Осушение карьерного поля участка
На разрезе принят поверхностный способ осушения с помощью карьерного водоотлива.
На карьерный водоотлив поступают подземные и поверхностные сточные воды.
Подземные воды на участке дренируются непосредственно бортами горных работ, стекают по уступам и поступают в зумпф №1, расположенный на нижних отметках участка горных работ. По мере развития горных работ местоположение зумпфа №1 меняется.
Подземных и поверхностные воды из разрезных траншей, появляющихся по мере вскрытия и отработки угольных пластов, поступают в зумпф №2, далее водоприток поступает в зумпф №1 самотеком.
Притоки подземных и поверхностных сточных вод определены на сдачу разреза в эксплуатацию и на период стабильной работы разреза.
Приток поверхностных сточных вод определен в соответствии с СП 103.13330.2011 «СНиП 2.06.14-85 Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод» и «Пособию по проектированию защиты горных выработок от подземных и поверхностных вод и водопонижение при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений» по формуле:
Q = 10 × K × ymt × H × F, м3/сутки,
где: К - коэффициент, учитывающий неравномерность выпадения осадков по площади, равен 1;
ymt - коэффициент суточного стока;
Н - слой суточных осадков при периоде его однократного превышения, мм;
F - площадь водосбора, га;
Q - суточный приток дождевых вод, м3/сутки.
Результаты расчетов по определению поверхностного стока приведены в табл. 3-79.
Таблица 3-79
| Наимено-вание | Площадь водосбора разреза, F, га | Площадь водосбора рельефа и отвала, F, га | Средний коэффиц. суточного стока, Ymt | Слой суточных осадков при однократном превышении, Нр, мм | Суточный приток дождевых вод, Qр, м3/сут. | ||
| Н0,33 | Н5 | Q0,33 | Q5 | ||||
| Сдача разреза в эксплуатацию | |||||||
| Зумпф №1 | 28,7 | 538,5 | 0,10 | 15,36 | 8712,2 | 18150,4 | |
| Период стабильной работы разреза | |||||||
| Зумпф №1 | 242,8 | 324,4 | 0,09 | 15,36 | 7841,0 | 16335,4 | |
| Зумпф №2* | 43,6 | 110,7 | 0,10 | 15,36 | 2370,0 | 4937,6 |
*- зумпф №2 является перекачным, сбор воды осуществляется в зумпфе №1.
Годовое количество дождевых и талых вод с площади разреза и прилегающей к нему поверхности определяется по формуле:
Wт= 10 ∙ h т ∙ F ∙ jт,
Wд= 10 ∙ h д ∙ F ∙ j mt,
где: hт = 101 мм – слой осадков, мм, за холодный период года;
hд = 321 мм – слой осадков, мм, за теплый период года;
jт – коэффициент стока для талых вод, jт =0,6;
jmt - коэффициент стока для дождевых вод (табл. 3-79).
Результаты расчета приведены в табл. 3-80.
Таблица 3-80
| Наимено-вание | Площадь водосбора разреза, F, га | Площадь водосбора рельефа и отвала, F, га | Годовой объем поверхностного стока | ||
| дождевые, тыс. м3 | талые, тыс. м3 | итого, тыс. м3 | |||
| Сдача разреза в эксплуатацию | |||||
| Зумпф №1 | 28,7 | 538,5 | 182,1 | 343,7 | 525,8 |
| Период стабильной работы разреза | |||||
| Зумпф №1 | 242,8 | 324,4 | 163,9 | 343,7 | 507,6 |
На площади участка недр сложились следующие граничные гидрогеологические условия (рис. 3.45):
- в интервале глубин +250 ÷ +170 м - это напорно-безнапорный пласт в зоне активного водообмена, где один контур с постоянным напором (реки), другой – непроницаемый (на границе с разрезом «Н»);
- в интервале глубин +170 ÷ ±0 м (до проектной глубины разреза) это напорный полуограниченный водоносный пласт слабо обводненных пород в зоне затухающей трещиноватости с затрудненным водообменом, ограниченный непроницаемым контуром (разрез «Н»).
При отработке угля в слабо обводненных породах в зоне затухающей трещиноватости в условиях дренирующего влияния разреза «Н» водопритоки будут несущественными.
В основном, водопритоки в разрез будут происходить за счет вод зоны активного водообмена, контуром дренажной системы («большого колодца») будет являться контур дна разреза на глубине подошвы зоны интенсивной трещиноватости 110 м (+170 м абс).
В условиях безнапорного пласта-угла, где один контур – с постоянным напором, другой – непроницаемый, расчет водопритоков производится по формуле:
где - Lр=L+∆L
Исходные данные для расчетов приняты на основании «Отчета по результатам геологоразведочных работ на участке недр и каменноугольных месторождений» (Геологическое строение и подсчет запасов каменного угля по состоянию на 01.01.2013 г.)
Расчет притоков подземных вод на период сдачу в эксплуатацию и период стабильной работы разреза приведен в таблице 3-81.
