Способ шахтного дренажа

 

Изобретение относится к защите очистных выработок (В) от обводнения при разработке месторождений полезных ископаемых . Цель - повышение эффективности дренажа при отработке рудных тел этажами за счет увеличения проницаемости водоперехватывающей зоны, более полного перехвата воды и увеличения срока использования дренажной системы. В висячем боку рудного тела проходят водоприемную В, Из Нее бурят веера восходящих скважин (С) в вертикальной плоскости с вскрытием зоны водопроводящихтрещин, Проходят В в верхней части отрабатываемого этажа на расстоянии от висячего бока, определяемом по расчетной формуле. Нижние С вееров бурят перпендикулярно зоне водопроводящих трещин. Верхние С бурят под углом к нижним С, рассчитываемым по расчетной формуле. Бурение средних С вееров выполняют по середине между крайними С вееров. Образуют водоперехватывающую зону дробления опережающим взрыванием верхних С всех вееров. После з попнения водой образованной зоны дробления BJpbi- вают средние С вееров. В нижние С помещают тампонажный раствор и производят тампонирование пород в лежачем боку сформированной зоны дробления взрыванием зарядов ВВ в этих С. В тампонажный раствор вводят добавки реагентов, переводящих минеральные примеси из подземных вод о осадок Тампонажный раствор помещают в С в пластиковых капсулах совместно с зарядами ВВ. Капсулы размещают в пределах водоперехвзтывающей зоны в тонкостенные полуцилиндры внешним диаметром, равным диаметру С. Воду из водоотводящей зоны отводят через устья С в водоприемную В. 6 ил. СП о о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4769650/03 (22) 18.12,89 (46) 07.12.91, Бюл. М 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (72) Г.Н.Киселев, В.Н.Квачев, В.А.Дунаев и Г.А.Елпашев (53) 622.274(088.8) (56) Калмыков Е.П. Борьба с внезапными, прорывами воды в горные выработки. — М., 1973, с.231.

Авторское свидетельство СССР

М 1434135, кл, Е 21 F 16/00, 1987. (54) СПОСОБ ШАХТНОГО ДРЕНАЖА (57) Изобретение относится к защите очистных выработок (В) от обводнения при разработке месторождений полезных ископаемых. Цель — повышение эффективности дренажа при отработке рудных тел этажами за счет увеличения проницаемости водоперехватывающей эоны, более полного перехвата воды и увеличения срока использования дренажной системы. В висячем боку рудного тела проходят водоприемную В, Из нее бурят веера восходящих скважин (С) Изобретение относится к.горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых для защиты очистных горных выработок от обводнения, Цель изобретения — повышение эффективности дренаж- при отработке рудных тел этажами за счет увеличения проницаемости

„„. Ж,„ 1696699 A I (л )л Е 21 С 41/16, Е 21 F I6/00 в вертикальной плоскости с вскрытием зоны водопроводящих трещин, Проходят В в верхней части отрабатываемого этажа на расстоянии от висячего "îêà, определяемом по расчетной формуле. Нижние С вееров бурят перпендикулярно зоне водопроводящих трещин. Верхние С оурят под углом

K нижним С, рассчитываемым по расчетной формуле. Бурение средних С вееров выполняют по середине ",;å;æäó крайними

С вееров. Образуют вадоперехватывающую зону дробления опережающим взрыванием верхних С всех вееров. После заполнения водой образованной ".îíü дробления взрывают средние С вееров. H нижние С помещают тампонажный раствор и производят

)» тампонирование пород в лежачем боку сформированной зоны дробления взрыва- нием зарядов ВВ B э|их С, В тампонажный раствор вводят добавки реагентов, переводящих минеральные примеси из подземных вод в осадок. Тампонажный раствор помещают s С в пластиковых капсулах совместно с зарядами ВВ, Капсулы размещают в пределах водоперехватывающей зоны в тонкостеHHh F полуцилиндры внешним диаметром, равным диаметру О

С, Воду из водоотводящей зоны отводят через устья С в водоприемную В. 6 ил, О водоперехватывающей зоны, более полного перехвата воды и увеличения срока использования дренажной системы.

На фиг. 1 изображена схема защищаемого участка, вертикальный разрез; на фиг,2— разрез А — А на фиг.1: на фиг.3 — схема фазы взрывания верхней сква кипы: на фиг.4 — то же, средней скважины; на фиг.5 — схема

1696699 фазы перехвата и отвода подземных вод; на фиг.6 — то же, в конце отработки защищаемого блока.

