Способ осушения водоносного пласта

 

Изобретение относится к строительству и горному делу, в частности к защите подземных выработок от подземных вод.Изобретение направлено на увеличение эффективности осушения за счет повышения устойчивости водоприемной каверны .Достигается это тем, что в восстаюшую; скважину устанавливают фильтр, предварительно снижают напор подземных вод до величины не более 10 м, затем выпускают через фильтр воду и мелкозернистые фракции грунта с образованием устойчивой каверны в водоносном пласте, скорость входа воды в отверстия фильтра определяют по расчетнойзависимости. Повьштение устойчивости каверны достигается путем управления процессом выноса грунта . 1 з.п. ф-лы, З.ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5д 4 Е 02 D 19/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4049541/29-33 (22) 04.04.86 (46) 23.01.88, Бюл. М - 3 (71)Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский инсти. тут по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (72) В.М.Чуйко, Ю.И,Волков и В.Н.Квачев (53) 624.152.612.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР к 894078, кл. E 02 D 19/10, 1979.

Абрамов С.К., Газизов М.С., Костенко В.И. Защита карьеров от воды.

M.: Недра, 1976, с. 68-69. (54) СПОСОБ ОСУШЕНИЯ ВОДОНОСНОГО

ПЛАСТА

„„SU„„1368388 А1 (57) Изобретение относится к строительству и горному делу, в частности к защите подземных выработок от подземных вод. Изобретение направлено на увеличение эффективности осушения за счет повышения устойчивости водоприемной каверны.Достигается это тем,что в восстающую, скважину устанавливают фильтр, предварительно снижают напор подземных вод до величины не более 10 м, затем выпускают через фильтр воду и мелкозернистые фракции грунта с образованием устойчивой каверны в водо- носном пласте, скорость входа воды в отверстия фильтра определяют по расчетной- зависимости. Повьппение устойчивости каверны достигается путем управления процессом выноса грунта. 1 з.п. ф-лы, З.ил.

1368388 2

20 а+Ь (cD +d )

V — — — — — — — —

Гq

Изобретение относится к с"оительству и горному делу., в частности к защите подземных выработок от подземных вод, Цель изобретения — увеличение эффективности осушения эа счет повьппения устойчивости каверны.

Па фиг. 1 показана схема осуществления способа, стадия установки фильтра; на фиг. 2 — стадия образования каверны; на фиг, 3 — стадия осушения пласта.

Способ осуществляют следующим образом.

В массиве горных пород 1 из подземной выработки 2 бурят восстающую скважину 3 с эаглублением B подлежащий осушению вышерасположенный песчаный водоносный пласт 4, В скважину

3 устанавливают фильтровую колонну

5 с фильтром 6, запорным устройством

7 и манометром 8, Фильтр,6 размещают в водоносном пласте 4 с расположением верхней кромки фильтра 6 на высоте, равной высоте капиллярного поднятия над подошвой пласта 4, Определяют величину напора подземных вод в фильтровой колонне 5, частично открывают запорное устройство 7 и производят выпуск воды с понижением, напора до величины, не превышающей

10 м вод.. ст. над подошвой пласта

4. Затем увеличивают открытие запорного устройства 7 и осуществляют выпуск воды с мелкозернистыми фракциями грунта из пласта 4. Выпуск воды и мелкозернистых фракций грунта ведут при скорости входа воды в отверстия фильтра 6, определяемой по расчетной зависимости

Величину скорости входа воды в отверстия фильтра 6 определяют в натуре путем измерения расхода истекающей из фильтровой колонны 5 воды, для чего величину расхода следует разделить на суммарную площадь отверстий фильтра 6. При несовпадении фактической и расчетной величин скорости с помощью запорного устройства 7 изменяют расход выпуска воды и грунта до совпадения фактической величины скорости с расчетной. После прекращения выноса грунта и сформирования устойчивой ка. верны 9 продолжают выпуск из фильтровой колонны 5 воды с осушением пласта 4 и понижением уровня подземных вод 10 до минимального положения, характеризуемого высотой капиллярного поднятия.

Объем каверны 9 определяют путем измерения объема вынесенного через фильтровую колонну.5 грунта. Для увеличения размеров каверны 9 запорное устройство 7 закрывают на, время, достаточное для восстановления напора подземных вод до величины, не превьппающей 10 м, затем запорное устройство 7 открывают и осуществляют дополнительно выпуск воды и мелкозернистых фракций грунта.

