют не только неудобство в процессе отработ­ки, но становятся опасным для жизни людей, угрожают нарушени­ем нормальной деятельности предприятия.

Если предотвратить эту угрозу ни одним из описанных ранее способов невозможно, то возникает необходимость удаления воды из зоны влияния горных работ.

Осушение или дренаж — это отбор воды из подземных обвод­ненных массивов пород, который осуществляется для снижения на­поров или уровней водоносных горизонтов, что позволяет умень­шить притоки в горные выработки, изменить напряженное состоя­ние массивов пород, предотвратить затопление (в том числе, внезап­ное) горных выработок из подрабатываемых водных объектов.

11о времени проведения различают предварительное и текущее огушение месторождения.

Предварительное осушение карьерного или шахтного полей производится на этапе строительства предприятия за 1—3 года до mi'Kuia эксплуатации. В этом периоде осуществляется ликвидация ним перемещение подрабатываемых водных объектов, их изоляция, i нпжение напоров подземных вод.

Текущее осушение выполняется в период эксплуатации с це- IH.10 поддержания достигнутых уровней подземных вод или про- момжепия дальнейшего их снижения.

По способам выполнения различают поверхностное и подзем- пт• осушение. Вместе с тем, если исключить приповерхностную to ищу пород, то при современных глубинах открытой и подземной (mi !работки, а особенно в связи со всё большим развитием комби­нированной разработки месторождений уместнее говорить о ком­плексных способах осушения.

i 1ри этом дренажные работы обеспечиваются следующим на­бором применяемых средств: водопонижающие скважины, обору- доианные глубинными насосами; подземные дренажные выработки; гыюзные и забивные фильтры из открытых и подземных горных выработок; иглофильтровые установки и комплексы; прибортовой дренаж; канавы и колодцы.

11оследние три из перечисленных средств обеспечения дрена­жи свойственны в большей мере открытым горным работам.

В этом качестве они используются и при комбинированной jm (работке, не оказывая заметного влияния на водозащиту подзем- нMX выработок, т.к. и в карьере выполняют вспомогательную роль на папе его строительства.

Основная нагрузка при осушении месторождения, разрабаты­ваемого комбинированным способом, приходится на глубокое во- доиопижение скважинами, пробуренными с поверхности, допол­няемое подземным дренажным горизонтом со сквозными фильтра­ми и восстающими дренажными скважинами (рис. 12.12).

1К⁴.

Рис. 12.18. Схема развития зон деформирования подработанных массивов:

} — отработанный (обрушенный) блок; 2 — подземный истинный водный объект; 3 — зона беспорядочного обрушения пород; 4 — граница зоны блоковых сдвигов пород; 5—6 — гра­ница зоны водопроводящих трещин в развитии; 7 — водоупорные породы; 8 — суглинки

а для специфических водных объектов устанавливаются соотношения между мощностью рудопородной подушки, ее пористостью, критиче­ской глубиной проникновения опасных по прорывам грунтов в обру­шенные скальные породы и их мощностью.

Предложенная классификация позволяет легко вникнуть в суть проблемы, представить все многообразие связей, проявляю­щихся между водными объектами и месторождениями полезных ископаемых в процессе хозяйственной деятельности человека, выявить специфические задачи, возникающие на той или иной стадии классификации, а также имеет определенный практиче­ский выход. Однако в классификации не отражена возможность (а в сложных случаях это необходимо) многовариантных оценок схем вскрытия и систем разработки месторождений. Классифика­ция, предъявляя определенные требования к объему и составу информации, необходимой для выделения таксонов и разработки практических рекомендаций, тем самым управляет процессом ис­следований подрабатываемых водных объектов и месторождений полезных ископаемых.

Дальнейшее развитие этой проблемы с приведением типовых схем подработки различных классов водных объектов, математиче­ских моделей поведения их в различных ситуациях и другие детали изложены в работе [35].Комбинированная разработка рудных месторождений, как уже отмечалось в первой части учебника, открывает широкие возмож­ности диверсификации производства.

Одним из эффективных решений в этом направлении может иыть диверсификация водозащитной системы для попутной выра­ботки электроэнергии*.

Когда в совместном для карьера и рудника вертикальном раз- 1>е »е месторождения имеется напорный водоносный пласт с боль­шим дебитом воды, сооружают водозащитный комплекс. Чаще все­го с поверхности бурят по внешнему контуру совмещенных карь­ерного и шахтного полей систему вертикальных водопонижающих

1. киажин (рис. 12.9).

Риг. 12.19. Дренажная гидроаккумулирующая электростанция (ДГАЭС): f иодоиосный пласт; 2 — дренажная скважина; 3 — дренажный горизонт; 4 — верхний щuiiii.iiI бассейн; 5 — водоспуск; 6 — гидротурбина и электрогенератор; 7 — нижний бас- с rim, >V — насосная станция; 9 — труба для выдачи воды на поверхность

1Ч*;иипация этой идеи привлекательна пе только с точки зрения получения предприятием дополнительного дохода, но важна и с позиции возникающей и iu-далеком будущем необходимости поиска альтернативных источников iHrpi ни, особенно для отдаленных от этих источников регионов

.После взрывного обрушения потолочины или целиков известная ранее геометрическая обстановка коренным образом меняется. Теперь можно лишь приближенно указать возможное местоположение ос­новной пустоты (главным образом, благодаря тому, что оно было из­вестно до взрыва). Что касается контуров пустоты, формы, размеров и развития ее во времени (что весьма важно!), то эти параметры на ос­нове имеющихся методов и аппаратуры практически установить не­возможно. Следовательно, эта задача пока не решается технически не­зависимо от времени и средств, затрачиваемых на нее.

Последнее обстоятельство имеет большое значение для разра­ботки и осуществления мер безопасного ведения горных работ в зоне взрывного погашения пустот, поскольку практически невоз­можно разработать эти меры безопасности, не имея указанных све­дений о пустотах.