Способ осушения уступа котлована Советский патент 1992 года по МПК E02D3/10 

Изобретение относится преимущественно к горнодобывающей промышленности, а именно к осушению шахтных полей.

Известен способ осушения песчаных грунтов газовой силикатизацией, который состоит в инъекции через скважину в грунт раствора силиката натрия различной концентрации с последующей подачей под давлением углекислого газа, в результате чего образуется гель кремневой кислоты, выполняющей роль искусственного цемента и улучшающей свойства песчаных грунтов.

Недостатком этого способа является низкая эффективность из-за небольшой дальности растекания раствора силиката натрия, большая стоимость работ из-за

большого расхода силиката натрия, необходимость применения дорогостоящего инъекционногооборудованияиконтрольно-измерительных приборов,

Наиболее близким способом осушения к предлагаемому является способ разработки выемок в обводненных грунтовыми водами мягких грунтах, взятый в качестве прототипа, при котором отвод воды производится через систему закрытых дренажных траншей, одна из которых располагается на дне выемки в основании откоса.

При этом с целью снижения стоимости процесса осушения увлажненных выходами грунтовых вод откосов выемки, рытье расположенных поперек откоса траншей ведут кох|СО

со о о ю

роткимм участками навстречу движению фильтрационного потока с последующим частичным заполнением песчано-гравий- ной смесью и засыпкой сверху грунтом.

Недостатком этого способа является низкая эффективность из-за непрерывного притока воды из обводненных грунтовыми водами мягких грунтов из области, находящейся за пределами траншей, расположенных поперек откоса; снижение запасов подземных вод за пределами области, предусмотренной осушению.

Целью изобретенйй явпяется повышение эффекивности осушения и закрепления обводненных глинисто-песчаных грунтов преимущественно угольного уступа.

Указанная цель достигается применением нового способа осушения, включающего образование параллельно расположенных вдоль уступа двух траншей и одной поперечной соединенной с расположенной вдоль бровки траншеей, заполнение нижней части последней и поперечной траншей водопроницаемым материалом, а верхних их частей - водонепроницаемым и отвод грунтовой воды, и далее после образования дальней от уступа траншей осуществляют ее заполнение водонепроницаемым материалом с образованием экрана, а после заполнения расположенной вдоль бровки траншеи водонепроницаемым материалом ведут бурение в ней водосборной скважины и последующее размещение в ней водоот- качивающего оборудования.

После бурения водосборной скважины осуществляют воздействие на осушаемый грунт электрического поля с образованием электроосмоса путем размещения электродов в водосборной скважине и концах поперечной и расположенной вдоль бровки траншей.

На фиг. 1-3 приведены схемы расположения траншей, водосборной скважины и еодооткачивающего оборудования на уступе угольного разреза: на фиг.1 - уступ, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1.

Способ осушения уступа котлована, преимущественно угольного разреза вкл, . чает образование параллельно располо- женных вдоль уступа 2 двух траншей 1, 12 и одной поперечной 9, соединенной с расположенной вдоль бровки траншеей 1, заполнение нижней части траншеи 1 и поперечной 9 водопроницаемым материа- лом соответственно 3. 10, а верхних их частей - водонепроницаемым - 4, 11 и отвод грунтовой воды.

После образования дальней от уступа 2 траншеи 12 осуществляют ее заполнение

водонепроницаемым материалом Т4 с образованием экрана, а после заполнения расположенной вдоль бровки траншеи 1 водонепроницаемым материалом 4 ведут бурение в ней водосборной скважины 5 и последующее размещение в ней водоотка- чивэющего оборудования насосной установки 7 и вакуум-насосной установки 8 с герметизирующей перемычкой 6.

После бурения водосборной скважины осуществляют воздействие на осушаемый грунт электрического поля с образованием злектроосмоса путем размещения электродов 15 в водосборной скважине 5 и концах поперечной и расположенной вдоль бровки траншей соответственно 9, 1.

При включении насосной установки 7 из изолированных от атмосферного воздуха водосборной скважины 5, а затем из траншей 1 и 9 и из грунта уступа отсасывается и транспортируется на поверхность вода. При отсасывании воды из грунта уступа происходи его осушение. В целях интенсификации осушения включается в работу вакуум-насосная установка 8, которая создает высокий вакуум в системе и ускоряет отсасывание воды из грунта уступа Поступление воды в грунт уступа ограничено траншеей 12, заполненной водонепроницаемым материалом

Данный способ осушения внедряется на разрезах Балаховский и Морозо- вский ПО Александрияуголь.

Водоносный горизонт уступов содержит мелкозернистые пески мощностью 3-4 м, Коэффициент фильтрации до 15 м/сут. Проведение траншей шириной 1 м, глубиной 12 м производится драглайном Э 2503.

Внедрение изобретения позволяет осушить месторождение посредством отсасывания воды из грунта уступа и ограничения притока воды в водоносный горизонт уступа, повысить устойчивость рабочих бортов разреза, уменьшить коэффициент повторяемости вскрышных работ по формированию рабочего борта, увеличить эффективность работы добычных машин и обьем добываемого угля за счет ликвидации бросовых участков, ранее возникавших из-за потери устойчивости рабочих бортов.

Формула изобретения

1. Способ осушения уступа котлована, преимущественно угольного разреза, включающий образование параллельно расположенных вдоль уступа двух траншей и одной поперечной, соединенной с расположенной вдоль бровки траншеей, заполнение нижней часта последней и поперечной траншей водопроницаемым материалом, а верхних их частей - водонепроницаемым, и отвод

грунтовой воды, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности осушения и закрепления обводненных глинисто-песчаных грунтов, после образования дальней от уступа траншеи осуществляют ее заполнение водонепроницаемым материалом с образованием экрана, а после заполнения расположенной вдоль бровки траншеи водонепроницаемым материалом ведут бурение в ней водосборной скважины

0

и последующее размещение в последней водооткачивающего оборудования.

2. Способ по п. 1. отличающийся тем, что после бурения водосборной скважины осуществляют воздействие на осушаемый грунт электрического поля с образованием электроосмоса путем размещения электродов в водосборной скважине и концах поперечной и расположенной вдоль бровки траншей.

Использование: осушение котлованов и подземных выработок, а также угольных разрезов. Сущность изобретения: осуществляется образование параллельно расположенных вдоль уступа двух траншей и одной поперечной, соединенной с расположенной вдоль бровки траншеей, заполнение нижней части последней и поперечной траншей водопроницаемым материалом, а верхних их частей - водонепроницаемым и отвод грунтовой воды. После образования дальней от уступа траншеи ее заполняют водонепроницаемым материалом с образованием экрана После заполнения расположенной вдоль бровки траншеи водонепроницаемым материалом в ней бурят водосборную скважину и размещают в последней водооткачивающее оборудование После бурени водосборной скважины может быть осуществлено воздействие на грунт электрического поля с образрванием элетроосмоса путем размещения электродов в водосборной скважине и концах поперечной и расположенной вдоль бровки траншей. 1 э.п.ф-лы, 3 ил. сл

13 п ; к

Фиг1

15

А-А

Фиг. I