Введение.
При разработке месторождений полезных ископаемых вода проникает в горные выработки. Степень обводненности месторождений зависит от свойств горных пород и условий их геологического залегания, количества выпадающих атмосферных осадков, наличия поверхностных и подземных водоемов. На величину притока шахтных вод оказывают влияние также способы разработки месторождений полезных ископаемых.
Различает три основные группы подземных вод: почвенные, грунтовые и межпластовые.
Почвенные воды питаются главным образом за счет атмосферных осадков. Они проникают в шахту через выработанные поля верхних горизонтов.
Грунтовые воды располагаются на первом от поверхности водонепроницаемом слое и залегают на различных глубинах.
Межпластовые воды отделяются от поверхности водонепроницаемым слоем, поэтому они обычно получают питание на выходах этих пластов. Эти воды, как правило, более минерализованы, так как они проходят значительно большой путь в горных породах, нежели грунтовые воды.
На количество подземных вод, попадающих в рудник, существенное влияние оказывают условия залегания водоносных пород, а также свойства пород кровли и почвы. Наиболее трещиноватыми горными породами являются известняки, доломиты, кристаллические сланцы и песчаники. Основным источником питания подземных вод большинства шахтных полей являются атмосферные воды.
Величина притока воды в шахту в течении года не остается постоянной. Поэтому различают нормальные и максимальные притоки. Максимальные притоки бывают в весеннее, а иногда в осеннее время. Степень увеличения притоков в весеннее время зависит от многих факторов, среди которых важное значение имеют глубина шахты, климат данного района и горнотехнические условия.
Проникновение шахтных вод в горные породы снижает их устойчивость, поэтому значительные притоки шахтных вод обуславливают необходимость проведения сложных работ по предупреждению их поступления в горные выработки. Работы по осушению месторождений направлены на снижение притоков и напоров шахтных вод в горные выработки. Для удаления вод оборудуют водоотливные установки.
Водоотливные установки – это комплекс технических средств для удаления воды из горных выработок и откачки ее на поверхность.
Водоотливные установки в зависимости от назначения разделяются на центральные, главные, участковые. Эти установки, как правило, размещаются в специальных камерах и являются стационарными.
Приток подземных вод колеблется в широких пределах на горных предприятиях. Важное значение имеет при этом надежная работа всего комплекса водоотливных установок, от чего зависит безопасность ведения горных работ в сложных гидрогеологических и горнотехнических условиях шахт рудников.
Отечественный и зарубежный опыт позволяет обобщить состояние и перспективы развития водоотливных установок глубоких горизонтов как сложного электромеханического комплекса. С глубокой отработки рудных месторождений резко возрастают затраты на откачку шахтных вод. Для снижения этих затрат на сверхглубоких рудниках, рудника “Витватерсланда” (ЮАР) предусматривается глубокая отчистка шахтных вод от механических примесей, благодаря которой расход электроэнергии на водоотлив подземных условиях снижаются на 10-15%. При этом уменьшается абразивный и эрозивный износ всего комплекса водоотливного оборудования, возрастает надежность его работы. Это позволяет устранить загрязнение водоемов, а обезвоженный шлам обрабатывать и использовать в качестве гидрозакладки в отработанное пространство. В зависимости от горнотехнических особенностей принимаются различные схемы организации его работы.
В связи с уменьшением устойчивости горных выработок изыскиваются эффективные формы крепления насосных камер, водосборников. В условиях горных ударов исследуются методы укрепления горного массива вокруг камер. Наиболее эффективным признанно трубчатое сечение горной выработки для всего комплекса водоотлива.
С ростом давлений в гидравлических схемах водоотливных установок глубоких горизонтов увеличивается единая мощность и существенно возрастает требования к надежности и экономичности насосов. Увеличение стоимости насосов, затрат на проходку и оборудование насосных камер в этих условиях, а также усложнение эксплуатационного обслуживания приводит к необходимости увеличения числа резервных насосных агрегатов.
Особое внимание следует обращать на выбор материалов и конструкцию уплотнений в высоконапорных шахтных насосах в условиях откачки загрязненных шахтных вод.
Также внимание уделяется подбору металла при конструировании и изготовлении шахтных насосов. Применяемые в конструкции шахтных насосов металлы и материалы должны соответствовать составу шахтных вод, чтобы обеспечивалось наработка на отказ 8-10тыс. часов до капитального ремонта.
Повышение эффективности шахтного водоотлива зависит от правильно выбранной технологической схемы, типа насоса и диаметра трубопроводов с учетом величины притока шахтных вод, глубины шахт и схемы вскрытия и отработки месторождения.
Гидрогеологические условия горного массива определяется в основном обводненностью зон тектонической нагруженности и участков сильно трещиноватых пород. Проходка горных выработок и эксплуатация рудника показали, что обводненность пород незначительна. Нормальный общий водоприток со стволами в руднике от140 м3/ч, максимальный до 300 м3/ч. Основными источниками водопритока в горные выработки являются:
1. Водопритоки по вертикальным стволам.
2. Фильтрация избыточной воды при закладке выработанного пространства.
3. Вода от промывки закладочных трубопроводов.
4. Технологическая вода от бурения и орошения.
5. Естественная фильтрация из рудного и породного массивов.
По данным гидрогеологической службы НГМК водопритоки по стволам составляют:
ПЗС ........................... 6,8 м3/ч
ВПС ........................... 8,7 м3/ч
ВС-5 .......................... 5,2 м3/ч
ВС-6 .......................... 4,9 м3/ч
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.