Способ защиты карьеров от подземных вод

Изобретение относится к горнодобывающей и строительной отраслям промышленности и может быть использовано для защиты карьеров при открытом способе разработки месторождений полезных ископаемых и строительных котлованов от проникновения в них подземных вод. Способ защиты карьеров от подземных вод включает выполнение вдоль контура дна карьера водосборной канавы, сообщающейся с резервуаром, снабженным насосной установкой. Оборудование вокруг карьера замкнутой системы водопоглощающих скважин, расположенных на расстоянии, меньшем расчетного радиуса депрессии в водоносном слое пород. Создание гидрозавесы путем подачи грунтовых под из резервуара в водопоглощающие скважины. В водопоглощающие скважины подают смесь грунтовых вод с мелкодисперсным материалом, причем смесь готовят в резервуаре, который оборудуют смесительной камерой. Технический результат состоит в снижении экономических затрат на защиту карьера за счет уменьшения объема поступающих грунтовых вод в водосборный резервуар. 2 ил.

 

Изобретение относится к горнодобывающей и строительной отраслям промышленности и может быть использовано для защиты карьеров (при открытом способе разработки месторождений полезных ископаемых) и строительных котлованов от проникновения в них подземных вод.

Известен способ защиты карьеров (строительных котлованов) от грунтовых вод, основанный на создании гидрозавесы (Емельянов А.В., Клейман Д.Б., Станченко И.К., Чельцов И.И. Водопонижение в строительстве. М.: Стройиздат. - 1971. 182 с., с.164). Сущность этого способа состоит в выполнении вдоль контура дна карьера дренажной канавы, сообщающейся с водосборным резервуаром, оборудованным насосной установкой, создании вокруг карьера на расстоянии, меньшем расчетного радиуса депрессии в водоносном слое пород, замкнутой по контуру системы водопоглощающих скважин и создании гидрозавесы путем подачи воды из водосборного резервуара в водопоглощающие скважины.

Недостатком способа является то, что необходимо перекачивать большой объем грунтовых вод, поступающих в водосборный резервуар, а это приводит к большим затратам электроэнергии и, как следствие, увеличивает экономические затраты на осуществление способа.

Изобретение решает задачу снижения экономических затрат на защиту карьера за счет уменьшения объема поступающих грунтовых вод в водосборный резервуар.

Для получения необходимого технического результата в известном способе защиты карьеров от грунтовых вод, включающем выполнение вдоль контура дна карьера водосборной канавы, сообщающейся с резервуаром, снабженным насосной установкой, оборудование вокруг карьера замкнутой системы водопоглощающих скважин, расположенных на расстоянии, меньшем расчетного радиуса депрессии в водоносном слое пород, и создание гидрозавесы путем подачи грунтовых вод из резервуара в водопоглощающие скважины, предлагается в водопоглощающие скважины подавать смесь грунтовых вод с мелкодисперсным материалом, причем смесь готовят в резервуаре, который оборудуют смесительной камерой.

Оборудование резервуара смесительной камерой, подача в камеру мелкодисперсного материала и перемешивание его с водой, с последующей подачей образовавшейся смеси в водопоглощающие скважины приводит к осаждению мелкодисперсного материала в порах водоносного слоя пород, что приводит к снижению проницаемости водоносного слоя в прибортовой зоне карьера и уменьшает приток воды из водоносного слоя пород в карьер, что, в свою очередь, снижает затраты энергии на откачку воды.

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан вертикальный разрез борта карьера, а на фиг.2 - схема осаждения мелкодисперсного материала в порах водоносного слоя пород.

На чертежах приняты следующие обозначения:

1 - водоносный слой пород;

2 - слой относительно водонепроницаемых пород;

3 - водопоглощающая скважина;

4 - прибортовая зона водоносного слоя пород;

5 - уровень подземных вод при отсутствии водопоглощающих скважин;

6 - уровень подземных вод при создании гидрозавесы;

7 - борт карьера;

8 - напорный трубопровод;

9 - слой относительно водонепроницаемых пород;

10 - водосборная канава;

11 - насосная установка;

12 - лоток;

13 - дно карьера;

14 - смесительная камера с дозатором (не показан);

15 - всасывающий трубопровод;

16 - резервуар;

17 - частицы водоносного слоя пород;

18 - частички мелкодисперсного материала.

Способ реализуется следующим образом. Водоносный слой 1 расположен между слоями 2 и 9 пород, являющимися относительными водоупорами. Вдоль контура дна 13 карьера (фиг.1) устраивают водосборную канаву 10 с резервуаром 16 и насосной установкой 11. Резервуар 16 оборудуют смесительной камерой 14 и лотком 12, позволяющим подавать воду из водосборной канавы 10 непосредственно в смесительную камеру 14, в которую посредством дозатора (на чертеже не показан) подается мелкодисперсный материал. После смешивания мелкодисперсного материала с водой полученную смесь подают через всасывающий трубопровод 8 - к водопоглощающим скважинам 3, оборудованным в водоносном слое 1 пород и расположенным вокруг карьера на расстоянии, меньшем расчетного радиуса R депрессии.