Способ осуществляют следуюшим образом. 5

В скальных или полускальных породах

1 (фиг.1}, в кровле которых залегает водоносный пласт 2, залегает рудное тело 3 с отработанным участком 4 и сформировавшейся зоной 5 сдвижения пород 1, на гра- 10 нице 6 которой расположена зона 7 водопроводящих трещин. Для защиты от подземных вод участка 8 рудного тела 3 верхняя отметка 9 и нижняя отметка 10 проходят водоприемную горную выработку 11, 15

Горную выработку 11 располагают со стороны висячего бока 12 рудного тела 3 на, верхней отметке 9 отрабатываемого участка 8 на расстоянии L or линии 13 пересечения висячего бока 12 и верхней отметки 20

9 отрабатываемого участка 8, Расстояние 1определяют зависимостью где 1 — высота этажа (по,цзтажа), м; а — угол падения рудного тела, град;

Р— внешний относительно выработанного пространства угол между контуром зо 30 ны водопроводящих трещин и горизонтом, гра,ц;

K — длина отрезка веера, предназначенного для отвода воды из водоперехватывающей зоны в водоприемную выработку, м; 35

С вЂ” мощность зоны водопроводящих трещин, м.

Если водоприемная выработка 11 будет находиться от линии 13 на расстоянии, меньшем чем 1, то в конце отработки уча- 40 стка 8 расстояние от выработки 11.до границы 14 зоны сдвижения станет меньше, чем К + C, т.е. дренажная система подработается прежде, чем завершится отработка участка 8. Удаление водоприемной 45 выработки 11 от линии t3 на расстояние, превышающее величину L, нецелесообраз но, так как влечет за собой дополнительные затраты на сооружение дренажной системы. Длина водоприемной горной выработ- 50 ки 11 принимается равной будущей ширине защищаемого от обводнения участка.

Из водоприемной выработки 11 производят бурение вееров 15 восходящих скважин, расположенных в вертикальной 55 плоскости. Расстояние 16 между веерами

15 (фиг.2) определяют по известным методикам, а количество вееров 15 определяют в зависимости от ширины 17 защищаемого от обводнения участка, При этом в каждом веере 15 нижние скважины 18 (фиг.3) бурят перпендикулярно к зоне 7 водопроводящих трещин, чем достигается впоследствии ее сопряжение с водоприемной выработкой 11 по наиболее короткому расстоянию. Верхние скважины 19 задают под углом р к нижним скважинам t8, который определяют из соотношения

С к(Я (2) где — расстояние от водоприемной выработки до лежачего бока зоны водопроводящих трещин, м;

С вЂ” мощность зоны водопроводящих трещин. м.

Расположение верхней скважины 19 под углом, удовлетворяющим условию (1), обеспечит в последующем надежный перехват воды. При меньших значениях этого угла возможен проскок воды в отрабатываемый участок 8 за счет попадания части ее потока эа край 20 основания 21 будущей водоперехватывающей зоны 22 дробления (фиг.1), Увеличение угла р нецелесообразно, так как оно ведет к излишним затратам на дробление пород 1 при сооружении водоперехватывающей зоны 22.

Средние скважины 23 (фиг,4) вееров

15 бурят под углом y/2 к нижним скважинам 18.

Глубину восходящих скважин определяют из необходимости перебура зоны 7 водопроводящих трещин на всю ее мощность (С).

После бурения верхние 19 и средние 23 скважины вееров 15 оборудуют зарядами

ВВ, начиная от забоя на всю длину будущей водоперехватывающей эоны 22, а нижние скважины 18 подготавливают к тампонированию. Все скважины от устья до их заряженной части обсаживают трубами.

