Задачи и методика гидрогеологических наблюдений на действующих шахтах. Обводнение шахт при эксплуатации угольных месторождений является одной из главных трудностей при ведении горных работ. Борьба с обводнением может быть проведена правильно только в результате постоянных массовых наблюдений за режимом шахтных вод. При этом устанавливаются: зависимость притока от развития очистных работ и горных работ на глубину, роль опережения подготовительных работ, условия подработки рек и балок.
Методика работ. На основании геологических отзывов, паспортов и маркшейдерских данных устанавливаются условия разработки участка и шахты. При этом обязательно устанавливается мощность разрабатываемых угольных пластов, литологический состав вышележащей толщи и непосредственно подстилающих горизонтов, тектоника участка, абсолютная отметка устья ствола и нижних горизонтов разработки по шахте, примерная площадь выработанного пространства и состояние его, длина линии забоя, опережение очистных работ подготовительными, перспектива работ по шахте и др.
По литологическому составу пород, перекрывающих и подстилающих рабочий пласт, и имеющимся гидрогеологическим данным устанавливаются источники и причины обводнения отдельных выработок и уточняется характеристика притока.
По совокупности сведений и наблюдениям устанавливается и фиксируется в журнале наблюдений характер притоков, а именно: внезапность появления сосредоточенных притоков, продолжительность их действия, постепенный дренаж*, характер струй (восходящие, нисходящие, капеж, постепенное увеличение и др.).
Интенсивность общего притока по шахте устанавливается на основании учета времени работы и производительности водоотливных установок шахты; путем применения водомера на водоотливных установках; путем откачек воды из общей помойницы; восстановлением уровня воды по притоку после остановки насоса. Для этого на определенном участке помойницы производят замер объема, подлежащего заполнению водой, и засекают время начала и конца заполнения данного объема. Расчет притока воды производят путем деления объема на время заполнения.
|
|
Основными показателями количественной характеристики притока воды должны быть замеры притоков при помощи водосливов на отдельных выработках и на общем водотоке. Установка водосливов и замер расходов производятся соответственно по существующим правилам.
Для установления качественной характеристики шахтных вод производят отбор проб воды для полного химического анализа в количестве 2 л из сосредоточенных притоков определенных водоносных горизонтов в общей помойнице шахты. На пробе воды отмечают время отбора, номер шахты, место отбора и фамилию исполнителя.
Задачи и методика гидрогеологических наблюдений на шахтах-новостройках. Гидрогеологические наблюдения, проводимые на шахтах-новостройках, имеют целью установить режим отдельных водоносных горизонтов. К основным показателям режима вод для облегчения задач проектирующих и строительных организаций относятся следующие: а) наличие или отсутствие водоносных горизонтов, б) характер притока (внезапность, дренаж, сосредоточенность, ориентировка струй и др.), в) интенсивность притоков по горизонтам в единицу времени, г) качественная характеристика вод по отдельным горизонтам, д) характер трещиноватости.
|
|
В результате массовых наблюдений, обработки и обобщений можно установить закономерность в режиме вод.
Для проведения комплекса гидрогеологических работ при проходке шахты выделяется специальный наблюдатель. Он должен иметь проектный гидрогеологический разрез проходимого ствола с гидрогеологической характеристикой горизонтов. В процессе проходки наблюдатель фиксирует появление притоков воды и устанавливает водоносный горизонт, к которому приурочен данный приток. В итоге наблюдений водоносный горизонт должен быть охарактеризован по следующим показателям; характер кровли и почвы; мощность водоносного горизонта; диалогический состав и строение; водоносность по зонам и др. Установление водоносных горизонтов документируется в специальном журнале. Установление интенсивности притока по каждому водоносному горизонту при проходке ствола и качественной характеристики подземных вод производится так же, как изложено выше.
Все пробы должны отбираться только из отдельных водоносных горизонтов. Все отобранные пробы фиксируются в журнале наблюдений с указанием водоносных горизонтов.
В задачу геологической службы при эксплуатации обводненных месторождений входит наблюдение за правильным и своевременным выполнением разработанных мероприятий по осушению с осуществлением дополнительных осушительных мероприятий, необходимых по ходу работ. При наблюдениях за работой дренажных устройств и режимом подземных вод геологическая служба должна своевременно вносить необходимые коррективы в проект осушения на основе соответствующих расчетов. Для каждой дренажной выработки и гидронаблюдательной скважины ведется соответствующий журнал. К журналам прилагаются графики режимов.
