Файл: Воробьев Б.М. Основы технологии горного производства. Введение в специальность учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 151

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

насосы,

водосборников — выработок д л я сбора и осветления руд ­

ничных

вод, сети водоотливных канавок, устраиваемых в выработ­

к а х , и

других вспомогательных устройств (водотрубных ходков,

перемычек и т. п.).

Рудничные воды стекают по выработкам в водосборники, находя ­ щиеся в районе околоствольного двора, где вода осветляется перед откачкой на поверхность.

777777}

Л

I горизонт

'7777771

*&////////

Е горизонт

Жгоризонт

 

 

Р и с .

157. Схемы водоотлива:

 

 

 

а — в о д о о т л и в с к а ж д о г о г о р и з о н т а на п о в е р х н о с т ь ; б - в о д о о т л и в с п е р е к а ч -

 

 

к о й на п р о м е ж у т о ч н ы е г о р и з о н т ы

 

 

 

 

С у м м а р н а я полезная емкость

водосборников главного

 

водоот­

лива

принимается равной

четырехчасовому

нормальному

притоку

воды.

Н а д

водосборником

располагается

насосная

камера, пол

которой д о л ж е н быть выше

на 0,5

м у р о в н я

головок

рельсов

около­

ствольного

двора в месте его с о п р я ж е н и я со стволом,

чтобы

в

случае

внезапных прорывов воды или из-за длительной остановки водо­ отлива (например, из-за а в а р и й с электросетью) насосы в течение некоторого времени не подвергались затоплению и могли быть ис­

пользованы д л я откачки

воды.

 

 

 

Н а с о с н у ю камеру соединяют

с выработками

околоствольного

двора горизонтальным ходком, а со стволом — наклонным, так

назы ­

ваемым трубокабельным

ходком,

с л у ж а щ и м д л я

п р о к л а д к и

нагне­

тательных трубопроводов. В горизонтальном ходке устанавливают герметические двери.

Обычно в насосной камере устанавливают три одинаковых центробежных насоса с самостоятельными двигателями: один —

249



рабочий, другой — подменный

(резервный),

третий насос

находится

в

ремонте.

П р и

необходимости

одновременно

могут

работать

два

насоса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Производительность центробежных рудничных насосов главного

водоотлива

достигает 400

м 3 / ч ,

 

а

напор

600

м.

 

 

 

 

Г л а в н а я

водоотливная

установка может

иметь минимум два наг ­

нетательных

трубопровода, один

из которых

я в л я е т с я

рабочим,

а другой — резервным .

К а ж д а я

 

установка

и к а ж д ы й

нагнетатель ­

ный став

д о л ж е н

пропускать

нормальный

суточный

приток

воды

не

более

чем на

20 ч.

Нагнетательные

трубопроводы

монтируют

из стальных и реже из чугунных труб диаметром 50—300 мм и более.

 

Н а

современных ш а х т а х

водоотливные

установки

автоматизи­

рованы:

запуск и

останов

насосов

осуществляется

автоматически

в зависимости от

изменения

у р о в н я

воды в

приемном

 

и л и всасыва­

ющем

колодцах .

 

 

 

 

 

 

 

 

Осушение ш а х т н ы х и карьерных полей. П р и сильной обводнен­

ности месторождения поступление подземных вод может

происходить

в виде интенсивного равномерного притока воды, а

т а к ж е в

виде

прорывов

вод или

водонасыщенных

песков — плывунов, в л е к у щ и х

за

собой

катастрофические последствия. Н а

открытых

 

горных

рабо ­

тах

подземные воды н а р у ш а ю т устойчивость

откосов и

 

способствуют

образованию оползней. Поэтому на обводненных месторождениях осуществляют комплекс мероприятий по борьбе с подземными водами,

называемый

осушением

месторождения .

В результате

осушения

снижается

уровень

подземных

вод

н и ж е

горизонта

горных

работ

на

время

их

производства.

