Общие положения. Водоснабжение по водозаводной канаве при гидравлической разработке

На гидравлических работах потребляется значительное количество воды, и водоснабжение оказывает большое влияние на экономические показатели разработки месторождения. При выборе способа водоснабжения необходимо, чтобы затраты на водоснабжение в себестоимости 1 м3 добытых песков были наименьшие, причем количество подводимой воды на протяжении теплой части года должно быть по возможности постоянным.

Водоснабжение на действующих разрезах осуществляется с естественным, искусственным и комбинированным напором.

При искусственном напоре необходимо различать: прямоточное водоснабжение, когда напорная вода подается в разрез только из основного водного источника, а отработанная сбрасывается в реку; оборотное водоснабжение, при котором отработанную воду собирают в отстойнике и после осветления вновь подают в разрез для размыва пород (рис. 103).

Сооружения водозаводной канавы включают следующий комплекс: плотину, земляную канаву, сплотки, трубный переход, холостые водоспуски, напорный ларь и водомерные устройства (см. рис. 81).

Плотину сооружают у места забора воды из реки для того, чтобы укрепить место отвода и предохранить головную часть канавы от размыва во время паводков, а также обеспечить поступление необходимого количества воды в канаву при различных уровнях воды в реке перекрытием ее устья подъемным щитом. Высота подъема уровня воды в таких случаях 0,5—1,5 м. На россыпях Восточной Сибири для создания запаса воды зимой выше плотины в реке создают искусственные наледи, намораживая мощный слой льда, который летом оттаивает, увеличивая приток воды.

Земляной канаве придают трапециевидное сечение (рис. 101) с устойчивым углом откоса; в речниках (гравелистых породах) его выдерживают в пределах 34—45°. Проведение канав по косогорам осложнено и связано с увеличением объема работ, поскольку для образования площадки необходимо произвести выемку треугольника 1; 2; 3, сечение которого возрастает с увеличением откоса увала.

Потери воды в канаве происходят в результате просачивания, утечки по промоинам и испарения. Потери в результате просачивания зависят в основном от водопроницаемости пород (коэффициент фильтрации) и от ухода за канавой. В первый год использования канавы потери обычно большие, в дальнейшем поры дна и стенок заиливаются и потери снижаются до коэффициента е = 0,015—0,03 от расхода воды на каждый километр. При плохом обслуживании потери увеличиваются (е = 0,05—0,07), применять канавы в таких условиях становится невыгодно.

Для уменьшения затрат на содержание земляных канав необходимо, чтобы скорость водного потока находилась в определенных пределах. Так, водный поток не должен размывать стенки канавы, но вместе с этим скорость не должна быть и слишком малой, при которой канава быстро заиливалась бы. Обычно скорость водного потока в земляных канавах составляет 0,7—1,2 м/сек. Земляные канавы проходят с уклоном (в зависимости от секундного расхода и условий проведения) i = 0,0005—0,003. Наиболее часто при секундном расходе воды 1—3 м3 уклоны изменяются от 0,001 до 0,0015. Канавы наиболее удобно проходить экскаватором типа обратная лопата с ковшом емкостью 0,65 м3 (см. рис. 101), но для проходки используют и бульдозеры.

Земляные канавы проходят по водоупорным породам, через которые просачивание и утечка воды незначительны, а поверхность увала имеет углы откоса менее 20—25°. Если на пути встречаются значительные возвышенности, земляную канаву заменяют тоннелем.

Сплотки представляют собой деревянный желоб для пропуска водного потока, который устанавливают на стойках, козлах, клетках (кострах), подвешивают на кронштейнах или укладывают на землю (см. рис. 81). Скорость водного потока в сплотках допускают до 2,5 м/сек. При прямоугольном сечении наименьший смоченный периметр и наибольшая скорость потока достигаются, когда глубина потока в 2 раза меньше ширины. Сплотки на стойках или козлах применяют для переброски воды через овраги или долины при установке сплоток над поверхностью на высоте от 1,5 до 12 м. Когда высота меньше, сплотки укладывают на клетках. Лежачие сплотки применяют при проведении водозаводных канав по малоустойчивым и легко размываемым илистым породам или по трещиноватой скале, или сыпучим пескам, имеющим большой коэффициент фильтрации, а также при проведении канав по крутым косогорам и тоннелям. Сплотки укладывают с уклоном от 0,0015 до 0,0025. Когда стоимость строительства сплоток большая, а проведение земляной канавы нецелесообразно, воду подают по металлическим трубам.

Трубный переход (дюкер, сифон) применяют для передачи водного потока через долины (см. рис. 81) глубиной более 12—18 м. Он состоит из верхнего и нижнего баков, соединенных трубопроводом. Уровень воды в верхнем баке выше, чем в нижнем, на 3—8 м. Этим создается напор и необходимая скорость потока.

Холостые водоспуски предназначены для выпуска лишней воды из канавы для того, чтобы избежать ее переполнения и размыва. Их также используют для выпуска воды и осушения канавы при ремонте. Холостые водоспуски устраивают примерно через 1 км; обычно их располагают в головной части канавы у места водозабора, а также в начале сплоток и трубных переходов. Это уменьшает стоимость их изготовления и облегчает ремонт сооружений.

Напорный ларь сооружают в месте перехода воды из канавы в трубопровод для того, чтобы очищать воду от древесных остатков и крупных твердых частиц, укрепить место отвода воды, а также предотвратить засасывание в трубопровод воздуха. Напорный ларь состоит из соединительных сплоток, отстойника и бака. Чтобы избежать переполнения бака во время остановки работ в разрезе, ларь снабжают двумя холостыми водоспусками.

Количество воды, подаваемой по канаве, определяют замером уровня воды водомерными устройствами, которые состоят из водомерных реек или водомерных лотков.