Способ осушения месторождения полезных ископаемых

 

ОПИСАНИЕ и

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 19,0581 (21) 3289885/29-33 с присоединением заявки ¹â€” . (23) Приоритет—

f$g) + Кл 3

E D 19/10 .

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 301182. Бюллетень ¹ 44 (S3) УДК 624 ° 152, 612. . 2 (088. 8) Дата опубликования описания 301182

Л.И. Сердюков и B.Ï. Сердюкова

Якутский научно-исследовательский и проектнййнцститут .. алмазодобывающей промышленности "Якутнипроалмаз" - (72) Авторы. изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОСУШЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Изобретение относится к осушению котлованов и других подземных выработок путем понижения уровня грунтовых вод и может быть использовано для защиты месторождений полезных ископаемых.

Известен способ осушения водоносных пластов при добыче полезных ископаемых, включающий бурение скважин на осушаемом и водопоглощаемом участках, откачку подземных вод, их отвод по трубопроводу и сброс в водопогло.цающий горизонт 11, Однако этот способ применим в том случае, если в гидрогеологическом разрезе региона, кроме осушаемого водоносного горизонта, имеется другой водоносный горизонт, обладающий необходимой водоприемной способностью., содержащий подземные воды аналогичного качества и не подлежащий осушению в процессе разработки месторождения.

Наиболее близким к предлагаемому является способ осушения месторождения полезных ископаемых, включающий сбор вокруг месторождения подземных вод с образованием депрессионной воронки, отвод их от месторождения, бурение водопоглощающих скважин и введение в них подземных вод с возвращением последних к месторо><дению по водоносному горизонту P2).

Недостаток данного способа заключается в том, что он применим для грунтовйх горизонтов неглубокого залегания и незначительной водостабильности, а для напорных водоносt0 ных горизонтов — с радиусом влияния, измеряемым десятками километров, сооружение кольцевого поглощающего ряда с таким радиусом экономически нецелесообразно, так как при создании вокруг месторождения вала подпи15 тывания с динамическим уровнем через водопоглощающие скважины необходимо закачивать воды больше, чем посТупает ее из этого горизонта иэ-за расходования ее на отток от вала подпиты2О вания к периферии, в результате происходит неоднократное профильтровывание вод по водоносному горизонту

- и повышение их эасоленности, что в конечном итоге приводит к загряз25 нению поверхностных вод и истощению запаса подземных вод с нарушением экологического равновесия.

Цель изобретения — исключение загрязнения поверхностных и истоще30 ния подземных вод.

977582

Поставленная цель достигается согласно способу, включающему сбор вокруг месторождения подземных вод с образованием депрессионной воронки, отвод их от месторождения, бурение водопоглощакщих скважин и введение в них подземных вод с возвращением последних к месторождению по водоносному горизонту, при котором в период возвращения подземных вод осуществляют их частичную задержку 1О за счет образования линейной зоны пониженной водопроницаемости, бурение водопоглощающих скважин ведут с расположением их по линии, перпен- дикулярной радиусу депрессионной воронки, а введение в скважины подземных вод производят свободным наливом до уровня земной поверхности..

На фиг.1 изображено месторождение, продольный разрез, на фиг.2 участок работ, вид в плане, на фиг.3 — график определения количества водопоглощающих скважин.

Способ, осуществляют следующим образом.

В соответствии с конкретными гидрогеологическими и горно-техническими условиями сооружают дренажную систему, например, контур водопонижающих скважин 1, и..систему возврата дренажных вод в водоносный горизонт

2, например линейный ряд поглощающих скважин 3, и создают циркуляцию воды в водоносном горизонте путем откачки ее из водопонижающих скважин 1, перекачивания по водоотводу

4 и обратного сброса в водоносный горизонт 2 через поглощающие скважины 3. В результате этого пьезометрическая поверхность напорных 40 вод зеркало грунтовых вод ) из естественного положения 5 переходит в положение 6, понижаясь в районе месторождения 7 при одновременном повышении уровней .в район возврата 45 дренажных вод в водоносный горизонт

2. Для повышения эффективности между контурами водопонижающих 1 и поглощающих 3 скважин создают линейную зону 8 пониженной проницаемости, наличие которой увеличивает понижение уровня подземных вод в районе месторождения 7 при неизменной вели« .чине циркуляционного расхода в водоносном горизонте 2.

