Тема 4. Визначення водопритоків до відкритих гірських виробок в умовах розробки

В результаті вивчення теоретичної частини цієї теми потрібно мати уявлення про заходи боротьби з підземними і поверхневими водами, вміти визначати водопритоки до відкритих виробок як в умовах нерухомості їх бортів, так і при їх зміщенні. Як приклад подібних розрахунків розглянемо наступну задачу.

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ №4.

Задача 4. Визначення водопритоків до робочого борта кар'єру з урахуванням швидкості переміщення борта.

Умова. Визначити питомий приток (на 1 погонний метр відкосу) до робочого борта кар'єру, з врахуванням швидкості переміщення його борту (у).

Вихідні дані:

коефіцієнт фільтрації к=3 м/доба;

коефіцієнт рівнепровідності а=60 м²/доба;

h₁=3м; h₂=0; v=0.3 м/доба;

L=500м;

t =100 діб.

Коефіцієнт рівнепровідності − величина, що характеризує швидкість передачі напору та зміни рівня підземних вод з вільною поверхнею.

Рис. 6. Схема робочого борта кар'єра

Виходимо з припущення про повільний рух борту з постійною швидкістю у. Для цього використовуємо формулу [(1), розд. З, с. 75; (4), с. 25.]

(21)

де l₀ - поправочний коефіцієнт: l₀ = f(t₀)

Графік: l₀ = f(t₀) знаходимо у "Руководство по дренированию карьерных полей", ч. З, с. 75

(22)

Формула (21) справедлива, якщо:

(23)

де

L - початкова відстань від борту до області живлення.

Порядок обчислення:

1) Обчислюємо t₀.

2) Обчислюємо l₀.

По графіку l₀ = f(t₀) (для спрощення розрахунків у всіх варіантах даної задачі значення V величина стала, а значення l₀ є незміненим та складає 0,55).

3)Обчислюємо критерій для меж застосування по формулі (23).

4)Обчислюємо питомий водоприток.

Питання і завдання для самоконтролю:

1.Чим визначається поправочний коефіцієнт при визначенні водопритоку кар'єр з уповільненим рухом його борту?

2.Наведіть основні залежності для визначення водопритоків до відкритих виробок.

3.Чи завжди потрібно враховувати швидкість пересування борту кар'єру при визначенні водопритоків?

Рекомендована література: (10)-ч. З, с. 76-79.

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ №5

Задача 5. Визначення "критичних" водопритоків та довжини «язику опливання» борта кар'єра.

Визначити величину" критичного" водопритоку при допустимій величині язику опливання борта кар’єру, що дорівнює 9м. Половинний діаметр часток породи d₅₀ = 0,05см, кут закладання борту кар'єру ρ=30°. Кар’єр − досконалий, незатоплений. К = 0,5 м/доба.

Під "критичним" водопритоком розуміють таку величину притоку на 1 погонний метр довжини фронту робіт, якій відповідають масштаби фільтраційних деформацій, гранично допустимі для даного типу гірничого обладнання і виробленої схеми відробки уступів.

Задача вирішується методом підбору.

Задаючи величину q₀, визначаємо довжину язику опливання. Отримане при L=9м значення q₀ і буде «критичним» водопритоком до кар’єру

Розрахунок ведеться по формулам (10, ч. 1, с. 163):

(24)

L − довжина язику опливання;

h_в − довжина «ділянки височування»;

І_с − середній ухил зони опливання.

(25)

де ρ − кут закладання борту кар'єра;

χ − визначається по графіку (10. ч. І, с. і 63);

Рис. 7. Графік залежності χ=f(λ)

Довжина «ділянки височування» − h_в визначається по формулі:

(26)

де m − величина умовного закладання відкосу виробки (m >1):

(27)

Методом підбору визначаємо по критичному язику опливання критичний дебіт.

Примітка, При розрахунках водопритоків в ряді випадків доводиться вирішувати питання про надійність водотривів, що відокремлюють гірничі виробки від напірних водоносних горизонтів, з метою попередження проривів води або пливуну. З основами цих розрахунків необхідно ознайомитися в "Справочном руководстве гидрогеолога "[13].

Питання для самоконтролю:

1.Що таке "критичний приток"?

2.Які існують засоби боротьби з підземними водами мри відкритих

розробках родовищ?

3.Що обумовлює величину язику опливання?

Рекомендована література:

(8)-с. 21-42; (14) - ч. 1, с. 6-51; 162-163.