Інженерно-геологічні явища та процеси при розробці родовищ підземним способом
Деформації покрівлі та підошви підземних виробок спостерігаються за наявності напірних водоносних горизонтів, екранованих глинистими породами. Розвиток деформацій відносних водотривів може призводити до проривів води і водонасичених піщано-глинистих порід в гірничу виробку.Цілий ряд інженерно-геологічних явищ пов’язаний із підземними шахтами та залишеними кар’єрами. Це просадки, зсуви, підтоплення, поширення та поглиблення ерозії, карсту та ін. Значна частина небезпечних явищ пов’язана з відвалами, утвореними під час експлуатації родовищ і залишеними після закриття шахт.
14. Гідродинамічні інженерно-геологічні явища. Гідродинамічна група - явища, що виникають під впливом зміни гідрогеологічного режиму: а)фільтраційний випір; б)прориви підземних вод і пливунів; в)суфозійний розмив порід; г)депресійні деформації порід в зоні водопониження.
15. Інженерно-геологічні явища що виникають під дією гравітації. При розробці родовищ корисних копалин відкритим та закритим способами під впливом різних чинників виникають інженерно-геологічні явища, які можна умовно об’єднати в чотири групи за генезисом:І група – явища, що виникають під дією гравітаційних сил. Вони спричиняють різні види проявів гірського тиску: а) зсунення гірських порід; б) деформації споруд; в) пучення глинистих порід; г) віджим гірських порід в зоні опірного тиску, де відбувається перерозподіл тиску; д) гірничі удари; е) раптові викиди вугілля і газу; ж) деформації у відвалах гірських порід. При відкритій розробці корисних копалин спостерігаються обвали, обвалення , зсуви, опливини, просадки. Зсунення – довготривалий багатостадійний процес деформації масивів г.п., пов'язаний з переміщенням в бік відробленого простору. Починається від виробки, і розповсюджується до гірських порід. При зсуненні мають місце всі види деформацій: вигин, зсув, розтягнення, стиснення.Гірничі удари є динамічним проявом гірничого тиску, що супроводжується звичайним вибухом. Виникає при деяких напружених деформаційних станах, коли нарощування напруг випереджує їх релаксацію, пов’язану з їх пластичним деформуванням. Виникають при значній міцності г.п. здатних накопичувати енергію пружних деформацій. При порушенні суцільної покрівлі зі збільшенням глибини (250 м.) збільшується інтенсивність цих явищ.
16. Види водопритоків до гірничих виробок. Розрізняють загальний, ділянковий і забійний водоприток. Загальний водоприток в шахти і кар'єри складається: з припливу підземних вод (водоносних горизонтів,що дренуються гірничими виробками); шахтних або кар'єрних вод, що надходять із затоплених виробок і сусідніх шахт або кар'єрів; технічних вод, що подаються в шахту або кар'єр для закладки, зрошення, буріння свердловин та ін; поверхневих вод і атмосферних опадів. Pежим надходження води у виробки залежить від сукупності взаємодіючих природних (кліматич., геоморфологіч., Гідрологіч., Геол. Та гідрогеологічних) і технологічних (форма і розміри ділянки горн. Робіт, глибина і інтенсивність розробки м-ний, застосовувані системи розробки) факторів. Ділянковий водоприток на шахтах складається з приток в підготовчі виробки і у вироблений простір виробленої ділянки. B підготовчі виробки вода надходить з покладів корисних копалин, водоносних горизонтів, що залягають безпосередньо в покрівлі та грунті виробок, або з дренажних свердловин. У вироблений простір вода надходить в основному з водоносних горизонтів, зони водо провідності тріщин, з сусідніх відпрацьованих ділянок і іноді з поверхні землі. Дільничний B. на кар'єрах обумовлюється підземними та поверхневими (зливовими або талими) водами; він включає води, що надходять з розкривних, видобувних дільниць і внутрішніх відвалів.Забійний водоприток на шахтах розділяється на: 1)для шахт складених з притоку підземних вод 2) вод з виробленого простору, що надходять безпосередньо в забійний простір підготованих і очисних виробок. Hайбільший забійний водоприток спостерігається у випадку, коли забій знаходиться гіпсометричні нижче, ніж вироблений простір.
