Разведка и геолого-промышленная оценка угольных месторождений - Миронов К.В.
Скачать (прямая ссылка):
Гидрогеологические условия угольных месторождений характеризуются большим разнообразием, зависящим от физико-географических особенностей районов их нахождения (климата, рельефа, гидрологии), специфики геологического строения и собственно гидрогеологических факторов. Наиболее важными из последних являются: характер и степень водоносности пород, количество и мощность водоносных горизонтов, их фильтрационные свойства, условия питания, величины гидростатического и гидродинамического давления на кровлю и почву угольных пластов, степень их изоляции водоупорными слоями, химический состав вод (коррозионные свойства).
Совокупность физико-географических, геологических и гидрогеологических особенностей определяет выбор способов проходки вскрывающих месторождение выработок, систем и порядка отработки, способов управления кровлей, осуществление дренажно-осушительных и защитных мероприятий.
В подавляющем большинстве случаев при строительстве угольных шахт и разрезов и при ведении эксплуатационных работ проводятся осушительные мероприятия для обеспечения устойчивости подготовительных и очистных выработок, борьбы с большими притоками воды, предотвращению прорывов вод. Осуществляются три способа осушения.
1) поверхностный — путем заложения с поверхности земли или уступов карьеров водопонижающих, водопоглощающих и разгрузочных скважин, дренажных траншей, иглофильтровых установок, горизонтальных скважин и т. п.;
2) подземный — при помощи дренажных горных выработок с восстающими, горизонтальными самоизливающими скважинами, сквозными фильтрами и трубчатыми колодцами;
3) комбинированный, сочетающий указанные выше способы; вначале производятся мероприятия по предварительному осушению с поверхности, затем — из подземных выработок.
4*
51
Выбор способа осушения определяется природными геологическими, гидрогеологическими и инженерно-геологическими условиями месторождения, условиями вскрытия и отработки месторождения и экономическими показателями.
Гидрогеологические особенности угольных бассейнов и месторождений и их влияние на ведение горных работ, методы расчета возможных водоприто-ков и выбора способов осушения детально рассмотрены во многих специализированных работах и здесь не приводятся.
Особо следует выделить некоторые принципиальные особенности гидрогеологических и инженерно-геологических условий в районах распространения многолетней мерзлоты.
Площадь распространения многолетнемерзлых пород составляет почти половину территории Советского Союза, захватывая северные и восточные (примерно от долготы г. Красноярска) районы и высокогорные области горных систем на юге страны. На этой территории находятся: Печорский, Таймырский, Ленский, Зырянский, Южно-Якутский бассейны, значительная часть Тунгусского бассейна, месторождений Забайкалья и северо-восточных районов СССР.
Основной особенностью районов развития многолетней мерзлоты является наличие практически водонепроницаемой толщи мерзлых пород мощностью от нескольких метров в области южной границы их распространения до нескольких сотен метров в северных районах. Мерзлая зона в различной степени пронизана талыми водоносными слоями. Региональные талики приурочены к крупным водотокам, поверхностным водоемам, зонам тектонических нарушений. Выделяются надмерзлотные, межмерзлотные и подмер злотные воды, находящиеся во взаимосвязи, но различающиеся режимом, условиями питания и существования.
Режим надмерзлотных вод, находящихся в зоне сезонного протаивания, питание которых происходит в основном за счет атмосферных осадков, талых и поверхностных вод, зависит от времени года. Межмерзлотные воды движутся между промороженными породами. Основой длительного их существования является связь с источниками питания и постоянное движение. Подмерзлотные воды, заключенные в трещинах и порах пород ниже слоя многолетней мерзлоты, как правило, напорные. Наибольшее отрицательное влияние на проходку горных выработок оказывают межмерзлотные воды и воды региональных таликов. В мерзлых породах водопритоки практически отсутствуют. В шахтных стволах и карьерах существенное влияние на притоки оказывают надмерзлотные воды.
Устойчивость мерзлых пород зависит от их льдистости, температуры, наличия и водоносности таликов, состава и строения пород. Проходка стволов осложняется оттаиванием пород за счет положительной температуры воздуха и особенно при пересечении слоев талых пород, содержащих грунтовые воды.
Основным видом деформации мерзлых пород в карьерах и подземных выработках является оплывание и обрушение их при оттаивании, при поступлении поверхностных вод по трещинам, образующимся при взрывных работах. Просачивание надмерзлотных и межмерзлотных вод может привести к возрастаниям водопритоков до катастрофических величин. Обводненность резко возрастает при выходе выработок на участки, где развиты подмерзлотные воды.
Прочие горно-геологические условия. Особо сложные условия разработки возникают на месторождениях, находящихся в горных районах со сложно пересеченным рельефом. При определенных условиях здесь могут возникать оползни естественных склонов, активизирующихся при нарушении равновесия земля-
