книги из ГПНТБ / Калмыков Е.П. Борьба с внезапными прорывами воды в горные выработки

3. Для предотвращения внезапных прорывов воды в действующие выработки в необходимых случаях сооружают водонепроницаемые перемычки: в удалении от забоя выработки с герметическими дверьми, открывающимися в сторону ожидаемого прорыва воды, и в забое — глухие, через которые бурят водоспускные скважины.

Планом ликвидации аварий, а также проектом отработки запасов вблизи от затопленных горных выработок должны быть предусмо­ трены меры оповещения и пути вывода людей в случае внезапного прорыва воды в горные выработки.

Пути для вывода людей должны быть освещены, содержаться в исправности и не загромождаться. По стенке выработки со стороны свободного прохода людей на высоте 1,5 м должен быть протянут канат или устроены направляющие перила.

При появлении в забоях, приближающихся к затопленным выра­ боткам или водоемам, угрожающих признаков возможного прорыва

Работы по спуску воды из затопленных горных выработок в дей­ ствующие и удалению поступающих вместе с нею вредных газов должны производиться наиболее опытными рабочими при обязатель­ ном присутствии на месте работ ответственного технического руково­ дителя. Работы по спуску воды из затопленных выработок должны выполняться только при наличии утвержденного проекта.

Большую опасность в отношении внезапных прорывов воды в горные выработки представляют слабые, несвязные, а также скаль­ ные, трещиноватые и карстовые водоносные горные породы, вмеща­ ющие месторождения полезных ископаемых, залегающих в тяжелых гидрогеологических условиях. Одним из наиболее эффективных

Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах раз­ работку водоносных и обводненных месторождений (наличие плыву­ нов, карстов, галечников, горельников и других естественных водо­ емов) разрешается вести только по специальному проекту (осушения, водопонижения), утвержденному в установленном порядке.

Работы по осушению (водопонижению) должны быть тесно увя­ заны с горными работами и проводиться в зависимости от необходи­ мых сроков дренирования месторождений в две стадии: в период строительства шахт (предварительное осушение) и в период эксплу­ атации шахт (эксплуатационное осушение).

Период предварительного осушения разбивается на два этапа: I . До начала проведения горных выработок для обеспечения безопасности их проведения и предотвращения внезапных прорывов

воды в них производится отвод поверхностных вод и их изоляция от подземных водоносных горизонтов, а также частичное или полное снижение уровней воды в подземных водоносных горизонтах путем бурения с поверхности земли водопонижающих или дренажных скважин и откачки из них воды.

По окончании сдачи шахты в эксплуатацию ведут эксплуатацион­ ное осушение, которое тесно увязывают с проведением подготовитель­ ных выработок и календарным планом отработки месторождения или шахтного поля.

Работы по осушению месторождений полезных ископаемых (или шахтных полей), залегающих в сложных гидрогеологических усло­ виях, производят с помощью поверхностного, подземных способов осушения, а чаще всего комбинированного.

Поверхностный способ осушения включает в себя работы по мел­ кому (отвод ручьев и рек, проходка дренажных и нагорных канав, траншей и др.) и глубокому дренажу (бурение водопонижающих и дренажных скважин с поверхности земли и откачка из них воды глубинными или артезианскими насосами).

Подземный способ осушения производят с использованием прой­ денных подземных горных выработок и устройства в них в зависи­ мости от гидрогеологических условий забивных фильтров, водо­ понижающих колодцев или бурения и спуска воды в горные выра­ ботки с помощью дренажных скважин с последующей откачкой ее на поверхность временными или постоянными шахтными водоотлив­ ными установками.

Выбор того или иного способа осушения, а также объемы и сроки

При недостаточном снижении напоров воды в водоносных горных породах необходимо для предотвращения затопления пройденных горных выработок сооружать в них при подходе к прорывоопасным участкам водонепроницаемые перемычки с дверьми, открывающимися в сторону возможного прорыва воды. При сложном профиле горных выработок для предотвращения их затопления в местах наибольшего понижения необходимо устраивать перекачные насосные установки, рассчитанные на суммарный приток воды из этих выработок (нор­ мальный приток), с учетом возможного ожидаемого притока воды из прорыва.