Затем производят последовательное взрывание скважин: вначале взрывают верхние скважины 19 всех вееров (фиг.3), à после дробления пород и заполнения водой вновь образованных трещин взрывают средние скважины 23 (фиг.4), а затем взрывают нижние скважины и с помощью взрыва тампонируют основание 21 в лежачем боку создаваемой водоперехватывающей зоны

22 дробления (фиг.1), Вода иэ подрабатываемого пласта 2 (фиг,5) по зоне 7 водопроводящих трещин поступает в искусственно созданную отбойкой сважин водоперехватывающую зону 22 дробления и по сохранившимся при

1696699 взрыве при усгьевым частям скважин по<.тупает в водоприемную выработку 11, а затем подается в сисгему общешахтного водоотлива, По мере отработки участка 8 рудного 5 тела 3 сверху вниз граница 6 зоны 5 сдвижения пород, а следовательно, и контролируемая еК> зона 7 водопроводящих трещин перемещается в сторону от висячего бока

12 участка 8 рудного тела. При этом со- 10 зданная дренажная система обеспечивает перехват и отвод воды в течение всего срока выемки полезного ископаемого в отрабатываемом участке 8 до нижней отметки 10 (фиг.б). Для защиты от обводнения 15 следующего участка 24 рудного тела 3 дренажную систему создают на отметке 10, и цикл повторяют до окончательной отработки рудного тела 3.

Для ускорения тампонирования в там- 20 понажный раствор вводят добавку реагента-осадителя, который при взаимодействии с водой переводит содержащиеся в ней минеральные примеси в осадок, кольматирующий оставшиеся после цементации 25 трещины в основании 21 водоперехватывающей эоны 22 (фиг.5).

С целью повышения качества тампонирования тампонажный раствор помещают в пластиковые капсулы, снаряжают их заря- 30 дами ВВ и располагают последовательно в тонкостенном полуцилиндре внешним диаметром, равным диаметру скважины

18 на длину водоперехватывающей зоны

22. При взрыве зарядов ВВ за счет отраже- 35 ния от стенки полуцилиндра обеспечивается направленная инъекция тампонажного раствора в трещины основания 21 водоперехватывающей зоны 22 (фиг.5).

©ормула изобретения

1. Способ шахтного дренажа, включающий проведение водоприемной выработки в висячем боку рудного тела, бурение из нее вееров восходящих скважин в вертикальной 45 плоскости с вскрытием зоны водопроводящих трещин, заряжание скважин зарядами

ВВ, формирование взрывом этих скважин водоперехватываюгцей зоны дробления пород и отвод из нее подземных вод через 50 устья скважин в водоприемную выработку, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дренажа при отработке рудных тел этажами за счет увеличения проницаемости водоперехватыва- 55 ющей зоны, более полного перехвата воды и увеличения срока исполь".овяния дренаж ной системы. водоприемную выработку проходят R верхней части отрабатываемо о этажа на расстоянии I.. от висячего бокэ рудного тела

4, + (ti + C} с Я /3, 1 1

tg а tg/,! где h — высота этажа (подэтажа), м: а — угол падения рудного тела. град;

/3 — внешний, относительно выработанного пространства, угол между контуром оны водопроводящих трещин v, горизонтом, град;

К вЂ” длина отрезка веера, предназначенного для отвода воды из водоперехватывающей зоны в водоприемную выработку, м, С вЂ” мощность зоны водопроводящих трещин, м. бурение нижних скважин вееров осуществляют перпендикулярно зоне водопроводящих трещин, бурение верхних скважин вееров производят под углом к нижним скважинам

ta p = — - - -.

Ct /

I+C где — расстояние о; водоприемной выработки до лежачего бока зоны водопроводящих трещин, м;

С вЂ” мощность зоны водопроводящих трещин, м, бурение средних скважин вееров выполняют по середине между крайними скважинами вееров, водоперехватывающую зону дробления образуютопере>кающим взрыванием верхних скважин всех вееров, затеял после заполнения водой образованной зоны дробления взрывают средние скважины вееров, после чего вэрыванием нижних скважин производят тампонирование пород в лежачем боку сформированной зоны дробления взрыванием зарядов BB в этих скважинах.

2. Способ по п.1, от л и ч э ю шийся тем, что в нижние скважины вееров помещают тампонажный раствор с добавками реагентов, переводя цих минеральные примеси из подземных вод в осадок.

3. Способ по п.1. отличающийся тем, что в нижние скважины вееров в поеделах водоперехватывающей зоны по лещают тонкостенные полуцилиндры ííешним диа метром, равным диаметру скважин, и размещают в них пляс-,иковые капсулы с тампонажным раствором и зарядами ВВ, 1696699

1696699

1696699

Составитель B. Черкашенинов

Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор В. Гирняк

Редактор Н, Тупица

Заказ 4288 Тираж Подписное

ВНИИГ1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва„Ж-35, Раушская наб., 4/5

Г1рпизводс геенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101