Перспективы и пути совершенствования искусственного водопонижения

Разработка все большего числа месторождений полезных ископаемых со сложными гидрогеологическими условиями, увеличение скоростей продвижения фронта вскрышных и добычных работ в карьерах и нагрузок на уступы карьера повышают требования к осушительным мероприятиям, обеспечивающим устойчивость бортов карьера и высокую производительность труда.

При выборе способа осушения следует учитывать геологическое строение и гидрогеологические условия месторождений, сроки строительства карьера и способы вскрытия и отработки полезного ископаемого. Все это определяет стоимость осушительных работ.

Значительные затраты на осушение карьеров, достигающие на сложных месторождениях 20% капиталовложений на строительство и эксплуатационных расходов, вызывают необходимость совершенствования способов и систем осушения.

В благоприятных гидрогеологических условиях надо стремиться применять наиболее экономичные и простые схемы поверхностного осушения в виде дренажных траншей, коротких рядов водопонижающих скважин, горизонтальных дренажных скважин в откосах и т. д. Применение наиболее дорогих подземного и комбинированного способов осушения должно быть строго обосновано (особенно последних).

Надо стремиться, где это возможно, использовать осушение с поверхности, совершенствуя технологию бурения водопонижающих скважин разной глубины, перехода на бурение большим диаметром и с обратной промывкой. Необходимо применять фильтры заводского изготовления, наладить выпуск наиболее совершенных износоустойчивых насосов с погружными электродвигателями, регулируемыми по производительности, для откачки из скважин различной глубины (включая глубины 600–1000 м), а также автоматизировать управление работой насосов водопонижающих скважин. Весьма перспективно создание установок для горизонтального бурения, особенно горизонтальных (лучевых) дрен из скважин большого диаметра (до 900 мм).

Следует шире внедрять в практику способы интенсификации водоотбора из вертикальных и горизонтальных дренажных скважин путем вакуумирования и нагнетания воздуха в осушаемый пласт, электроосмоса, особенно при осушении слабопроницаемых песков и пласта полезного ископаемого. Для повышения производительности скважины в песках надо применять свабирование, принудительный размыв водой и заполнение образовавшихся полостей гравием, создание дренажных каверн. В скальных породах для интенсификации работы дренажных устройств следует проводить гидравлический разрыв пласта, торпедирование и прострел скважин, а в карбонатных — солянокислотную обработку скважин.

Необходимо начать использование многозабойных водопонижающих скважин (лучевых водозаборов) с несколькими лучами дренажных скважин, пробуренных горизонтально или наклонно вниз из основного вертикального ствола.

При проектировании осушительных мероприятий следует широко применять методы моделирования на электронных вычислительных машинах.