ДРЕНАЖНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ЗАЩИТЫ КАРЬЕРА ОТ АТМОСФЕРНЫХ, КАРЬЕРНЫХ И ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Полезная модель относится к горному делу и может быть использована при разработке открытым способом обводненных месторождений полезных ископаемых, а именно при осушении рабочих площадок в обводненных породах.
Известен способ осушения открытых карьеров, использованием восстающих дренажных скважин, которые сооружены из горной выработки и нисходящих дренажных скважин, которые сооружены с перебуром ниже подошвы каждого нижележащего уступа. В подкарьерной части уступа нисходящие скважины сооружены на глубину 25-30 м ниже динамического уровня подземных вод. Дренируемая зона создана путем дробления породы и сообщается с восстающей скважиной, обеспечивающей регулируемый отвод подземных вод. Нисходящие скважины соединены между собой и с дренируемой зоной [AC SU №1794997]
Недостатком известной системы осушения является ее сложность связанная с необходимостью создания дренируемой зоны.
Известен дренажный комплекс для защиты глубоких карьеров от притоков подземных вод, включающий внешний заградительный контур, размещенный за внешним контуром карьера, и внутренний защитный контур в виде системы горизонтальных дренажных скважин, заложенных под углом к борту карьера у почвы дренируемого водоносного горизонта. Внешний заградительный контур состоит из вертикальных стволов, пересекающих водоносный горизонт и углубленных ниже подошвы водоносного горизонта, на глубину, достаточную для устройства водосборника, емкость которого не менее объема воды, поступающей за 4-8 ч. На отметках подошвы водоносного горизонта из каждого вертикального ствола заложены горизонтальные дренажные скважины, направленные нормально к направлению потока подземных вод. Из вертикальных стволов навстречу потоку подземных вод заложен веер из 3-5 радиально направленных дренажных скважин с возможностью снижения нагрузки на перехватывающие поток горизонтальные дренажные скважины. В нижней части вертикального ствола на отметках подошвы водоносного горизонта заложены наклонно-нисходящие дренажные скважины, при этом каждый вертикальный ствол снабжен основным и резервным центробежными насосами, системой автоматического управления работой водоотливной установки и системой автоматического опроса о дебите скважин и положений уровней воды в дренируемом горизонте и водосборнике, длина нормально заложенной к направлению потока горизонтальной дренажной скважины равна не менее половины расстояния не менее половины расстояния между смежными вертикальными стволами, а внутренний защитный контур расположен у основания откосов карьера и составлен из горизонтальных дренажных скважин с длиной, обеспе
Известный дренажный комплекс не достаточно эффективно решает вопрос защиты карьера от атмосферных и карьерных дренажнвх вод.
Задачей полезной модели является расширение арсенала дренажных комплексов для защиты карьера от атмосферных, карьерных и притока подземных вод на борта карьера.
Техническими результатами, которые могут быть получены при использовании заявляемого комплекса являются:
- Реализация назначения дренажного комплекса с дифференцированным отбором и подачей на поверхность грязных атмосферных и карьерных вод и чистых - из дренируемого водоносного горизонта;
- Прекращение сброса загрязненных дренажных вод в открытые водоемы и водотоки;
- Использование загрязненных дренажных вод в системах оборотного водоснабжения.
- Сохранение качества дренажной воды, отбираемой из водоносного горизонта.
Решение задачи полезной модели и достижение вышеперечисленных результатов стало возможным благодаря тому, что дренажный комплекс для защиты карьера от атмосферных, карьерных и подземных вод характеризуется наличием карьера, включающего борта с уступами, снабженными прибортовыми дренажными канавками, и дно, в котором выполнен стационарный водосборник, а также подземной горной выработки, из которых одна группа восстающих дренажных скважин сооружена в стационарный водосборник, другая группа восстающих дренажных скважин сооружена в водоносный горизонт, пересеченный бортом карьера, третья группа - в прибортовые дренажные канавки, при этом восстающие дренажные скважины, сооруженные в водоносный горизонт, обвязаны герметичным трубопроводом с регулирующими и запорными устройствами и связаны с не менее чем одним водосборником для дренажной воды из водоносного горизонта, сооруженным в горной подземной выработке и оборудованным не менее чем одним насосом и отводящим трубопроводом, связанным с поверхностью, а дренажные воды из двух других групп восстающих скважин собираются в отдельных водосборниках, также оборудованных не менее чем одним насосом и отводящим трубопроводом для дренажной воды из стационарного водосборника и прибортовых дренажных канавок, который также связан с поверхностью.
Заявляемую полезную модель иллюстрирует общий вид.
На фигуре показан карьер: дно, борта, прибортовые дренажные канавки, стационарный водосборник, подземная горная выработка, водосборник для дренажной воды из водоносного горизонта, водосборник для дренажных вод, герметичный трубопровод, отводящий трубопровод для дренажной воды из водоносного горизонта, отводящий трубопровод для дренажной воды из стационарного водосборника и прибортовых дренажных канавок.
