Способ отвода минерализованных вод из подземных выработок Советский патент 1993 года по МПК E02D19/10 

Изобретение относится к строительству и горному делу, в частности, к осушению подземных выработок в условиях притока к ним минерализованных подземных вод.

Цель изобретения - обеспечение раздельного отвода на поверхность низко- и высокоминерализованных вод.

Способ осуществляют в действующих подземных выработках, имеющих первоначально единую систему водоотлива, и в процессе осуществления способа ведут ее реконструкцию.

Система подземных выработок включает, например (фиг. 1),вертикальный шахтный ствол 1 и горизонтальные 2 или наклонные 3,4,5 выработки, расположённые на разной глубине и проведенные по пластам 6 полезного ископаемого, например угля или по

вмещающим пласты полезного ископаемого породам.

Первоначальная система шахтного водоотлива (фиг. 1,2) включает насосную станцию 7, расположенную. вблизи ствола 1, водосборники 15, устройства для регулирования внутришахтного стока. В систему выработок поступают из глубоких частей массива горных пород высокоминерализованные подземные воды 8 и из покровных отложений 9 - низкоминерализованные воды 10.

В процессе осушения подземных выработок ведут гидрогеологические и гидрогеохимические режимные наблюдения, находят границу 11 распространения низко- и высокоминерализованных подземных вод, определяют величины минерализации

VI

О

|

ю

со

и водопритоков отдельно высоко- и низко- минерализованных шахтных вод.

После этого на шахте сооружают две водосборные системы - верхнюю над границей 11 для сбора и отвода низкоминерализованных вод и нижнюю под этой границей для сбора и отвода высокоминерализованных вод. Начальные звенья верхней водосборной системы (водоотливные канавки, трубопроводы, участковые водосборники, перекачные насосы) размещают в выработках, в которые поступает подавляющая часть низкоминерализованных вод 10 из покровных отложений 9.

Нижнюю водосборную систему образуют из нижней части первоначально единой водосборной системы с насосной станцией 7, обслуживаемой электроподстанцйей 20. Между горизонтами верхней и нижней водосборных систем осуществляют гидроизоляционные мероприятия, предназначенные для предотвращения поступления низкоминерализованных вод в нижнюю водосборную систему.

Состав и объем работ по гидролизации определяют в зависимости от геологического строения, способов проходки горных выработок, степени их сохранности и с учетом результатов режимных наблюдений за при- током низко- и высокоминерализованных вод. Работы по изоляции нижней водосборной системы от верхней включают оформление барьерных целиков, сооружение в выработках водонепроницаемых перемычек, восстановление или проходку необходимых выработок, оборудование водоотливных канавок, трубопроводов, пе- рекачных насосных установок.

Создание верхней водосборной системы завершают сооружением устройств для перепуска низкоминерализованных вод 10 на горизонт, на котором расположен существующий центральный водоотлив, а также сооружением при этом водоотливе дополнительной пары водосборника 14, являющихся конечным пунктом сбора низкоминерализованных вод,

В качестве водоперепускного устройства может использоваться скважина 13, пробуренная с пункта сбора низкоминерализованных вод, расположенного выше границы распространения низко- и высокоминерализованных подземных вод, По другим вариантам перепуск может осуществляться по трубопроводам, проложенным по вертикальным или наклонным горным выработкам. Перепуск низкоминерализованных вод 10 осуществляют одним или несколькими автономными водоперепу- скными устройствами, их количество и местоположение определяют исходя из сложившейся схемы водосбора и экономических соображений. При этом принимают меры, чтобы перепускаемые воды как при перепуске, так и на нижнем горизонте не подпитывались высокоминерализованными водами 8, Для этих целей или выбирают необводненные выработки, или производят их гид- ролизацию, или перепускаемые воды

заключают в трубопроводы.

В качестве конечного звена нижней водосборной системы используют существующую пару водосборников 15.

Удаление из шахты низко- и высокоминерализованных вод производят поочередно, используя при необходимости весь ресурс центрального водоотлива - водоотливные установки, колодцы 17с всасывающими трубопроводами, нагнетательные

трубопроводы, проложенные в насосной 7, трубном ходке 19, вертикальном стволе 1.

Подача воды в коллектор 16стогоили иного водосборника, а также переключение с одной водоотливной установки на Другую

производят соответствующими задвижками 18 у водосборников и колодцев, управление которыми осуществляют с помощью шпиндельных удлинителей с маховичками. При переключении насосной станции с водосборника одной пары на водосборник другой пары одновременно на поверхности шахты с помощью распределительных задвижек слив с нагнетательного трубопровода переключают на отстойник воды, степень

минерализации которой отвечает минерализации воды в подключенном водосборнике.

Реализация предложенного способа невозможна, если у центрального водоотлива

нет места для сооружения второй пары водосборников.

Благодаря использованию существующего комплекса водоотливных устройств и некоторой реконструкции системы шахтного водоотлива достигается сокращение затрат на раздельное отведение на поверхность низко- и высокоминерализованных шахтных вод

Формула изобретейия

Способ отвода минерализованных вод из подземных выработок, включающий проведение гидрогеологических и гидротехнических наблюдений с определением

степени -минерализации и среднегодового притока подземных вод, сооружение водосборной системы с водоприемниками для высокоминерализованных вод и отвод подземных вод на поверхность, отличающийся тем, что, с целью обеспечения

раздельного отвода высоко- и низкоминерализованных вод, после сооружения водосборной системы ведут образование приемников для низкоминерализованных вод и осуществляют соединение последних

9 Ю /-Д

посредством водоперепускных скважин с водоприемной системой, а во время сооружения последней ведут образование соединенных с ней дополнительных приемников низкоминерализованных вод.

Ю

Использование: осушение подземных выработок с притоком к ним минерализованных вод. Сущность изобретения: осуществляется проведение гидрогеологических и гидротехнических наблюдений с определением степени минерализации и среднегодового притока подземных вод, сооружение водосборной системы с водоприемниками и отвод подземных вод на поверхность. После сооружения водосборной системы образуют приемники для низкоминерализов анных вод. Осуществляют соединение последних посредством водоперепускных скважин с водоприемной системой, во время сооружения которой образуют соединенные с ней дополнительные приемники низкоминерализованных вод. 2 ил.