Метод фільтраційних опорів)

Спрощення методики розрахунків дренажів пов'язане із використанням методу фільтраційних опорів (еквівалентного переходу), який дозволяє недосконалі свердловини і дрени уявити у вигляді еквівалентних досконалих, а системи свердловин - у вигляді еквівалентних досконалих траншей І навпаки. Застосування еквівалентного переходу дозволяє зменшити мірність задачі, у зв'язку з чим виникає можливість широкого використання залежностей, отриманих для досконалих траншей.

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ №6

Тема: Визначення водопритоків у виробки із застосуванням методу еквівалентного переходу від недосконалих границь у досконалу границю (метод фільтраційних опорів).

Метод фільтраційних опорів (метод еквівалентної заміни) дозволяє

недосконалі свердловини і дрени уявити у вигляді еквівалентних досконалих, а системи свердловину вигляді еквівалентних досконалих траншей і навпаки.

Для переходу від ряду досконалих свердловин у досконалу траншею застосовуються такі формули [2]:

однорідний напірний потік:

(28)

однорідний безнапірний потік:

(29)

горизонтально-шаруватий потік

(30):

де, Q_c=q×σ

q − питома витрата досконалої траншеї;

Н_д − рівень при напірному режимі в досконалій дрені;

Н_с − рівень в системі досконалих свердловин при напірному режимі;

h_д − рівень в досконалій дрені при безнапірному режимі;

h_c − рівень в системі досконалих свердловин при безнапірному

режимі;

Т − коефіцієнт водопровідності, м²/добa;

G – функція Гірінського;

σ − відстань між свердловинами;

d_с - діаметр свердловин.

Величини Н_д, Н_с приблизно відповідають середнім на лінії свердловин. Розглянемо наступну задачу на практичне застосування цього методу.

Задача 6. Розрахунок системи осушення проектованого кар’єру.

Умова. Для кар'єру проектного кар’єру, довжиною 700м (рис, 8) запропонувати систему осушення та виконати її розрахунок. Система повинна забезпечити положення рівня підземних вод, вказане пунктиром (рис. 9).

Рис. 8. Схема розташування кар’єру.

Рис. 9. Схеми розташування біля кар'єру проектних свердловин (у розрізі) для захисту кар’єру.

Осушення може бути досягнуто за рахунок ряду свердловин, розташованих по периметру кар'єра. Розрахунок робимо тільки для рядів, що захищають кар'єр з боку річок, при цьому ряди вважаємо нескінченої довжини.

Використовуємо метод еквівалентної заміни. Якщо виконувати розрахунок для рядів по всьому периметру кар’єру, необхідне математичне моделювання. Відмітка 86,8 м у даному випадку забезпечить необхідний рівень підземних вод під кар'єром.

2. Виконуємо розрахунок за формулами усталеної фільтрації для рядів свердловин, як для досконалих траншей [1].

3. Припускаємо, що діаметр свердловин - 0,3 м, а відстань σ між ними

100 м. Тоді в рядах 1 і 2 необхідно встановити по 7 свердловин (згідно з умовою задачі).

При цьому питома витрати потоку визначається по такій залежності:

(31)

де,

K – коефіцієнт фільтрації м/доба;

L – відстань між річкою та кар’єром

Загальну витрату (водопритік) до ряду свердловин виконуємо по формулі:

(32)

Визначаємо положення рівня ґрунтових вод по залежності, що отримана з формули (29):

(33)

Абсолютна відмітка положення рівня в свердловинах, що повинен підтримуватись в процесі розробки кар’єру визначаємо окремо для кожного ряду свердловин.

Н₁=h_c+82,5.

Н₂=h_c+82,5

Робимо висновок

Наприклад. Для захисту кар’єру з боку річок необхідно створити два ряди свердловин по 7 свердловин у кожному ряді, глибиною до абсолютної відмітки 82,5м, діаметром 0,3 м й відстанню між свердловинами 100 м.

Ряді 1:

Q₁ =__,__ м³/доба, Н₁ = ___,__ м.

Ряд 2:

Q₂ = __,_ м³/доба, Н₂= ___,__ м.