Таблица 3-81
| Усл. обо-знач. | Гидрогеологические параметры | Единица измерения | Значения | |
| на сдачу в эксплуата- цию | на период стабильной работы | |||
| Н | Мощность безнапорной обводненной зоны | м | ||
| h0 | Величина остаточного столба воды в безнапорном горизонте | м | ||
| К | Коэффициент фильтрации | м/сут | 0,57 | 0,57 |
| F | Площадь контура дренажа (100×200 м) | м2 | ||
| r0 | Приведенный радиус выработки, 
| м | ||
| Lк | Расстояние от центра выработки до непроницаемой границы* | м |
| L | Расстояние от центра выработки до р. Кыргай* | м | ||
| ∆L | Русловое сопротивление реки | м | ||
| Qсут | Ожидаемый приток | м3/сут | ||
| Qчас | Ожидаемый приток | м3/час | ||
| Qчас | зумпф №1 | м3/час | ||
| Qчас | зумпф №2** | м3/час |
* - расстояния до гидрогеологических границ и площадь контура дренажа определялись по положениям горных работ;
** - зумпф №2 является перекачным, сбор воды осуществляется в зумпфе №1.
Притоки подземных и поверхностных сточных вод, поступающие на карьерный водоотлив разреза, приведены в табл. 3-82.
Таблица 3-82
| Объемы воды, поступающие на карьерный водоотлив, м3/сут. | ||||||
| № зумпфов | подземные | поверхностные | нормальный | максимальный | ||
| Сдача разреза в эксплуатацию | ||||||
| Зумпф №1 | 614,0 | 8712,2 | 614,0 | 9326,2 | ||
| Период стабильной работы разреза | ||||||
| Зумпф №1 | 6400,0 | 7841,0 | 6400,0 | 14241,0 | ||
| Зумпф №2 | 1680,0 | 2370,0 | 1680,0 | 4050,0 | ||
Карьерный водоотлив
Настоящей проектной документацией, для выдачи подземных и поверхностных сточных вод с поля разреза, предусматривается оборудование разреза водоотливными установками у зумпфа №1, устраиваемого в низших точках отрабатываемых горизонтов.
По мере отработки запасов угля и углубки разреза, местоположение зумпфа №1 изменяется.
На сдачу разреза в эксплуатацию на гор. +230 м предусматривается установка двух углесосов типа У450-120 (1 рабочий + 1 резервный), которые обеспечат откачку водопритоков при переносе зумпфа №1 до гор.+180 м.
Прогнозируемый среднегодовой водоприток в зумпф №1 водоотливной установки У450-120:
- нормальный, приток подземных вод – 81 м3/час;
- максимальный, с учётом притока поверхностных вод – 444 м3/час.
С началом горных работ на гор.+170 м предусматривается оборудование зумпфа №1 двумя углесосами типа 12У6 (1 рабочий + 1 резервный), работа которых продолжается до понижения отметки зумпфа до гор.+130 м.
Прогнозируемый среднегодовой водоприток в зумпф №1 водоотливной установки 12У6:
- нормальный, приток подземных вод – 215 м3/час;
- максимальный, с учётом притока поверхностных вод – 541,71 м3/час.
С началом горных работ на гор.+120 м предусматривается оборудование зумпфа №1 двумя углесосами типа 14УВ6 (1 рабочий + 1 резервный), которые обеспечат откачку водопритоков при понижении отметки зумпфа до гор. ±0 м.
Прогнозируемый среднегодовой водоприток в зумпф №1 водоотливной установки 14УВ6:
- нормальный, приток подземных вод – 267 м3/час;
- максимальный, с учётом притока поверхностных вод – 593 м3/час.
Кроме того, для сбора подземных и поверхностных вод из разрезных траншей, появляющихся по мере вскрытия и отработки угольных пластов, предусматривается создание передвижной участковой водоотливной установки у зумпфа №2 с двумя насосами типа Д200-36б (1 рабочий + 1 резервный), выдающими водоприток за пределы траншеи, далее водоприток поступает в зумпф №1 самотеком. Глубина разрезных траншей составит не более 10 метров, расчет водоотливной установки выполнен на наибольшие притоки:
- нормальный, приток подземных вод – 70 м3/час;
- максимальный, с учётом притока поверхностных вод – 168,75 м3/час.
Допускается использование других типов насосных агрегатов, удовлетворяющих расчётным параметрам водоотливных установок и обеспечивающих выдачу максимальных водопритоков с поля разреза.
Расчёт и выбор водоотливных установок выполнен в соответствии с требованиями СП 103.13330.2011, «Единых правил безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом», и «Пособия по проектированию защиты горных выработок от подземных и поверхностных вод и водопонижения при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений (к СНиП 2.06.14-85 и СНиП 2.02.01-83)».
Производительность рабочих насосов главной водоотливной установки у зумпфа №1 принята с условием обеспечения откачки максимально ожидаемого суточного притока воды за 20 часов, в соответствии требованием п. 539 ПБ 05-619-03.
Напорные трубопроводы, прокладываемые по полю разреза, приняты по ГОСТ 10704-91.
Исходные данные для расчёта водоотливных установок и результаты расчётов по периодам отработки приведены в таблицах 3-83 и 3-84. Принципиальная гидравлическая схема главной водоотливной установки у зумпфа №1 приведена на рисунке 3.46.
Таблица 3-83