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я с л о ж н ы х в

гидрогеологическом

отношении

месторождений

составляются комплексные проекты, где вопросы осушения

решаются

на

н а ч а л ь н ы х

стадиях

проектных

работ.

 

 

 

 

 

 

Различают

предварительное

и п а р а л л е л ь н о е

осушение .

 

 

П р е д в а р и т е л ь н о е

о с у ш е н и е

осуществляют

с по­

верхности подземным и комбинированным способами. Его проводят

до

в с к р ы т и я месторождения, когда имеются

водоносные

горизонты

с

большими запасами

воды. С поверхности бурят водопоглощающие

и л и водопонижающие

с к в а ж и н ы .

 

 

 

Водопонижающие с к в а ж и н ы бурят на водоносный горизонт, зале­

гающий н и ж е з а л е ж и

полезного ископаемого,

и через них

произво ­

дят откачку воды на поверхность, в результате чего осуществляется

дренирование з а л е ж и .

 

 

 

 

 

 

Водопоглощающие

скважины,

которые

пробуривают

на

водонос­

ный горизонт,

залегающий

выше

з а л е ж и ,

предназначены

д л я

спуска

воды из верхних горизонтов

в н и ж н и е , откуда воду откачивают

через

водопонижающие с к в а ж и н ы .

 

 

 

 

 

Подземный способ осушения заключается в проведении

специаль ­

ных подземных

д р е н а ж н ы х

выработок (штреков, уклонов и т. п . ),

в которых устанавливают

специальные

водозабирающие

устрой ­

ства — забивные

фильтры.

Воду, поступающую в выработки через

фильтры, откачивают

на поверхность .

 

 

 

 

250


П р и комбинированном способе часть воды откачивают с помощью с к в а ж и н , а часть — через дренажные выработки.

Современная техника бурения с к в а ж и н большого диаметра по­ зволяет производить осушение большинства месторождений с по­ верхности. Однако в каждом случае выбор способа осушения следует

производить

в соответствии

с

конкретными гидрогеологическими

условиями

месторождения .

 

 

 

П а р а л л е л л ь н о е

о с у ш е ­

н и е

 

производится

одновременно

с

развитием

горных

работ.

П р и

наличии

водоносных неустойчивых пород сле ­

дует

предусматривать

в

шахтных ство­

л а х специальные забивные фильтры

с

общим

кольцевым

водоприемником

и

ставом

д л я

сброса

воды,

это

облегчает

последующую

борьбу

с подземными

во­

дами

в

горизонтальных

выработках .

П р и

неустойчивых

водоносных

породах

в кровле

выработки

следует

 

з а к л а д ы ­

вать

забивные и сквозные фильтры,

а

впочве дренажные колодцы.

Пр и наличии нескольких водоносных горизонтов в пределах месторождения

часть из

них осушают

предварительно,

 

 

 

 

а

остальные — одновременно

с

веде­

 

 

 

 

нием горных работ (параллельное осу­

 

 

 

 

шение). Иногда различные методы осу­

 

 

 

 

шения

совмещают д л я ускорения

про­

 

 

 

 

цессов осушения . В некоторых

с л у ч а я х

 

 

 

 

предусматривается

опережающее

буре­

Р и с . 158. З а б и в н о й

ф и л ь т р :

ние. В карстовых

породах такое

буре ­

1

п е р ф о р и р о в а н н а я

т р у б а ( з а б и в ­

ние

необходимо

производить

система­

ной

фильтр);

2

а э р и р у ю щ а я

 

с к в а ж и н а

 

тически.

В других

с л у ч а я х его

ведут

 

 

 

 

 

 

по

мере

п р и б л и ж е н и я

горной

выработки

к

опасным

зонам. Опе ­

режающее бурение облегчает борьбу с подземными водами и позво­

ляет у п р а в л я т ь процессом осушения .

