способ защиты почвы земли от загрязнения шахтной водой

Формула изобретения

Способ защиты почвы земли от загрязнения шахтной водой, включающий бурение рядов скважин рыхления в породах почвы выработок, сбор воды в разрыхлительной почве, отличающийся тем, что скважины рыхления бурят из выработок оконтуривающих выемочное поле и из лавы в части выработки, не охваченной скважинами из оконтуривающих выемочное поле выработок, при этом угол наклона скважин принимают равным углу опускания или сползания пород, расстояние между рядами скважин поперек лавы равном суточному продвиганию лавы, расстояние между скважинами вдоль лавы равным 1,8 радиуса ее действия, а длину скважин - соответствующей расчетному возможному объему резервуара, в водоотливной канаве нижней откаточной выработки устанавливают окно, с помощью которого регулируют поток воды, вытекающий из выработанного пространства к водосборнику шахты, для откачки на поверхность.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной добыче угля и охране окружающей среды при этом.

Известен способ защиты почвы земли от загрязнения шахтной водой, заключающийся в ее сборе по выработкам шахты в водоотливные канавки и откачке шахтной воды на поверхность земли по стволу [1]. Недостатком способа является отсутствие активного сбора шахтной воды в выработанном пространстве, где ее образуется больше всего и она по микротрещинам попадает в почву земли, загрязняя ее.

Наиболее близким техническим решением способа является способ защиты почвы путем сбора шахтной воды в скважинах рыхления, пробуренных в породах почвы выработки [2] . Недостатком способа является отсутствие защиты почвы земли от проникновения шахтной воды по трещинам, так как вода из выработанного пространства просто захоранивается.

Сущность изобретения состоит в том, что скважины рыхления пород почвы пласта бурят из лавы и из оконтуривающих выемочное поле выработок, при этом угол наклона скважин равен углу опускания или сползания пород, длина скважин соответствует возможному расчетному объему резервуара, расстояние между скважинами вдоль лавы равно 1,8 радиуса ее действия, между рядами скважин поперек лавы равно суточному подвиганию лавы, а в водоотливной канаве нижней откаточной выработки устанавливают окно, с помощью которого регулируют поток воды, вытекающей из выработанного пространства к водосборнику шахты.

Бурение скважин рыхления определенной длины из лавы в части площади выработанного пространства вместе со скважинами из оконтуривающих выемочное поле выработок создает эффект наличия резервуара в выработанном пространстве, который наполняется большим количеством, чем без рыхления шахтной воды. Угол наклона скважины, равный углу сползания пород, повышает устойчивость резервуара. Расстояние между рядами скважин вдоль лавы, равное суточному подвиганию лавы, связано с тем, что бурение скважин идет в зоне, разгруженной от опорного давления.

Выбор расстояния между скважинами, равного 1,8 радиуса ее действия, обусловлен тем, что в этом случае зоны действия двух скважин перекрываются на площади 0,2 радиуса скважины. В других случаях перекрытия зон не будет или скважины будут пробурены часто, что экономически невыгодно. Наличие окна в водоотливной канавке позволяет сделать поток излишней воды равномерным.

В результате создается такое водопонижение в порах, которое осушает породы над выработанным пространством, а также позволяет закрываться отдельным микротрещинам в породах за счет дополнительного их сжатия.

Предложение поясняется следующими чертежами. На фиг. 1 показан план выемочного поля, на фиг. 2 - поперечное сечение посредине лавы, I-I, на фиг. 3 - поперечное сечение нижнего откаточного штрека, II-II.

Способ осуществляется следующим образом.

Из выработок 1 и 2 за лавой бурят скважины рыхления 3 и 4 под углом, равным углу сползания пород, и длиной, соответствующей возможному объему резервуара. Одновременно из лавы 5 бурят скважины рыхления 6. Ряды скважин друг от друга находятся на расстоянии 1, равном суточному подвиганию лавы 7.

Вода из вышележащих пород собирается в разрыхленной почве, резервуаре 8 на всей площади выработанного пространства. По мере наполнения ее излишки поступают в водоотливную канаву 9 откаточной выработки. Равномерность потока излишней воды регулируется с помощью окна 10, установленного в канавке, что впереди лавы /сечение II-II/.

Источники информации:

1. Шевяков Л. Д., Бредихин А.Н. Шахтный водоотлив. - М.: Углетехиздат, 1960.

2. Беляев Е. В. Геометрические преобразования и охрана подрабатываемых территорий. - М.: Наука, 1988. - 191 с.