0. 3. Определение водопритока в карьер

Настоящим заданием предусмотрен расчет водопритока в карьер, используемый для разработки месторождения кварцевых песков и доломитизированных известняков. Водоприток в карьер осуществляется за счет безнапорного водоносного горизонта, приуроченного к суглинкам и пескам, напорного водоносного горизонта, приуроченного к трещиноватым известнякам, а также за счет атмосферных осадков. Движение подземных вод ламинарное.

Карьер квадратной формы предполагается пройти в районе скважин №№ 2-4-10-12. расчет производится по методу «большого колодца». Для выполнения расчета строим геологические колонки угловых скважин , на которых показываем положение уровня грунтовых и напорных вод. Определяем средний коэффициент фильтрации безнапорного водоносного горизонта и приведенный радиус карьера, исходя из площади круга

F = πr², м².

, м (28)

r_o – приведенный радиус карьера, м;

F – площадь карьера, м²;

1. Водоприток из безнапорного водоносного горизонта определяется как к совершенному грунтовому колодцу:

, м³/сут (29)

Q_гр – водоприток за счет грунтовых вод, м³/сут;

k_ф – средний коэффициент фильтрации безнапорного водоносного горизонта, м/сут;

Н – мощность безнапорного водоносного горизонта, м;

R - радиус депрессионной воронки безнапорного горизонта, определяемый от контура карьера по формуле Зихардта (14), м;

r_o – приведенный радиус карьера, м.

б) Водоприток из напорного водоносного горизонта определяется по формуле совершенного грунтово-артезианского колодца:

, м³/сут (30)

Q_н – водоприток за счет напорных вод, м³/сут;

k_ф –коэффициент фильтрации напорного водоносного горизонта, м/сут;

Н_n – величина пьезометрического напора, м;

М – мощность напорного водоносного горизонта, м;

R - радиус депрессионной воронки напорного горизонта, определяемый от контура карьера по формуле Зихардта (14), м;

r_o – приведенный радиус карьера, м.

в) Водоприток в карьер за счет атмосферных осадков определяется по формуле:

, м³/сут (31)

Q_oc – водоприток за счет атмосферных осадков, м³/сут;

h_oc – годовое количество осадков, принимаемое для условий Донбасса 0,56 м/год;

F – площадь карьера, м².

г) Суммарный водоприток в карьер составляет:

, м³/сут (32)

4. Определение водопритока в горизонтальные подземные выработки

Согласно заданию для осушения карьера предполагается пройти две совершенные горизонтальные подземные выработки, расположенные нормально потоку со стороны поступления воды в карьер из грунтового и напорного водоносных горизонтов. Для выполнения расчета необходимо построить геологические колонки трех скважин, вдоль которых будут заложены выработки.

Определяем средний коэффициент фильтрации и мощности безнапорного, а также пьезометрический напор и мощность напорного водоносного горизонта. По формуле Зихардта (14) определяем величину радиуса полосы осушения при полном водопонижении.

1. Величина водопритока в горизонтальные подземные выработки определяется по формулам Дюпюи.

Для безнапорного водоносного горизонта:

, м³/сут (33)

Q – величина водопритока, м³/сут;

k_ф – средний коэффициент фильтрации, м/сут;

Н – мощность водоносного горизонта;

h – мощность воды в дрене, м;

L – длина выработки, принимаемая 800м;

R – радиус полосы осушения, м.

Для напорного водоносного горизонта:

, м³/сут (34)

Q – величина водопритока, м³/сут;

k_ф –коэффициент фильтрации напорного водоносного горизонта, м/сут;

Н_n –величина пьезометрического уровня, м;

М – мощность напорного водоносного горизонта, м;

h – мощность воды в дрене, м;

L – длина выработки, принимаемая 800м;

R – радиус полосы понижения пьезометрического уровня, м.

б) Положение депрессионной кривой определяется по формулам:

для безнапорного водоносного горизонта:

, м (35)

для напорного водоносного горизонта:

, м (36)

у – высота положения уровня воды в пределах депрессионной кривой на расстоянии х от дрены, м.

Остальные обозначения прежние.

При полном водопонижении условно принимаем уровень воды в дрене h = 0. Положение уровня депрессионной кривой определяем на расстоянии от дрены x₁ = 0,1R; x₂ = 0,3R; x₃ = 0,5R; x₄ = 0,7R; x₅ = R. Данные заносим в таблицы. Строим графики y = f(x) для безнапорного и напорного водоносных горизонтов. Графики выполняются в масштабе.