|
|
Таблица 8
Основные гидрогеологические факторы, осложняющие проведение
горных работ
| Инженерно-геологическая характеристика разреза | Инженерно-геологические классы | |||
| особо сложные А | сложные Б | средней сложности В | простые | |
| Плывучие пески мощностью более 5 м, непосредственно вмещающие угольные пласты; плывуны мощностью более 10 м, в зоне деформации надугольной толщи; плывуны полугольной толщи на расстоянии, не превышающем 4 м от почвы выработок, при гидростатическом напоре более 20 м; пучащие породы, непосредственно вмещающие рабочий пласт угля Плывунные пески мощностью до 10 м в зоне деформации надугольной толщи на расстоянии, не превышающем 4 м от почвы рабочего пласта, при гидростатических напорах менее 20 м; пучащие породы в пределах зоны деформации: а) мощность более трехкратной мощности рабочего пласта угля, отделенные от последнего выдержанной пачкой устойчивых пород, б) при гидростатических напорах над рабочим пластом свыше 75 м. Глинистые гидрофильные или песчано-углистые породы, не контактирующие с рабочим пластом угля, но в пределах зоны деформации подугольной толщи при гидростатических напорах над рабочим пластом менее 75 м; обводненные тектонические или карстовые зоны в разрезе полносцементированных пород с гидростатическими напорами над рабочим пластом более 50 м, а также подземные воды в жидкой фазе в области распространения многолетней мерзлоты. Обводненные тектонические или карстовые зоны в разрезе плотно-сцементнрованных пород с гидростатическим напором над рабочим пластом не менее 50 м, а также если разрез представлен устойчивыми скальными или песчаноглиннстыми породами независимо от гидростатических напоров или любыми породами в зоне сплошной мерзлоты |
| Гидрогеологические типы месторождений (районов) | Подтипы обводненных шахтных полей | Инженерно-геологические классы | ||||||
| Весьма обводненность | обводненные | умеренно обводненные | Слабо обводненные и практически безводные | особо сложные | сложные | средней сложности | простые | |
| Тип I. Приуроченные к дислоцированному скальному комплексу пород (Донбасс, Кузбасс, Караганда, Восточно-Ферганский бассейн, Кок-Лигакское Байсунское и другие месторождения) Тип П. Приуроченные к глинисто-песчаному комплексу слабоводоносных пород в спокойных тектонических условиях (Восточно-Уральский буроугольный бассейн, Кызыл-Кийское, Ахалцихское и другие буроугольные месторождения) Тип Ш. Приуроченные к песчано-глинистому комплексу водоносных пород в слабодислоцированных районах с основным напорным подугольным горизонтом (Подмосковный бассейн, Украинские буроугольные месторождения и др.) Тип IV. Приуроченные к карстующимся породам (Кизеловский бассейн, Гдовское месторождение сланцев) Тип V. Перекрытые с поверхности обильно водоносными аллювиальными и трещиноватыми породами (Ангренское месторождение, месторождение в долинах рек Томи и Ини в Кузбассе, участки под «горелыми» породами и др.) Тип VI. Связанные с мощным надпродуктивным водоносным комплексом песчаных пород (Лен-герское, Кушмурунское, Черновское и другие месторождений) Тип VII. В области распространения сплошной многолетней мерзлоты (Печорский, Таймырский угольные бассейны и др.) | + + | + + | + + + + | + + | + + + | + + + | + + + | + + |
Инженерно-геологическое изучение месторождения. Инженерная геология изучает горные породы и массивы горных пород как основания сооружений и среду производства инженерных работ. Качество пород массивов, определенное для инженерных целей, устанавливается путем изучения вещественного состава, строения, условий залегания, физико-геологического состояния (выветрелости, трещиноватости, закарстованности и др.), водно-физических и деформационных свойств и поведения горных пород в отсеках, под сооружениями, в горных выработках и др.
Для инженерно-геологической оценки массивов горных пород особое значение приобретает картирование трещин различного происхождения и характера, наиболее слабых пород, породных прослойков, тектонических и стратиграфических контактов, а также изучение сил внутреннего трения и сцепления.
Изучение пород и массивов необходимо для прогноза многочисленных инженерно-геологических, в том числе горно-геологических явлений, возникающих под влиянием строительных работ и эксплуатационных сооружений.
Основные инженерно-геологические факторы, осложняющие проведение горных работ, положены в основу инженерно-геологической классификации шахтных полей. В зависимости от преобладания одного или нескольких факторов поле относится к соответствующему классу, отмеченному в табл. 8 знаком (+).
В зависимости от инженерно-геологических особенностей горных пород, слагающих угленосные толщи, угольные месторождения расклассифицированы на гидрогеологические типы.
При открытых разработках в задачи геологической службы входит изучение устойчивости откосов. При наблюдении за откосами необходимо фиксировать все горно-геологические явления и гидрогеологическую обстановку (оплывание, оползни, положение фильтрационных вод в откосах, расходы воды и пр.), возникающие в период работ. Все наблюдения сопровождаются рисунками и фотоснимками. На открытых работах ведется специальный инженерно-геологический журнал, в котором приводятся осуществляемые мероприятия по осушению и данные о горно-геологических явлениях.