4.6.1 Одноконтурные группы вертикальных дрен применяются для осушения небольших участков шахтного поля.

Для безнапорных вод дебит контурной группы совершенных дрен:

, м/с, (4.7)

где k – коэффициент фильтрации, м/с;

H – мощность безнапорного водоносного пласта, м;

S – требуемое снижение уровня, м;

R – радиус влияния, м;

r_c – радиус дрен, м;

r₀ – радиус контрольной группы дрен, м;

n – число дрен в группе.

Уровень снижения подземных вод:

, м (4.8)

где x₁, x₂, x₃, …x_n – расстояние от искомой точки депрессионной кривой до группы соответствующих дрен, м.

Для напорных вод:

а) дебит вертикальных совершенных дрен (рисунок 4.6), разных контуров:

, м³/сут., (4.9)

где Q₀¹ – дебит каждой из взаимодействующих дрен, м³/сут.;

R – радиус влияния группы дрен, м;

N – число дрен в группе;

r_c – радиус дрен, м;

r₀ – радиус круга контурной группы дрен, м

, (4.10)

где r₁, r₂, r₃,…r_n – расстояние от середины каждой из сторон многоугольника и угловых дрен (рисунок 4.7) до центра тяжести, м;

p – число точек, для которых определяются эти расстояния.

Рисунок 4.7 – Схема приведения площади дрен к равновеликому кругу

б) определение сниженного напора:

,м, (4.11)

где Н – мощность водоносного горизонта, м;

х₁, х₂, х₃, …х_n – расстояние от искомой точки депрессионной кривой до группы соответствующих дрен, м.

В прямоугольном контуре вместо в формулу можно подставить расстояние от центра контура до искомой точки.

4.6.2 Расчет линейного ряда водопонижающих скважин

а) для безнапорных вод при определении дебита ряда совершенных вертикальных дрен (рисунок 4.8) :

, м³/сут (4.12)

где H_S – мощность водоносного горизонта, м;

k – коэффициент фильтрации , м/сут;

S – понижение уровня воды в дренах, м;

σ - половина расстояния между дренами, м;

r_c – радиус дрен, м;

R₁ – расстояние от ряда дрен до области питания, м;

R₂ – расстояние от ряда дрен до области естественного дренажа, м;

L=R₁+R₂ – расстояние между областями питания и естественного дренажа, м.

Рисунок 4.8 – Схема расчета линейного ряда совершенных вертикальных дрен при их работе в условиях безнапорных вод

Депрессионную кривую по линии, нормальной к линейному ряду:

, м (4.13)

где Н_х – высота депрессионной кривой на расстоянии х метров в направлении, перпендикулярном ряду линейных скважин;

Н_S – мощность водоносного горизонта, м;

а – коэффициент: в сторону области питания (а) и естественного дренажа (б).

а) ; б) ; (4.15)

(4.16)

определяется по графику (рисунок 4.9) в зависимости от отношения

Рисунок 4.9 – График зависимости коэффициента А r_c

б) для напорных вод дебит совершенных вертикальных дрен (рисунок 4.10):

, м³/сут, (4.17)

где k – коэффициент фильтрации, м/сут;

m – мощность водоносного горизонта напорных вод, м;

S – снижение пьезометрического уровня, м;

R – радиус влияния водопонижающей скважины, м;

2σ - расстояние между скважинами, м;

r_c – радиус скважины, м.

Депрессионная кривая (Н_х), направленная по нормали к линейному ряду дрен: , м (4.18)

где а – коэффициент, определяемый по формуле (стр. 114), а величину А находим по графику (рисунок 4.9).

Высота остаточного столба воды (h_ост.):

, м, (4.19)

где М – высота подъема воды над кровлей водоносного горизонта

Рисунок 4.10 – Схема к расчету линейного ряда совершенных вертикальных дрен при их работе в условиях напорных вод

Рисунок 4.11 – График для определения величины ln(1-e ^-x)

Для определения сниженного напора посередине между дренами точка а (рисунок 4.10) на расстоянии х метров используется формула:

, (4.18)

где выражение - логарифм модуля, находим по графику (рисунок 4.11).