17. Техногенні зміни режиму підземних вод та водопритоків до гірничих виробок.Техногенний режим підземних вод формується під впливом як природних так і гірничотехнологічних чинників, які визначають величину водопритоків у гірничі виробки, пониження рівнів дренованих водоносних горизонтів, мінливість цих характеристик режиму в багаторічному циклі і по сезонах року. Зміни водопритоків у часі в першу чергу відображають природну обстановку на шахтному полі, оскільки вони залежать не стільки від глибини, довжини, площі виробки та інших технологічних чинників, скільки від кількості, потужності та водозбагаченості горизонтів, що вскриваються цими виробками. Зустрічаються два види видозміненого техногенного режиму підземних вод на розроблюваних родовищах: 1. На родовищах 1, 4 і 5 типів (за П.П. Климентовим) як правило, водопритоки в шахти і кар’єри з часом знижуються внаслідок поступового виснаження природних ємнісних запасів підземних вод, систематичного зниження рівнів дренованих пластів, що мають невисоку водопровідність, обмежені непроникними границями, або мають обмежену водозбірну площу чи приурочені до невеликих закритих артезіанських басейнів. При заглибленні гірничих виробок нижче зони тріщинно-грунтових вод водопритоки знижуються у зв’язку із низькою обводненістю зони напірних тріщинно-жильних вод (4-й тип родовищ).2. На великих виробках, що знаходяться нижче місцевих базисів ерозії і приурочені до необмежених в плані та слабоізольованих водоносних пластів, водопритоки з часом часто збільшуються.
18. Два основні види видозміненого техногенного режиму підземних вод на розроблюваних родовищах. Причини відповідних змін режиму. Техногенний режим підземних вод формується під впливом як природних так і гірничотехнологічних чинників, які визначають величину водопритоків у гірничі виробки, пониження рівнів дренованих водоносних горизонтів, мінливість цих характеристик режиму в багаторічному циклі і по сезонах року. Зустрічаються два види видозміненого техногенного режиму підземних вод на розроблюваних родовищах: 1. На родовищах 1, 4 і 5 типів (за П.П. Климентовим) водопритоки в шахти і кар’єри з часом знижуються внаслідок поступового виснаження природних ємнісних запасів підземних вод, систематичного зниження рівнів дренованих пластів, що мають невисоку водопровідність, обмежені непроникними границями, або мають обмежену водозбірну площу чи приурочені до невеликих закритих артезіанських басейнів. 2. На великих виробках, що знаходяться нижче місцевих базисів ерозії і приурочені до необмежених в плані та слабоізольованих водоносних пластів, водопритоки з часом часто збільшуються. Причини та чинники: а) збільшення водозбірної площі виробок; б) збільшенням площі підземних виробок; в) утворенням надпокрівельної зони тріщинуватості; г) виробкою розкрито інтенсивно обводнені зони тектонічних порушень, при цьому живлення тріщинно-жильних вод відбувається за рахунок дренування поверхневих вод місцевої річкової мережі; д) зміною граничних умов (при стабільному водовідборі), тобто захопленням лійкою депресії поверхневих водотоків, водойм, гідровідвалів; е) інтенсифікацією водовідведення та розширенням системи дренажу; ж) посиленням процесів перетікання із суміжних водоносних пластів у зв’язку із зменшенням напору в осушуваному пласті; з) поглибленням виробки, внаслідок чого порушуються водотриви або перетинаються нові водоносні горизонти;
19. .Поняття усталеного, неусталеного та квазіусталеного режиму підземних вод при осушенні гірничих виробок. Можливі етапи формування лійки депресії.
Лійка депресії водопониження за рахунок роботи всієї дренажної си-ми може формув. в 1,2 і, навіть, 3 етапи. 1-й етап в неусталеному режимі. Водопониження нелінійно збільш. при більш-менш стабільному дебіті водовідбірних споруд. 2-й етап в усталеному або квазіусталеному режимі, коли до водопритоку долучаються динамічні ресурси. Конфігурація лійки депресії залишається більш-менш стабільною при усталеному режимі, і рівномірно збільш. у часі – при квазіусталеному режимі. 3-й етап в неусталеному режимі, що викликано збільш. водопониження після проведення захисних заходів, вичерпанням ресурсів суміжного горизонту або зменш. водопониження після утв-ня зони тріщинуватості, залученням повних вод.горизонтів тощо.
Способи осушення родовищ.
Загалом виділяють 3 способи осушення родовища: а) поверхневий (безшахтний); б) підземний (шахтний); в) комбінований. Якщо ж постстадійно розглядати, то можна виділити 3 етапи: 1) активне упереджуюче осушення (осушується сама КК) використ. при цьому поверхневий дренаж. 2) Експлуатаційний етап – оптимізується загальна схема дренування род-а, водопонижуючі сверд-и переводяться у наскрізні фільтри. На цьому етапі порушуються горизонтальні підземні дренажні споруди – штреки, які обладнані додатковими засобами (голкофільтрами, колодязями). 3) комбінована система осушення застосовується в складних г/г умовах, які на відміну від 2-го етапу значною мірою використ. активні способи водопониження.