Дренажный комплекс для защиты карьера от атмосферных и паводковых вод и притока подземных вод через борта карьера, характеризуется наличием карьера (на фиг. не показан). Карьер включает борта 1 с уступами 2. Уступы снабжены прибортовыми дренажными канавками 3. В дне 4 карьера выполнен стационарный водосборник 5. Борта 1 карьера пересекают водоносный горизонт 6. Атмосферные и паводковые воды (на фиг не показаны) и вода из водоносного горизонта 6 через прибортовые дренажные канавки 3 частично поступает в стационарный водосборник 5. Из подземной горной выработки 7 для отбора грязных дренажных вод в стационарный водосборник 5 сооружена или одна восстающая дренажная скважина или группа восстающих дренажных скважин 8. В прибортовые дренажные канавки 3 также сооружена другая группа восстающих дренажных скважин 9. Для отбора дренажной воды из водоносного горизонта 6 и снижения притока чистой дренажной воды, в этот горизонт, пересеченный бортами 1 сооружена еще одна группа восстающих дренажных скважин 10. Восстающие дренажные скважины 10, сооруженные в водоносный горизонт 6, обвязаны герметичными трубопроводами 11 с регулирующими и запорными устройствами (на фиг. не показаны). Герметичные трубопроводы 11 связаны с не менее чем одним водосборником 12 для дренажной воды из водоносного горизонта, сооруженным в подземной горной выработке 7 и оборудованным не менее чем одним насосом (на фиг. не показан) и отводящим трубопроводом 13, связанным с поверхностью (на фиг. не показана) для сброса в реку (на фиг. не показаны), а дренажные воды из двух других групп восстающих дренажных скважин 8 и восстающих дренажных скважин 9 собираются в отдельных водосборниках 14, также оборудованных не менее чем одним насосом (на фиг. не показан) и отводящим трубопроводом 15, также связанным с поверхностью с возможностью складирования загрязненных дренажных вод в шламохранилище (на фиг. не показаны). В отдельных случаях эти дренажные воды возможно использовать в замкнутых системах оборотного водоснабжения.
Заявленная полезная модель работает следующим образом.
Через группу восстающих скважин 10, сооруженных на водоносный горизонт 6 отбирают чистую дренажную воду, которую отводят через герметичный трубопровод 11 в водозаборник 12 для дренажной воды из водоносного горизонта, сооруженный в подземной горной выработке 7, а через отводящий трубопровод 12 отводят на поверхность (на фиг. не показана) и сливают в реку (на фиг. не показана). Атмосферные и карьерные воды попадают в стационарный водосборник 5 на дне 4 карьера и собираются в дренажных канавках 3. Отсюда загрязненная дренажная вода через группу восстающих дренажных скважин 8, сооруженных в стационарный колодец 5 и группу дренажных скважин 9, сооруженных в прибортовые дренажные канавки 3 поступает в водосборник, сооруженный в подземнойгорной выработке 7 и через отводящий трубопровод 15 также поступает на поверхность в хвостохранилище (на фиг. не показано).
Практическая применимость заявляемой полезной модели показана на следующем примере ее использования.
Пример.
Дренажный комплекс железорудного карьера сооружен таким образом, что его борта пересекают водоносный горизонт мощностью 30 м, содержащий дренажные воды питьевого качества.
Для защиты карьера сооружена подземная выработка. Из подземной выработки сооружены три группы восстающих дренажных скважин: одна группа - на водоносный горизонт, другая - в стационарный водосборник, расположенный на дне карьера и третья - в прибортовые дренажные канавки.
Дренажная вода из водоносного горизонта и дренажные воды из стационарного колодца и прибортовых дренажных канавок собираются в разные водосборники, каждый из которых оборудован не менее чем одним насосом и отводящим трубопроводом, связанных с поверхностью.
Группа восстающих скважин на водоносный горизонт обвязана герметичными трубопроводами с регулируемыми и запорными устройствами.
Общий водоприток к дренажному комплексу составляет 6 тысяч м/час. Из них к группе восстающих дренажных скважин, сооруженных на водоносный горизонт, поступает 4 тысячи м/час, а ко второй и третьим группам, соответственно, 2 тысячи м/час.
Дифференциальный отбор дренажных вод позволяет снизить нагрузку на хвостохранилище в отличие от традиционных методов осушения, предполагающих отбор смешанных дренажных вод в водоемы и получить 4 тысячи м/час чистой воды, которая может быть использована для пополнения запасов поверхностных (речных) вод.
Как видно из примера, заявляемая совокупность существенных признаков полезной модели позволяет расширить ряд дренажных комплексов для защиты карьеров от паводковых, карьерных и подземных вод, а также реализовать назначение дренажного комплекса с дифференцированным отбором и подачей на поверхность дренажных вод различного качества, прекратить сброс загрязненных дренажных вод в открытые водоемы и водотоки, использовать загрязненные дренажные вод в системах оборотного водоснабжения и сохранить качество дренажной воды, отбираемой из водоносного горизонта.