 

У с т р о й с т в а д л я о с у ш е н и я

м е с т о р о ж д е н и й .

Осушительные (дренажные) устройства размещают в горных выра ­ ботках, проводимых д л я разработки месторождения, и в специаль ­

ных выработках .

Дренажные

канавы с л у ж а т д л я дренажа почвы выработки, ра­

бочего пласта и транспортирования воды по горным выработкам .

Дренажные

(водопонижающие)

колодцы

проводят

в почве

выра ­

боток на глубину 1—3 м,

а иногда и более. И з них

производят

не­

прерывную

откачку

воды

д л я

с н и ж е н и я

напора в

водоносном

го­

ризонте, залегающем под почвой выработки .

 

 

 

Забивные

фильтры

представляют собой

перфорированные

сталь ­

ные трубы длиной 10—15 м, диаметром 25—63 мм. Ф и л ь т р ы забивают

251


в с к в а ж и н ы ,

пробуренные

из

выработки в к р о в л ю

и л и

в

бока

(рис.

158). Е с л и

имеются напорные воды, то фильтры

закладывают

и в почву выработки .

 

 

 

 

 

 

Вода из забивных фильтров поступает самотеком. Д и а м е т р

 

отвер­

стий

зависит

от х а р а к т е р а

породы. В

мелкозернистых

породах

ч а щ е

всего

применяют забивные фильтры с отверстиями диаметром

3 мм.

П р и

перекрытии

водоносного

пласта

водонепроницаемыми

слоями

в процессе осушения в пласте

создается р а з р е ж е н и е ,

в результате

чего

уменьшается

дебит фильтра . Д л я устранения р а з р е ж е н и я

б у р я т

дополнительные (аэрирующие) с к в а ж и н ы , которые имеют н е с к о л ь к о

большую длину,

чем

с к в а ж и н ы под

забивные

фильтры .

 

 

 

Д л я у с к о р е н и я процесса осушения устраивают

в а к у у м - ф и л ь т р ы ,

создающие

разрежение

вокруг

забивного

фильтра

за

счет

засасыва­

н и я

жидкости

 

через

 

пористую

перегородку

( х л о п ч а т о б у м а ж н а я

или

с п е ц и а л ь н а я

ф и л ь т р о в а л ь н а я

ткань) .

 

 

 

 

 

 

 

П р и применении вакуум-фильтров

 

сроки осушения

с о к р а щ а ю т с я

в два - три

раза .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е с л и к

забивным

фильтрам подключить вакуум - насос, то полу ­

чится вакуум - насосная установка .

П р и

этом дебит воды

 

увеличи ­

вается

в 3—15

раз по

сравнению

с обычным вакуум - фильтром .

 

Скважины-фильтры

 

— разновидность

водопонижающих

сква­

ж и н . И х закладывают

 

вблизи проводимых выработок. Откачка воды

из них

на

поверхность

вначале

производится насосом. П р и

подходе

забоя

штрека

к

с к в а ж и н е насос демонтируют,

а с к в а ж и н у

добури -

вают меньшим диаметром, подрезают из выработки

специальной

заходкой и превращают в сквозной фильтр .

 

 

 

 

 

 

Сквозные

фильтры

— д р е н а ж н ы е

с к в а ж и н ы ,

сбрасывающие воду

в штреки;

их

бурят

 

с поверхности

земли до

к р о в л и выработки .

 

Иглофилътровые

установки

применяют д л я

осушения

п л ы в у н о в ,

песчано-глинистых и иловатых грунтов, отличающихся слабой водо­ отдачей. Ф и л ь т р (игла) представляет собой колонну двухдюймовых труб длиной до 7 м, к нижнему концу которой присоединено фильтро ­

вое звено — наконечник . К а к и в вакуум - насосной

у с т а н о в к е ,

фильтры с помощью шлангов соединяют с коллектором

вакуум - на ­

сосного агрегата .