Часть іі. Расчет водопритоков в горные выработки
Расчет водопритоков в скважины и горные выработки выполняется при разведке и эксплуатации месторождений полезных ископаемых, изысканиях для водоснабжения, искусственном понижении уровня подземных вод и многих других случаях.
Настоящим пособием предусмотрено выполнение расчетов в условиях ламинарного безнапорного и напорного движения подземных вод.
1. Определение водопритока в скважину
А. Грунтовые воды.
Согласно заданию необходимо определить дебит скважины №5, предназначенной для водоснабжения, при различных понижениях уровня грунтовых вод и построить график зависимости дебита от понижения Q=f(S).
Для выполнения задания необходимо построить схематическую геологическую колонку скважины №5 до первого водоупора, указав абсолютные отметки поверхности, подошвы слоев и уровня грунтовых вод. Расчет выполняется по формуле Дюпюи.
, м3/сут
(13)
Q – дебит скважины, м3/сут;
kф– средний коэффициент фильтрации, м/сут;
Н – мощность водоносного горизонта, м;
S– величина водопонижения, м;
R– радиус депрессионной воронки, м;
r– радиус скважины, принимаемый 0,25 м.
Величину водопонижения Sпринимаем равной 0,1Н; 0,3Н; 0,5Н; 0,7Н и Н. Определяем соответствующий водопонижению радиус депрессионной воронки по формуле Зихардта:
, м (14)
Если в скважине №5 обводнены суглинки и пески, определяем средний коэффициент фильтрации для водоносного горизонта. Данные заносим в таблицу и строим график Q=f(S).
Q, м3/сут
Q=f(S)
-
S ,м
R, м
Q, м3/сут
S1=
R1=
Q1=
S2=
R2=
Q2=
S3=
R3=
Q3=
S4=
R4=
Q4=
S5=R5=
Q5=
S, м
График выполняется в масштабе.
Б. Напорные воды.
Согласно заданию необходимо определить дебит скважины №5 при различных понижениях пьезометрического уровня и построить график зависимости дебита от понижения Q=f(S).
Как и в предыдущем случае строим схематическую геологическую колонку до второго водоупора, показываем пьезометрический уровень воды и абсолютные отметки устья и подошвы слоев. Принимаем понижение пьезометрического уровня равное 0,1Н; 0,3Н; 0,5Н; 0,7Н и Н и определяем соответствующий понижению радиус депрессионной воронки по формуле Зихардта (14). Расчет водопритока производим как в артезианский и грунтово артезианский колодец. При h > Мскважина работает как артезианский колодец и дебит определяется по формуле:
,
м3/сут (15)
При h<М скважина работает как грунтово-артезианский колодец и дебит определяется по формуле:
,
м3/сут(16)
Q– дебит скважины, м3/сут;
kф – коэффициент фильтрации, м/сут;
S– величина водопонижения, м;
Нn– пьезометрический напор, м;
М – мощность напорного водоносного горизонта, м;
h – величина столба воды в скважине, м;
R – радиус депрессионной воронки, м;
r– радиус скважины, принимаемый 0,25 м.
Полученные данные как и в предыдущем случае заносим в таблицу и строим график зависимости дебита от понижения Q=f(S).