При строительстве шахт на месторождениях со сложными гидро­ геологическими условиями по окончании сооружения стволов необ­ ходимо в первую очередь проводить выработки водоотливного ком­ плекса и оборудовать насосные камеры насосными агрегатами с тем, чтобы использовать их при последующем проведении выработок в водоносных породах. При эксплуатации шахт на месторождениях полезных ископаемых, залегающих в сложных гидрогеологических

условиях, необходимо иметь неснижаемый запас материалов, обору­ дования и инструмента для ликвидации возможных прорывов воды из водоносных пород в горные выработки.

Вцелях предупреждения внезапных прорывов воды и плывунов

вгорные выработки шахт из подземных водоносных горизонтов при вскрытии и разработке месторождений полезных ископаемых, зале­ гающих в сложных гидрогеологических условиях, необходимо до на­ чала производства работ по проведению горных выработок выпол­ нять тщательное геологическое и гидрогеологическое изучение пере­

на прорывоопасных участках. Контрольные и гидронаблюдательные скважины с поверхности земли бурят по трассе горных выработок до начала их проведения, а бурение контрольных скважин из забоев горных выработок осуществляют в процессе проведения последних. Число скважин в зависимости от их назначения и конкретных геоло­ гических и гидрогеологических условий устанавливается проектом. Контрольные скважины бурят с расчетом пересечения ими водонос­ ных горизонтов, тектонических нарушений, крупных трещин, кар­ стовых полостей, с учетом допустимых отклонений от заданного направления.

В зависимости от результатов, контрольного бурения и проведен­ ных контрольных гидрогеологических наблюдений уточняются гео­ логические разрезы и свойства горных пород по оси проводимых выработок, отметки залегания полезного ископаемого и боковых пород, а также отметки водоносных горизонтов, наличие водо упоров между ними и их мощность, возможные притоки воды при проведении выработок. Устанавливается сообщение водоносных горизонтов между собой или их изоляция друг от друга водоупорными породами, анализ подземных вод и степень их агрессивности, а также опре­ деляются прорывоопасные участки на протяжении проводимых горных выработок и вносятся уточнения или изменения -в предва­ рительно принятый проектом способ проведения и технологию произ­ водства работ по проведению и постоянному креплению горных выработок.

Работы по проведению горных выработок в сложных горногеоло­ гических условиях и особенно на прорывоопасных участках должны начинаться только после полного окончания всех необходимых подготовительных работ и обеспечения проводимых выработок обору­ дованием и материалами.

Специальные работы, а также работы по проведению и постоян­ ному креплению горных выработок в сложных горногеологических условиях должны вестись по проекту непрерывно. Следует иметь в виду, что в ряде случаев внезапные прорывы воды и плывунов

При проведении горных выработок в сложных гидрогеологических условиях при подходе к водоносным пластам горных пород или

тектоническим нарушениям проведение выработок должно вестись с бурением передовых контрольных скважин. Число передовых контрольных скважин, буримых из забоев горных выработок, в за­ висимости от направления и степени трещиноватости принимают 2—6.

Глубину контрольных скважин в зависимости от местных условий принимают 10—30 м.

Бурение контрольных скважин из забоев горных выработок должно производиться через кондуктора, плотно заделанные в гор­ ные породы быстротвердеющим раствором и снабженные запорной арматурой. Следует иметь в виду, что бурение контрольных скважин без предварительного снабжения их запорной арматурой или при неисправности последней приводило при встрече скважинами напор­ ных вод и плывунов к внезапным прорывам воды и затоплению горных выработок.

При встрече передовыми скважинами значительных притоков воды необходимо произвести их тампонаж. Одновременно с этим следует решить вопрос о способе дальнейшего проведения выработки и технологии производства работ в данных гидрогеологических условиях.

При проведении горных выработок в случае обнаружения первых признаков, предшествующих внезапным прорывам воды (пучение пород в забое, появление или резкое усиление капежа, появление отдельных струй воды), работы должны приостанавливаться и рабо­ чие должны быть удалены. В некоторых случаях при проведении горных выработок необходимо оставлять в кровле или почве целики водоупорных горных пород или полезного ископаемого.