Параметры расчетной формулы скорости входы воды в отверстия фильтра установлены экспериментально, они соответствуют словиям формирования устойчивой водоприемной каверны 9 в водоносных пластах, сложенных плотHbMH и средней плотности мелКозернистыми и пылецатыми песками, Для обеспечения выноса мелкозернистых фракций грунта с диаметром частиц меньше 0 25 мм фильтр 6 выполняют с отверстиями шириной, достаточной для пропуска этих частиц, например, в щелевом фильтре ширина щелей должна быть равна удвоенному диаметру частиц, меньше которого в грунте содержится 70Х фракций.

Благодаря управлению процессом формирования водоприемной каверны повышается степень ее устойчивости, что увеличивает эффективность осушения пласта эа счет повьппения дебита скважин и их долговечности.

Формула изобретения

1. Способ осушения водоносного пласта, преимущественно песчаного, расположенного над подземной выработкой, включающий бурение восстающей скважины с заглублением в водоносный пласт, выпуск из скважины воды и грунта с образованием каверны, установку в скважину фильтра и выпуск через него воды после прекращения выноса грунта, о т л и ч а ю щ и й—

I с я тем, что, с целью увелйчения эффективности осушения за счет повышения устойчивости каверны, после установки фильтра осуществляют определение в нем напора подземных вод

1368388

° ° е ° ° ° ° ° ° ° °

° ° ° ° ° ° -° :.-; ° ° г

° ° ° ° ° °

° е .е O ° ° е °

° ° 1 ° ° е ° ° ° ° ° В ° °

° ° ° ° ° е ° е е ° Е ° е ° °

° ° юе °

° ° ° ° ° ql ° ° ° ее ° е- + ° е Е

° ° ° ° е ° ° ° ° е е ° ° ° ° е ° ° o °,° ° в ° ° °

° ° ° ° ° ° ° ° ° е ° ° е ° o oo ее ° ° ° ° °

° е ° Ф ° е ° ° ° ° g ° ° ° ° е ° е ° ° ° ° ее ° ° е ее ° . 4- е е ° е ° °

° ° ° ° ° ° Ф ° 1 ° е ° ее ° ° ° ° ° O ее е ° у ° е ° еiе ° ° ° O

° ° е еЕЪ ° O ° ° ° е ° ° ее

° ° е ее ° ° ° °

° ° ° ° ° ° ° Ф °

9 ° ° °

° ° ° ° °

° ее

° Е ° ° o \е jO ° ° ° ° ° ° ° ° е ° z $ °

° ° g ° ее ° ° ° ° ° ° ° ° е

° ° е ° ° ° ° ° ° ° ° ° е ° ° ° ° ° Г ев ° "е ° ° ° ° е ° ° °

"«

° е ° °

Ее

° ° е ° ° ° ° е ° ° е $ ° ° °

° ф Е ° O ° ЕеЕФЕ еЕ ° ° °

° ° е е ° ° ° 0t ° o

° е ° ° °

° ° е ° ° °

О.

° ° °

° °

° D

° ° )4ъ, ° °

° е oôôo е °

° ° O O °

° е

°, °

° ° Ю

° ее

° е

° е

OO g ° Е °

° ° ° ° е ° ° ° е ° ° ° °

° ° ° е ° ° е \ ° °

° г ее е е

° е ° ° °

° O ° °

V V

V

V

V и производяТ предварительный выпуск воды до понижения напора, не превышающего 10 м над подошвой водоносного пласта, установку фильтра ведут после бурения скважины с расположением его верхней кромки на высоте над подошвой водоносного пласта, равной высоте капиллярного поднятия, а выпуск из фильтра воды и мелкозернистых фракций грунта ведут при скорости входа воды в отверстия фильтра, определяемой по зависимости

a+b(cD + d)

Ч

F q где Ч . — скорость входа воды в отверстия фильтра, м/сут;

F — площадь наружной поверхности фильтра, мг; — скважность фильтра в долях единицы;

D — диаметр отверстий фильтра, .м а — коэффициент расхода, равный

1,05-1,35 (средний 1,2), мз/c>>, Ъ вЂ” коэффициент пропорциональности, равный 5,83-6,37 (средний 6,1), 1/сут, с - коэффициент размера равный

У

3,77 ° 10 -4,23 10 (средний

410),м, d — коэффициент раз мера, равный

1.78-2,02 (средний 1,9), м .

2, Способ по п. 1, о т л и г а ю15 шийся тем, что после прекращения выноса из фильтра мелкозернистых фракций грунта прекращают выпуск из фильтра воды, затем определяют напор воды и после подъема напора до ве20 личины, не превыгпающей 10 м, осуществляют дополнительно Выпуск из фильтра воды и мелкозернистых фракций грунта.

1368388

ФигЗ

Составитель М.Хасин

Редактор Н,Рогулич Техред M.Õoäàíè÷ Корректор H.Иуска

Заказ 200/26 Тираж 636 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4