Пример. Эффективность применения предлагаемого способа оценивают методом аналогового моделирования для.месторождения, гидрогеологические условия которого характери- ® эуются. наличием в разрезе напорного водоносного горизонта, залегающего в интервале глубин 300-500 м, имеющего среднюю мощность 160 м, водопроводимость 80 м /сут,и коэффици- 65 ейт пьезопроводности 10 ьфсут. Горизонт содержит сероводородные хлорнатриевые воды с общей минерализацией 90-100 г/л и содержанием сероводорода до 150 мг/л. Естественный напор над кровлей водоносного горизонта около 200 м; Верхним водоупором горизонта служат многолетнемерзлые породы.

Осушение месторождения предусматривают при помощи 28 водопонижающих скважин глубиной 530 м и конечным" диаметром 490 мм. Суммарный ожидаемый водоприток к водопонижающим скважинам 1700 м /ч.

Вследствие токсичности и высокой минерализации подземных вод их сброс в речную сеть недопустим.

Установлено, что в разрезе данного месторождения нет других водоносных горизонтов, пригодных для подземного захоронения вод. Поэтому для расположения ряда водопоглощающих сква-. жин 3 выбирают участок на расстоянии

5,5 км от контура водопонижающих скважин 1 эа зоной тектонического нарушения (разлома), являющейся слабопроницаемым экраном. Параметры поглощающего ряда рассчитывают методом аналогового моделирования.

В процессе решения задачи исследуют влияние следующих факторов на величины водопритоков в карьер Я„) и суммарный дебит поглощения (Я,)

На модели определяют величинй суммарного водопритока к системе

/ осушения Q и суммарного дебита поглощения ряда Я, .

Обработка результатов моделирования заключается в определении дебита поглощающего ряда Яп в зависимости от количества поглощающих, скважин и и расстояния между ними

6=,L/n.

По результатам обработки строят графики -зависимости дебита поглощения Q> от длины ряда Ь и количества поглощающих скважин и, используемых для обоснования параметров поглощающего ряда (фиг.3).

В приведенном примере для полного сброса дренажных вод используют

12 поглощающих скважин при длине ряда 14 км и конечном диаметре бурения скважин 0,216 м, при этом обеспечивается сброс до 100% объема дренажных вод.

Применение предлагаемого способа позволит полностью исключить воэможность загрязнения поверхностных вод рек и других водоемов и одновременно необходимость проведения дорогостоящих мероприятий по очистке дренажных вод от вредных и токсичных веществ и сохранить запасы подземных вод.

977582

Формула изобретения

Способ Осушения месторождения полезных ископаемых, включающий сбор вокруг месторождения подземных вод с образованием депреесионной воронки, отвод их от месторождения, бурение водопоглощающих скважин и введение в них подземных вод с возвращением последних к месторождению по водоносному горизонту, о т л ич а ю шийся тем, что с целью исключения загрязнения поверхностных и истощения подземных вод, в период возвращения подземных вод осуществляют их частичную задержку за счет образования линейной зоны пониженной водопроницаемости, бурение водопоглощающих скважин ведут с расположением их по линии, перпендикулярной радиусу с депрессионной воронки, а введение в скважины подземных вод производят свободным наливом до уровня земной поверхности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 727759, кл. Е 02 D 19/06, 1978.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 1100б5, кл. Е 21 F 17/00, 1965.

977582

С3 С3 амО Я м .июм еч вьюг оаа эоввЬоигои шиуа у

Составитель A. Прямков

Редактор A ° Лежнина Техред.A.Áàáèíåö, Корректор У. Пономаренко

Заказ 9138 36 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,