Работы по проведению горных выработок в прорывоопасных зонах должны вестись по скальным породам ниже средней крепости без применения взрывных работ (комбайнами) и по породам средней крепости и крепким с ограниченным применением взрывных работ. При этом необходимо следить, чтобы недоббры и переборы породы были минимальными — допустимыми.

При больших гидростатических напорах воды и плывунов и про­ ведении выработок с помощью замораживания или тампонирования значительные переборы породы в стенках выработок приводят к уменьшению толщины замороженной или затампонированной стенки и тем самым к опасности прорыва через них в горные выра­ ботки воды или плывунов. Значительные недоборы породы в стенках выработок в свою очередь влекут за собой уменьшение толщины

При возведении бетонной и железобетонной крепи в сложных гидрогеологических условиях необходимо устранять возможность попадания воды в свежеуложенный бетон, устраивая зонты, водоулавливающие кольца и водоспускные трубки, а также применяя для уплотнения крепи и окружающих ее горных пород последу­ ющую цементацию.

При возведении крепи необходимо тщательно следить за ее каче­ ством, не допуская оставления пустот за нею, а также неплотностей и раковин в самой крепи, применяя вибрирование. Наряду с этим пространство за крепью следует тампонировать.

Последующее тампонирование за крепью следует во всех случаях вести при давлениях, не превышающих расчетного давления на крепь. При давлении, превышающем расчетное давление на крепь, нагнетание раствора должно быть прекращено.

Проведение горных выработок при подходе к прорывоопасным участкам в прорывоопасных зонах должно вестись с минимальным отставанием постоянной или временной крепи от забоя.

При значительной мощности водоносных горных пород крепь горных выработок испытывает большое гидростатическое давление воды. Для избежания прорывов воды и плывунов через крепь выра­ боток необходимо снижать гидростатическое давление воды, дей­ ствующее на нее, с помощью водопонижения, устраивая по оси выработки через каждые 2—5 м забивные фильтры или дренажные скважины, а в необходимых случаях также устраивая через каждые 50—60 м за крепью водоулавливающие ниши с фильтрами, вода из которых спускается по трубам, заделанным в крепь, в дренажные канавки горных выработок и по последним поступает к водосборни­ кам насосных установок, которыми откачивается на поверхность.

Своевременное проведение профилактических мер по предупре­ ждению внезапных прорывов воды в горные выработки позволит значительно сократить их число, простои в работе и резко снизить затраты на ликвидацию прорывов.

Разработка и осушение обводненных пород на карьерах КМА. М., «Наука», 1968. 23. Л а р и н Д. И., Н а у м е ц к и й Ю. П., С у в о р о в А. Ф.

О борьбе с подземными водами на Миргалимсайском месторождении. «Безопас­

впромышленности», 1970, № 10.

32.П о к р о в с к и й Н. М. Восстановление затопленных шахт предва­ рительным закрытием источников воды с последующей ее откачкой. «Горный журнал», 1935, № 6.

ных пород при восстановлении шахтных стволов в Донбассе. М., Углетехиздат, 1953.

35. П о л е с и н Я. Л. Причины аварий и травматизма в горной промыш­ ленности. М., «Недра», 1969.

36.Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. М., «Недра»,

1967.

37.Р а ш к о в с к н й Я. 3. О внезапном прорыве воды на шахте «Тайбинская». «Безопасность труда в промышленности», 1963, № 3.

38.Строительные нормы и правила. Стройиздат, 1962—1969.

39.Строительные машины. Справочник под ред. В. А. Баумана. М., «Ма­ шиностроение», 1965.

выработок с применением подземной передвижной замораживающей установки. М., «Шахтное строительство», 1968, № 11.

46.Труды международного симпозиума по проходке шахтных стволов и тон­ нелей (перевод). М., Госгортехиздат, 1961.

47.Труды всесоюзного совещания по освоению месторождений в сложных условиях. М., «Недра», 1964.

48.Т р у п а к Н. Г. Замораживание горных пород при проходке стволов.

М., Углетехиздат, 1954.

49. Т р у п а к Н. Г. Цементация трещиноватых пород в горном деле.

М., Металлургиздат, 1956.

50.Т р у п а к Н. Г. Специальные способы проведения горных выработок.

М., «Недра», 1964.

1.О выборе рационального способа ликвидации внезапных проры­ вов плывунов в горные выработки, пройденные в слабых и мягких