Водоприток в горные выработки

Классификация шахтных вод

Общие сведения

ГОРНО-РАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК

ВОДООТЛИВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ

Глава 14

И СНАБЖЕНИЕ ГОРНЫХ РАБОТ ЭНЕРГИЕЙ

ВОДООТЛИВ, ОСВЕЩЕНИЕ

РАЗДЕЛ III

Водоотливом называется комплекс мер по удалению воды, поступающей в горные выработки из водоносных пород, на поверхность. Различают шахтный, карьерный и участковый водоотлив. Участковый водоотлив предназначен для перекачки воды из отдельных участков шахты или карьера к водосборникам главного водоотлива. Выделяют центральный водоотлив, когда несколько шахт (горизонтов) имеют общую водоотливную установку, и региональный, обеспечивающий удаление воды со всего района в целом.

В систему шахтного водоотлива входят: устройства для регулирования внутришахтного стока (водоотводные канавки, трубопроводы, перекачные насосы), водосборники, насосные камеры с водозаборными колодцами и водоотливными установками, с всасывающими и нагнетательными трубопроводами.

Шахтные (карьерные, рудничные) воды – воды, поступающие в горные выработки из подрабатываемых (надрабатываемых) водоносных горизонтов, поверхностных водотоков (водоемов), из дренажных выработок и оказывающие отрицательное влияние на технику и технологию ведения горных работ.

Вода в горных породах накапливается вследствие инфильтрации атмосферных осадков, фильтрации из поверхностных водоемов или может быть глубинной, т.е. поднимающейся из глубоких частей литосферы.

Подземные воды подразделяются на напорные и безнапорные (грунтовые).

По содержанию минералов, растворенных химических веществ и взвешенных твердых частиц шахтные воды делят на жесткие и мягкие, кислотные, щелочные и нейтральные, загрязненные и чистые.

Жесткость определяется по содержанию в воде солей кальция и магния и измеряется в градусах. Один градус жесткости равен содержанию в воде соединений кальция или магния, эквивалентному 10 мг/л окиси кальция (СаО) или 14 мг/л окиси магния (MgO).

По жесткости различают следующие группы вод: очень мягкие, жесткость до 4,2 град.; мягкие – 4,2–8,4; умеренно жесткие – 8,4–18,0; жесткие – 18–30; очень жесткие – > 25,2.

Жесткость воды уменьшают добавлением в нее специальных реагентов, способствующих выпадению в осадок солей СаО, MgO.

По содержанию в воде водородных ионов (кислоты) определяется кислотность воды. Она оценивается водородным показателем рН.

Выделяют воды: с нейтральной реакцией – рН = 7, щелочные – рН > 7 и кислые − рН<7.

Кислотные воды, содержащие свободную серную кислоту, оказывают разрушающее действие на металлические части насосов, трубы, рельсы, железобетонную и металлическую крепь.

Борьба с кислотностью шахтной воды осуществляется путем нейтрализации ее негашеной известью, применением защитных покрытий трубопроводов, кислотоупорных сплавов для насосов, трубопроводов и пр.

Количество воды, поступающей в горную выработку (ствол, штольня, шурф и пр.), зависит от мощности, водообильности, количества водоносных пластов, коэффициента фильтрации, напора вод, диаметра ствола, водонепроницаемости крепи и других факторов. Приток воды в шахту оценивают в абсолютных (кубических метрах за сутки или за час) или относительных величинах (кубических метрах на 1 т суточной добычи угля, руды). Последний показатель называется коэффициентом водообильности (К_в).

По степени обводненности месторождения разделены на следующие группы:

– слабообводненные (практически безводные) с фактическим или ожидаемым притоком до 200 м³/ч (коэффициент водообильности до 3);

– среднеобводненные – от 200 до 500 м³ /ч (К_в = 3–8);

– повышенно-обводненные – от 500 до 1000 м³ /ч (К_в = 8–20);

– сильнообводненные – более 1000 м³ /ч (К > 20).

Статистический напор подземных вод изменяется от 0,3 до 1 МПа. На отдельных шахтах давление воды достигает 3–4 МПа.