На выбор способа осушения и частоты расположения дренажных сооружений влияют
Исходя из этих показателей и степени обводненности месторождений установлены четыре категории сложности условий осушения: простые, средней сложности, сложные и очень сложные.
Простыми условиями осушения отличаются месторождения, сложенные устойчивыми некарстующимися скальными и
В районах с длительной и суровой зимой (Урал, Сибирь) при подтоплении подземными водами забоя карьера возникают наледи, обмерзают железнодорожные пути и смерзаются разрабатываемые породы, что усложняет работу экскаваторов и снижает их производительность. В этих районах и на месторождениях, сложенных устойчивыми породами, для осушения следует использовать редкую сеть дренажных установок, так как откачка в одном пункте позволяет осушить значительную площадь скальных пород. Наиболее эффективный способ осушения в таких условиях — заложение небольшого числа водопонижающих скважин. Он успешно применяется на ряде карьеров, в том числе на Веселовском, Волчанском и Харанорском угольных, Ахтенском и Сухоложском железорудных.
Так, на Волчанском угольном месторождении (Северный Урал) отработка карьера № 4 проводилась при работе
Обводненные месторождения, сложенные переслаивающимися неустойчивыми
При открытом способе разработки полезного ископаемого применяют поверхностный, подземный и комбинированный способы осушения. Кроме того, принимают меры для защиты карьера от поверхностных вод.
Поверхностные способы осушения
К способам осушения с поверхности земли или с уступов карьера относят следующие: 1) глубокий дренаж водопонижающими или поглощающими скважинами; 2) ярусное (ступенчатое) осушение; 3) горизонтальный дренаж неглубокого заложения; 4) горизонтальный дренаж в откосах карьера.
Глубокий дренаж системой водопонижающих скважин широко применяется в горной промышленности. Наиболее эффективно его использование для снятия высокого напора водоносного горизонта большой мощности, залегающего в почве пласта полезного ископаемого и сложенного устойчивыми породами. Водопонижающие скважины широко применяются и для осушения водоносных рыхлых пород, залегающих в кровле и почве разрабатываемых пластов, при коэффициенте фильтрации осушаемых пород более 2 м/сут и глубине отработки в пределах 300–500 м.
Глубокий дренаж заключается в откачке воды из водоносных пластов, обводняющих карьер, при помощи скважин, оборудованных погружными электронасосами и размещенных за технической границей карьера для постоянного дренажа, а также на рабочих бортах, уступах и дне карьера для временного дренажа.
Осушение водопонижающими скважинами не требует больших капитальных затрат. Для создания системы таких скважин требуется мало времени. Путем изменения числа и положения скважин можно легко обеспечить требуемое снижение подземных вод на отдельных участках в процессе эксплуатации.
К недостаткам глубокого дренажа прежде всего следует отнести большие эксплуатационные расходы, высокую энергоемкость откачки воды, значительное число обслуживающего персонала, сложность централизованного отвода воды и частый выход из строя насосов. Применение водопонижающих скважин не дает полного осушения: над подошвой безнапорного водоносного горизонта обычно остается слой воды, равный 15–35% его естественной мощности, в результате чего приходится откачивать воду, профильтровавшуюся через откос.