Стационарные установки на участке "Чалпан" Бейского месторождения комплексного угля

6 Стационарные установки

          6.1. Водоотлив Чалпан

6.1.1. Гидрогеологическая характеристика

Участок «Чалпан-2» занимает восточную часть Бейского месторождения, которое входит в состав Минусинского артезианского бассейна на Саяно-Алтайской складчатой области.

На основании проведенных гидрогеологических исследований в пределах месторождения выделены следующие водоносные горизонты и комплексы:

-  водоносный горизонт четвертичных отложений;

-  водоносный комплекс нижнепермских отложений;

-  водоносный комплекс каменноугольных отложений;

-  водоносный комплекс нижнекаменноугольных отложений;

-  комплекс верхнедевонских отложений.

В пределах разведанного участка «Чалпан-2» действуют аллювиальный водоносный горизонт и водоносный комплекс угленосной толщи.

Аллювиальный горизонт представлен галечниковыми отложениями и имеет мощность от 27,5м в западной до 0 в восточной. Участок проектируемых работ находится на безаллювиальной площади, поэтому этот водоносный горизонт не окажет влияние на обводненность горных выработок.

Водоносный комплекс угленосной толщи представлен частым переслаиванием песчаников, алевролитов, конгломератов, гравелитов, аргиллитов и углей. Аргиллиты относятся к водоупорам, отдельные породы-водоносны. Частое переслаивание водоносных пород и водоупоров затрудняют выделение отдельных водоносных горизонтов. Описываемый комплекс условно делится на два интервала: зона трещиноватых пород до глубины 150 м (верхний интервал) и зона слабо трещиноватых пород (нижний интервал) с глубиной залегания более 150 м. На обводненность разреза основное влияние оказывает верхний интервал.

По условиям циркуляции подземные воды верхнего интервала трещино-пластовые, напорно-безнапорного характера. Разгрузка происходит в горизонт аллювиальных отложений. Питание осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков в области выхода отложений на поверхность.

Положение уровня трещино-пластовых вод, характеризуемого водоносного комплекса, отмечено в скважинах чаще на глубине 1,75-28,0 м, по некоторым скважинам до 46,6-70,0м. Величина напоров относительно верхнего водоупора меняются от 10 на северо-западе, до 470 м на юго-востоке.

Коэффициент фильтрации на севере и северо-западе изменяется от 0,0017м/сут до 2,62 м/ сут. В южной части участка коэффициенты фильтрации увеличиваются от 0,052 м/сут до 8,65 м/сут.

По данным детальной разведки фильтрационные свойства обводненных пород зависят от литологического состава и степени трещиноватости. Трещиноватость с глубиной затухает, ухудшаются и фильтрационные свойства.

Режим подземных вод имеет слабовыраженный сезонный характер, весенний подъем уровня отмечается в апреле-мае, осенний – в сентябре-октябре.

По химическому составу воды аллювиальных отложений относятся к пресным (минерализация 0,29-0,98г/л.) и соответствуют ГОСТ-2874-82. Вода питьевая.

Подземные воды верхнего интервала угленосной толщи по химическому составу очень разнообразны. На безаллювиальной площади минерализация воды изменяется в пределах от 1,45г/л (скв. 1760) до 9,5 г/л (скв. 1629). Воды очень жесткие.

На разрезе «Чалпан» отработка угольных пластов производилась выше уровня трещино-пластовых вод и поэтому, водоприток в горные выработки формировался только за счет атмосферных осадков.

С началом строительства Восточно-Бейского разреза горные работы будут производиться ниже отметки +295 м, определенной как отметка уровня подземных вод.

В настоящее время в северной части разреза «Чалпан» горные работы ведутся ниже отметки +290 м. Водоприток при этом составляет до 5 м³/час. По прогнозам, составленным по анализу роста водопритока по мере понижения горных работ в 2001-2002гг. водоприток составил до 17 м³/час.

В I квартале 2001г. Минусинская гидрогеологическая партия произвела расчеты в соответствии с календарным планом отработки Восточно-Бейского разреза и составила прогнозы до конца отработки.