Всасывающий трубопровод 15 выполнен с возможностью подачи воды как из смесительной камеры 14, так и из резервуара 16. После нагнетания в скважины 3 частички 18 мелкодисперсного материала вместе с водой проникают в поры между частицами 17 водоносного слоя 1 пород и осаждаются в них. Осаждение частичек 18 мелкодисперсного материала происходит преимущественно в прибортовой зоне 4 водоносного слоя 1 ниже уровня 6 подземных вод, который устанавливается при подаче воды в скважины выше первоначального уровня 5 (при отсутствии гидрозавесы).

В результате осаждения частичек 18 мелкодисперсного материала между частицами 17 водоносного слоя пород проницаемость этого слоя снижается и уменьшаются приток воды в карьер и затраты энергии на откачку воды.

Конкретный пример осуществления способа. При вскрытии месторождения янтаря карьером обнажен водоносный песчано-гравийный слой 1 пород. Для защиты карьера от поступления вод использован способ гидрозавеса. В карьере оборудовали водосборную канаву 10 вдоль контура дна 13, с резервуаром 16 и смесительной камерой 14 с лотком 12, а также насосной установкой 11.

Мелкодисперсный материал (сапропель донных отложений озер, получаемый при их чистке) подавали в смесительную камеру 14, а образовавшуюся смесь - насосной установкой 11 по трубопроводу 8 в водопоглощающие скважины 8 гидрозавесы, оборудованной в песчано-гравийном слое 1 на расстоянии 120 м от контура дна карьера (расчетный радиус депрессии 700 м, см. Справочник по гидравлическим расчетам. Под редакцией П.Г.Киселева. Изд. 4-е переработ. и доп. М.: «Энергия», 1972. - 312 с., стр.213).

При нагнетании в скважины 3 смеси частички 18 сапропеля проникали в поры песчано-гравийного слоя 1 и осаждались между частицами 17 этого слоя. В результате через 2,5 месяца подачи мелкодисперсного материала в водоносный песчано-гравийный слой его проницаемость уменьшилась примерно в 8 раз, соответветственно уменьшился водоприток (с 250 до 30 м3/ч) в карьер и снизились затраты энергии на откачку воды из карьера.

Способ защиты карьеров от подземных вод, включающий выполнение вдоль контура дна карьера водосборной канавы, сообщающейся с резервуаром, снабженным насосной установкой, оборудование вокруг карьера замкнутой системы водопоглощающих скважин, расположенных на расстоянии, меньшем расчетного радиуса депрессии в водоносном слое пород, и создание гидрозавесы путем подачи грунтовых вод из резервуара в водопоглощающие скважины, отличающийся тем, что в водопооглощающие скважины подают смесь грунтовых вод с мелкодисперсным материалом, причем смесь готовят в резервуаре, который оборудуют смесительной камерой.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к горному делу, к защите карьеров от притока подземных вод при открытой разработке кимберлитовых трубок и месторождений других полезных ископаемых в подмерзлотном горизонте.
Изобретение относится к горному делу, в частности для защиты карьеров от притока подземных вод при открытой разработке кимберлитовых трубок и месторождений других полезных ископаемых в подмерзлотном горизонте.

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли промышленности и служит для снижения выдачи на поверхность объемов подземных вод, поступающих в горные выработки при добыче полезного ископаемого.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для осушения глубоких карьеров, особенно при переходе на подземные работы в верхней части рудного тела.
Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для очистки подземных шахтных водосборников. .

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для очистки подземных шахтных водосборников. .

Изобретение относится к области подземного строительства, в частности к обустройству и реконструкции технологических скважин в области ведения проходческих работ.

Изобретение относится к области строительства, а именно к восстановлению просевших, потерявших герметичность и, как правило, затопленных специальных подземных сооружений типа метро.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке открытым способом обводненных месторождений полезных ископаемых, а именно при осушении рабочих площадок в обводненных породах.

Изобретение относится к области строительства, а именно используется при сооружении подземных выработок вблизи существующих и строящихся зданий и сооружений на обводненных грунтах.

Изобретение относится к горной промышленности, строительству и предназначено для использования при сооружении дренажей и водоотводных коллекторов в твердых породах

Изобретение относится к области строительства и осушения подземных сооружений с неустановленными гидравлическими связями с акваториями рек, морей или океанов

Изобретение относится к укреплению нижней части секции железнодорожного тоннеля и может быть использовано при укреплении фундаментов зданий и сооружений

Изобретение относится к горной промышленности

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано преимущественно при осушении газосодержащего водоносного пласта в зоне трубкообразного полезного ископаемого после окончания его открытой разработки и перехода на подземную

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при извлечении полезных ископаемых под водотоками в условиях вечной мерзлоты

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при защите горных выработок от прорыва воды со стороны водотока в условиях вечной мерзлоты

Изобретение относится к системам и устройствам, предназначенным для проведения взрывных работ на уступах карьеров, шахт и при проведении строительных работ при удалении скопившейся воды из скважин

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для утилизации дренажных вод при подземной разработке месторождения полезных ископаемых, залегающих под водоносным горизонтом

Изобретение относится к водоотливным установкам с многоступенчатыми секционными насосными агрегатами и может найти применение на шахтах и рудниках при ведении горных работ одновременно на нескольких горизонтах
Наверх