Отвод подземных вод при подземной разработке россыпей

На отдельных древних и террасовых россыпях уровень подземных вод может располагаться нише пласта и плотика, а поверхностные воды могут задерживаться водоупорным горизонтом, расположенным выше пласта. Пласт таких россыпей сухой, во время разработки вода не просачивается, и подземный водоотлив не требуется.

Россыпи с многолетней мерзлотой без таликов, по которым не протекает подмерзлотные или межмерзлотные воды, во время разработки зимой также являются сухими. Летом в подземные выработки могут просачиваться поверхностные воды по трещинам вследствие оседания поверхности или из выработанного пространства. Чтобы воспрепятствовать поступлению этой воды, оставляют заградительные целики (см. рис. 201, а) и отводят поверхностные воды с отрабатываемых площадей. При соблюдении этих условий водоотлив на мерзлых россыпях производят только летом в небольших объемах установкой насоса в скиповой яме. На глубоких шахтах, кроме того, в 20—30 м от устья наклонного ствола проходят перехватывающую канавку и особую насосную камеру, чтобы не пропускать воду вниз.

Осушение пласта песков на россыпях в зависимости от степени их водоносности осуществляют следующими основными способами: использованием подготовительных выработок, пройденных для подготовки пласта к очистной выемке; проходкой опережающей осушающей продольной выработки в плотике; предварительной проходкой осушающей продольной выработки в плотике (вассерштрека) до начала проходки вскрывающих выработок, т. е. подъемных и вентиляционных стволов.

Осушать пласт следует до тех пор, пока вода, просачивающаяся из боковых стенок выработок, не выносит мелкий песок.

Отвод подземных вод из выработок на поверхность производится с помощью насосов или через водоотливную штольню.

Осушение с помощью подготовительных выработок, проведенных в пласте, применяют на россыпях малой и средней водоносности, когда коэффициент водообильности ниже 10. Вблизи ствола шахты устраивают водосборник, а главный продольный штрек с водосточной канавкой проходят по тальвегу россыпи (см. рис. 204), и вода стекает по просечкам, расположенным с уклоном в сторону штрека. Подготовительные выработки опережают очистные работы на несколько месяцев, поэтому к началу очистных работ при малой водоносности россыпи пласт бывает осушен в достаточной степени. На россыпях средней водоносности, когда коэффициент водообильности близок к 20, главные подготовительные выработки следует проходить с большим опережением, поскольку на осушение пласта уходит больше времени. В этих условиях скорость проходки штрека не превышает 10—15 м/месяц. Воду из водосборника обычно откачивают на поверхность насосами. В этом случае основные расходы на осушение состоят из затрат на водоотлив. Откачиваемую на поверхность воду используют для промывки песков. Водоотливную штольню при этом способе осушения проходят только тогда, когда стоимость ее проходки и содержания дешевле насосного водоотлива.

Осушение россыпи с помощью опережающей продольной выработки 3 в плотике (рис. 198, а), пройденной на глубине 3—4 м от поверхности плотика на границе трещиноватых и плотных скальных пород, производится так, чтобы подземные воды из пласта могли просачиваться в нее по трещинам. Сечение осушающей выработки принимают из условия удобства проходки; обычно высота ее составляет 2,5 м, ширина 2 м. Проходится она при больших притоках воды, поэтому скорость проходки не превышает 25—40 м/месяц. Подземные воды просачиваются по трещинам плотика в выработку, вследствие чего уровень подземного потока в россыпи постепенно понижается, и верхняя граница перемещения подземных вод определится сложной депрессионной кривой 1—2 (см. рис. 198, а). Левее точки 1 пласт будет осушен. Для того чтобы осушить пласт, необходимо проходить осушающую выработку в плотике с достаточным опережением относительно следующих за ней подготовительных работ по пласту. Это опережение в основном зависит от среднего уклона депрессионной кривой. Для россыпей р. Бодайбо необходимое опережение приближенно принимают в 2,8 раза больше мощности водоносного слоя над выработкой.

Скорость осушения водоносного слоя за сутки для средних условий Ленских россыпей ют 0,6 до 1,2 м. Для облегчения проходки осушающей выработки ее следует проводить со скоростью, меньшей скорости осушения забоя. Россыпь с глинистым водоупорным слоем в кровле пласта можно осушить с помощью забивных фильтров или путем обрушения глинистого слоя. Лучше обрушать кровлю в просечке, проведенной за границей россыпи. Во избежание выноса илов в просечки предварительно сооружают из валунов и гальки перемычку с дверью. Осушающая продольная выработка соединяется со стволом гезенком 5 (см. рис. 198, а) или наклонной, постепенно углубляющейся в плотик выработкой. Данный способ применяют на водоносных россыпях с коэффициентом водообильности 20—30, при ровном, плотике и при малой длине шахтного поля, когда невозможен выход осушающей выработки из плотика, и при коэффициенте фильтрации менее 25 м/сутки.

Осушающую продольную выработку в плотике 1 (вассерштрек), проходимую до начала вскрытия (рис. 198, б), располагают в ненарушенной толще плотика на глубине 7—12 мот его поверхности. Через 70—200 м от осушающей выработки к пласту проходят наклонные сбойки 2 (высечки) с просечками (поперечными штреками) по пласту 3. Расстояния между просечками принимают в зависимости от необходимой скорости осушения. Осушающие продольные выработки проходят высотой 2,4 м, шириной 2,2 м и закрепляют (рис. 199, а) в зависимости от устойчивости пород. При проходке применяют погрузочные машины и аккумуляторные электровозы. Условия проходки обычно благоприятны, и при неполной механизации работ за месяц проходят 60—110 м. Просечки по пласту имеют сечение 2,0х3,25 м и закрепляются усиленным подхватным креплением. Порода на поверхность выдается через эксплуатационные стволы 4 (см. рис. 198, б), пройденные на осушенных площадях. Годовые расходы на поддержание осушающей выработки составляют 1—2 руб/1 м выработки. Осушение с помощью продольной выработки, пройденной в нетрещиноватых породах плотика до проходки стволов, применяют на наиболее водоносных россыпях при неровном плотике с западениями и при больших шахтных полях. Длина осушающих продольных выработок (продольных штреков) иногда достигает 10 км. Подземные воды отводят на поверхность при этом способе через водоотливную штольню 5 (см. рис. 198, б), так как при больших сроках существования осушающей продольной и при большом притоке воды насосный водоотлив стоит дороже.

Водоотливные штольни проходят с уклоном 0,001—0,015. Длину штольни определяют по продольному профилю долины, а приближенно — по уравнению (15).

Размеры штольни и способы ее крепления приведены на рис. 199, б, в, г. Штольню в значительной части проходят по наносным отложениям, поэтому закрепляют ее на всем протяжении сплошными неполными или полными рамами, а в опасных местах (особенно около устья) крепление усиливают подхватами (рис. 199, д). При глубине заложения штольни менее 4—5 м она переходит в водосточную канаву.

На рис. 200 показана схема осушения водоносной пойменной россыпи р. Б. Догалдын, отработанной к 1960 г. На руслоотводной и нагорной канавах частично применены сплотки общей длиной 4,8 км при длине россыпи около 9 км. Руслоотводные сплотки шириной 6 м рассчитаны на пропуск 35 м3/сек воды, постройка их стоит 170 руб/м. До вскрытия предварительно в плотике провели осушающую продольную выработку длиной 9,8 км, с помощью которой осушили россыпь на протяжении 5 км. Подземные воды отвели на поверхность через водоотливную штольню.