Таблица 6.1. Максимальные значения водоприток

Годы	Приток подземных вод, м3/час	Ливневый водоприток, м3/час
2003	150	495
2004	167	526
2005	175	557
2010	180	657
2018	184	748

Согласно расчетам, выполненным Минусинской ГГП максимальные значения водопритока и объем ливневого водопритока составят 748 м³/час

6.1.2. Защита от дождевых, ливневых и талых вод

Площадь водосбора поля разреза примыкает с северо-западного борта. Во избежание подтопления разреза водами атмосферных осадков предусматривается сооружение нагорной канавы со стороны указанного борта. Размеры канавы составляют: длина 4000 м; ширина поверху – 2,3 м; ширина по низу – 0,6м; глубина – 1,0м.

Гидравлическая характеристика канавы рассчитана по формуле:

                                  Q = W_о^· x ·c_o ·x ·ÖR_o· x ·I ,                                       (6.1)

    где:     Q– расход воды в канаве, м³/с;

                     W_о – площадь живого сечения, м²

                                  W_о = (в + m·x· h_o)·x· h_o, м²                                      (6.2)

где:     в – ширина канавы по дну – 0,6 м;

                     m – коэффициент заложения откоса – 0,84;

                      h_o – глубина наполнения канавы, м – 0,8 м;

                                             W_о = (0,6 + 0,84 х 0,8) х 0,8 = 1,02 м²

                      R_о – гидравлический радиус, м

                                   R_о = W_о / Х_о, м                                                       (6.3)

           где:    Х_о – смоченный периметр, м;

                                           Х_о = в·х·2·х·h_o·x·Ö1 + m²,                                         (6.4)

                                   Х_о = 0,6 х 2 х 0,8 х Ö1+0,84² = 1,25 м;

                                               R_о = 1,02 / 1,25 = 0,82 м;

                      с_о – коэффициент, зависящий от гидравлического радиуса и коэффициента шероховатости, принимается по таблицам Н.Н. Павловского и составляет при коэффициенте шероховатости 0,035 и гидравлическом радиусе 0,82 м – 27,0;

                      I – минимальный уклон дна канавы – 0,005;

Q = 1,02 х 27,0 х Ö0,82 х 0,005 = 1,76 м3/с = 6336 м³/час.

Рассчитанный приток поверхностных вод с площади водосбора в нагорную канаву определен по СНиП 2.06. 14-85 и СНиП 2.04. 03-85 по формуле

                                            q_r  = Z_mid·x·A^1.2 ·x·F / t_r ^1.2n-0.1 , л/с                            (6.5)

             где: Z_mid– среднее значение коэффициента, характеризующего поверхность бассейна стока, составляет 0,038;

                      А – параметр, определяемый по результатам обработки многолетних записей самопишущих дождемеров или по формуле:

                                 А = q₂₀ ·х·20ⁿ ·(1 + LgP/Lgm_r)^g                                (6.6)

             где     q₂₀ – интенсивность дождя, л/с на 1 га – 75 л/с;

                        n – показатель степени, определяется по таблице 4

СНиП 2.04. 03-85, n=0,6;

                      P – период однократного превышения расчетной интенсивности дождя, P=3;

                      m_r – среднее кол-во дождей за год,  по таблице 4

СНиП 2.04. 03-85, m=90;

                  по СНиП 2.04. 03-85, таблица 4, γ = 1,54;

                     t_r–расчетная продолжительность дождя, равная продолжительности протекания поверхностных вод-8 мин;

                       F – расчетная площадь стока, га, F = 63га.

                             А = 75 х 20 ^0,6 х (1 + Lg3    ) ^1,54 = 637,7

                           q_r = 0,038 х 637,7 х 63 / 8 = 1530 л/с = 5508 м3/час.

Расчеты показывают, что принятое сечение нагорной канавы обеспечит сток поверхностных вод.

Таблица 6.2. Объем земляных работ по проходке нагорной канавы.

Наименование выработки	Длина, м	площадь сечения, м2	Объем, м3	Категория пород
Нагорная канава	4000	1,45	5800	III

6.2  Стационарные установки