Способ осушения месторождения полезных ископаемых Советский патент 1982 года по МПК E02D19/10 

(54j СПОСОБ ОСУШЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Изобретение относится к осушению котлованов и других подземньк вырабдток 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 водопоглол;ающий горизонт 1.

Однако этот способ применим в том случае, если в гидрогеолоп-гческом 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 месторождению по водоносному горизонту .

Недостаток данного способа заключается в том, что он применим для грунтовых горизонтов неглубокого залеганияИ незначительной водостабильности, а для напорных водоносных горизонтов - с радиусом влия10ния, измеряемым десятками километров, сооружение кольцевого поглощающего ряда с таким радиусом экономически нецелесообразно, так как при создании вокруг месторождения вала подпи15тывания с динамическим уровнем через водопоглощакяцие скважины необходимо закачивать водьа больше, чем посгупает ее из этого горизонта из-за расходования .ее на отток от вала подпиты20 вания к периферии, в результате происходит неоднократное профильтровывание вод по водоносному горизонту и повышение их засЬленности, что в конечном итоге приводит к загряз25нению поверхностных вод и истощению запаса подземных вод с нарушением экологического равновесия.

Цель изобретения - исключение загрязнения поверхностных и истоще30ния подземных вод. Поставленная цель достигается согласно способу, включающему сбор вокруг месторождения подземных вод с образованием депрессионной воронк отвод их от месторождения, бурение водопоглощаюцих 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 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 УРО.ВНЯ земной поверхности,На фиг.1 изображено месторождение, продольный разрезJ на фиг.2 участок работ, вид в плане; на фиг.З - график определения количест ва водопоглощакицих скважин. Способ.осуществляют следующим образом. В соответствии с конкретными гидрогеологическими и горно-техническими условиями сооружают дренажн систему, например, контур водопонижающих 1, игсистему возврат 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 пьезо- . метрическая поверхность напорных вод Хэеркало грунтовых вод ) из естественного положения 5 переходит в положение 6, понижаясь в районе месторождения 7 при одновременном повышении уровней в районе возврата дренажных вод в водоносный горизонт 2. Для повышения эффективности между контурами водопонижающих 1 и поглощающих 3 скважин создают линейну зону 8 пониженной проницаемости, Нсшичие которой увеличивает понижение уровня подземных вод в районе месторождения 7 при неизменной вели чине циркуляционного-расхода в водо носном горизонте 2. Пример. Эффективность применения предлагаемого способа оцени вают методом аналогового моделирования для.месторождения, гидрогеоло гические условия которого характери зуются, наличием в разрезе напорного водоносного горизонта, залегающего в интервале глубин 300-500 м, имеющего среднюю мсяцность 160 м, водопроводимость 80 м /сут и коэффициёнт пиезопроводности 10 м5сут. 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 . 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 за 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 CQn) и суммарный дебит поглощения (Q) На модели определяют величины суммарного водопритока к системе .осушения Qjj и суммарного дебита поглощения ряда Q,. . Обработка результатов моделирования заключается в определении дебита поглощающего ряда Qj, в завис имости от количества поглощающих скваисин Т1 и расстояния между ними . . По результатам обработки строят графики зависимости дебита поглощения QP от длины ряда L и количества поглощающих скважин п, используемых для обоснования параметров поглощающего ряда (фиг.З). В приведенном примере для полного сброса дренажных.вод используют 12 поглощакицих 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 возможность 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. 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 и чающийся тем, что, с целью исключения загрязнения поверхностных и истощения подземных вод, в пе риод 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 врронки, а введение в скважины подземных вод производят свободным игшивом до уровня земной поверхности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 727759, кл. Е 02 D 19/06, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР 110065, кл. Е 21 F 17/00, 1965.

«N