Способ осушения водоносного пласта Советский патент 1988 года по МПК E02D19/10 

Сдэ

05 00

со сх

00

Изобретение относится к с оптепъ ству и горному делу., в частности к защите подземных выработок от подземных вод.

Цель изобретения - увеличение эффективности осушения за счет повышения устойчивости каверны.

На фиг. 1 показана схема осуществления способа, стадия установки фильтра; на фиг. 2 - стадия образования каверны; иа фиг, 3 - стадия осумення пласта.

Способ осуществляют следующим образом.

В массиве горных пород 1 из подземной выработки 2 бурят восстающую скважину 3 с заглублением в подлежащий осушению вышерасположенный песчаный водоносный пласт 4. В скважину 3 устанавливают фильтровую колонну 5 с фильтром 6, запорным устройством 7 и манометром 8. Фильтр,6 размещают в водоносном пласте 4 с расположением верхней кромки фильтра 6 на высоте, равной высоте капиллярного поднятия над подошвой пласта 4, Определяют величину напора подземных вод в фильтровой колонне 5, частично открывают запорное устройство 7 и производят выпуск воды с понижением, напора до величины, не превышающей 10 м вод., ст. над подошвой пласта 4. Затем увеличивают открытие запорного устройства 7 и осуществляют выпуск воды с мелкозернистыми фракциями грунта из пласта 4. Выпуск воды И мелкозернистых фракций грунта ведут при скорости входа воды в отверстия фзгпьтра 6, определяемой по расчетной зависимости

V

a+b(cD2-bd)i

.

Величину скорости входа воды в отверстия фильтра 6 определяют в натуре путем измерения расхода истекающей из фильтровой колонны 5 воды, для чего величину расхода следует разделить на суммарную площадь отверстий фильтра 6. При несовпадении фактической и расчетной величин скорости с помощью запорного устройства 7 изменяют расход выпуска воды и грунта до совпадения фак- тической величины скорости с рас- четной. После прекращения выноса грунта и сформирования устойчивой ка

5

0

5

0

5

0

5

0

5

верны 9 продолжают выпуск из фильтровой колонны 5 воды с осушением пласта 4 и понижением уровня подземных вод 10 до минимального положения, характеризуемого высотой капиллярного поднятия.

Объем каверны 9 определяют путем измерения объема вынесенного через фильтровую колонну.5 грунта. Для увеличения размеров каверны 9 запорное устройство 7 закрывают на, эремя, достаточное для восстановления напора подземных .вод до величины, не превьшающей 10 м, затем запорное устройство 7 открывают и осуществляют дополнительно выпуск воды и мелкозернистых фракций грунта.

Параметры расчетной формулы скорости входы воды в отверстия фильтра установлены экспериментально, они соответствуют УСЛОВИЯМ формирования устойчивой водоприемной каверны 9 в водоносных пластах, сложенных плот- и средней плотности мелкозернистыми и пылевдтыми песками. Для обеспечения выноса мелкозернистых фракций грунта с диаметром частиц меньше 0,25 мм фильтр 6 выполняют с отверстиями шириной, достаточной для пропуска этих частиц, например, в щелевом фильтре ширина щелей должна быть равна удвоенному диаметру частиц, меньше которого в грунте содержится 70% фракций.

Благодаря управлению процессом формирования водоприемной каверны по- вьпяается степень ее устойчивости, что увеличивает эффективность осушения пласта за счет повьш1ения дебита скважин и их долговечности.

Формула изобретения

1. Способ осушения водоносного пласта, преимущественно песчаного, расположенного над подземной выработкой, включающий бурение восстающей скважины с заглублением в водоносный пласт, выпуск из скважины воды и грунта с образованием каверны, установку в скважину фильтра и выпуск через него воды после прекращения выноса грунта, отличающий- с я тем, что, с целью увеличения эффективности осушения за счет повышения устойчивости каверны, после установки фильтра осуществляют определение в нем напора подземных вод

и производят предварительный выпуск воды до понижения напора, не превышающего 10 м над подошвой водоносного пласта, установку фильтра ведут после бурения скважины с расположением его верхней кромки на высоте над подошвой водоносного пласта, равной высоте капиллярного поднятия, а выпуск из фильтра воды и мелкозер- нистых фракций грунта ведут при скорости входа воды в отверстия фильтра определяемой по зависимости

- коэффициент расхода, равный 1,05-1,35 (средний 1,2), м /сут;

- коэффициент пропорциональности, равный 5,83-6,37 (средний 6,1), 1/cyTi

- коэффициент размера, равный 3,77-10,23.10 (средний 4-10), м,

- коэффициент размера, равный 1.78-2,02 (средний 1,9), м .

Изобретение относится к строительству и горному делу, в частности к защите подземных выработок от подземных вод.Изобретение направлено на увеличение эффективности осушения за счет повышения устойчивости водоприемной каверны.Достигается это тем, что в восстаюшую; скважину устанавливают фильтр, предварительно снижают напор подземных вод до величины не более 10 м, затем выпускают через фильтр воду и мелкозернистые фракции грунта с образованием устойчивой каверны в водоносном пласте, скорость входа воды в отверстия фильтра определяют по расчетной- зависимости. Повьштение устойчивости каверны достигается путем управления процессом выноса грунта. 1 з.п. ф-лы, З.ил. i (Л

„ a+b(cD2 + d)

V р-- -- :.

V. - скорость входа воды в отверстия фильтра, м/сут; F - площадь наружной поверхности фильтра,

1 D

- скважность фильтра в долях 20 личины, не превышающей 10 м, осущеединицы;

диаметр отверстий фильтра, .м;

ствляют дополнительно выпуск из фильтра воды и мелкозернистых фракций грунта.

Фиг,1

........ ...- . ... . . .... . ..-..

:.;;....: .:;/:-..:.-:- .;:..

;-.;-. -... v:- - -: - :--::..--

r..- .«.. . .. J- . «;... .

.... .. . ..... : . w. ; .

/(Л)

V

//j ////////

V

V

V

V