PL168239B1 - Sposób zabezpieczania kopalń przed zagrożeniem wodnym i jego skutkami na powierzchni terenu - Google Patents

Abstract

Sposób zabezpieczania kopalń przed zagrożeniem wodnym i jego skutkami na powierzchni terenu, polegający na wykonaniu z wyrobisk górniczych lub otworów wiertniczych wielkodymensyjnych co najmniej dwóch otworów drenażowych rozmieszczonych w jednej lub kilku płaszczyznach i usytuowanych względem siebie poziomo, skośnie lub pod kątem, znamienny tym, że w co najmniej jeden otwór drenażowy wprowadza się materiał iniekcyjny, przy czym iniekcję stosuje się równolegle lub opóźniająco w stosunku do drenażu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zabezpieczenia kopalń przed zagrożeniem wodnym i jego skutkami na powierzchni terenu, znajdujący zastosowanie w górnictwie, szczególnie w kopalniach soli w utworach mioceńskich oraz w budownictwie lądowym.

Znane dotychczas sposoby zabezpieczania kopalń przed zagrożeniem wodnym, polegają na odwadnianiu ich znanymi metodami lub uszczelnianiu górotworu poprzez iniekcję odpowiednich mediów. Do powyższych celów wykorzystuje się otwory wiertnicze wielkodymensyjne lub istniejące wyrobiska górnicze: pionowe i poziome oraz dowolnie skierowane.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 84 169 sposób odwadniania gruntów w górnictwie odkrywkowym polega na tym, że z poziomu naturalnej powierzchni terenu lub poszczególnych poziomów urabiania, wierci się szereg otworów skośnych. Otwory te wykonuje się metodą wiertniczą z góry na dół do kolejnego, niższego poziomu urabiania i zafiltrowuje się je. Po nacięciu kolumn filtrowych przy urabianiu niższego poziomu następuje grawitacyjne odwodnienie terenu. Opisany sposób znajduje zastosowanie w przypadkach, w których brak jest dostatecznej jasności szczegółów warunków hydrogeologicznych.

Znane sposoby odwadniania kopalń są mało skuteczne w warunkach skał słaboprzepuszczalnych lub bardzo zmiennych pod względem przepuszczalności. Z kolei sposoby zabezpieczania kopalń przed zagrożeniem wodnym, wykorzystujące uszczelnienie górotworu poprzez iniekcję znanych mediów, napotykają na poważne trudności, ponieważ konieczność stosowania dużych ciśnień podczas wtłaczania mediów, często powoduje zniszczenie pierwotnej struktury skał i prowadzi do skutków przeciwnych do zamierzonych. W skałach zawodnionych, bez ich wcześniejszego lub równoczesnego odwodnienia, sposób uszczelniania górotworu poprzez iniekcję prowadzi do ograniczenia zasięgu strefy penetracji mediów uszczelniających skały, nawet przy stosowaniu dużych niekorzystnych dla górotworu ciśnień.

Istotą sposobu według wynalazku, polegającego na wykonaniu z wyrobisk górniczych lub z otworów wiertniczych wielkodymensyjnych co najmniej otworów drenażowych rozmieszczonych w jednej lub kilku płaszczyznach i usytuowanych względem siebie poziomo, skośnie lub pod kątem, jest to, że w co najmniej jeden otwór drenażowy wprowadza się materiał iniekcyjny. Iniekcję stosuje się równolegle lub opóźniająco w stosunku do drenażu.

Zaletą sposobu według wynalazku, jest możliwość jego zastosowania w takich warunkach geologiczno-górniczych i hydrogeologicznych, w których występuje górotwór słabo przepuszczalny, ze strefami nieregularnie rozmieszczonych skał o podwyższonej przepuszczalności i ciśnieniach wody stanowiących warunki do powstania sufozji.

Sposób według wynalazku stwarza dobre warunki dla uszczelnienia skał w rejonie kopalń poprzez synchronizację procesu odwodnienia i iniekcji. Umożliwia to łatwe wnikanie mediów iniekowanych w pustki odwodnione, w których często panuje podciśnienie ułatwiające proces uszczelniania skał. Proces iniekcji sterowany jest podciśnieniem wywołanym w porach, pustkach

168 239 i szczelinach skalnych przez ich drenaż, co zwiększa jej zasięg i skuteczność, a nie powoduje zniszczenia pierwotnej struktury skał.

Sposób realizacji wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania, które zilustrowane są rysunkiem poglądowym, na którym fig. 1 przedstawia pionowe wyrobisko (szyb górniczy lub otwór wielkodymensyjny) z szeregiem otworów drenażowych w schemacie aksonometrycznym, fig. 2 - poziome wyrobisko górnicze wraz z otworami drenażowymi w przekroju, fig. - 3, 4, 5 6 - różne warianty usytuowania jednopłaszczyznowego otworów drenażowych w wyrobisku pionowym, zaś fig. 7, 8, 9, 10 - różne warianty dwupłaszczyznowego usytuowania otworów drenażowych.

Przykład I. W szybie wiertniczym o średnicy c najmniej 3 m wykonano cztery poziome otwory drenażowe - fig. 3, o średnicy 0,25 m. Po odczekaniu jednej doby, do dwóch otworów o najmniejszych wydajnościach wypływu wody, wprowadzono medium iniekcyjne przy ciśnieniu bliskim pierwotnumu ciśnieniu hydrostatycznemu. Iniekcję prowadzono aż do jej samoczynnego ustania. Następnie iniekowano kolejny otwór drenażowy o mniejszym wydatku wody. Na rysunku - fig. 4, 5 i 6 przedstawiono różne warianty usytuowania otworów drenażowych, które leżą w płaszczyznach zbliżonych swoim kształtem do tarcz.

Przykład li. W szybie o średnicy co najmniej 3 m wykonano po cztery poziome otwory drenażowe rozmieszczone na różnych głębokościach - fig. 7. Cztery otwory, wykonane na poziome głębszym, pozostawiono jako drenażowe, a w czterech na poziomie wyższym, przeprowadzono iniekcję. Po zainiekowaniu poziomu wyższego, wykonano iniekcję w otworach poziomu dolnego, jak w przykładzie pierwszym.

Przedstawione na rysunku - fig. 8, 9, 10 różne możliwości ukierunkowania płaszczyzntarcz drenażowo - iniekcyjnych ilustrują dogodne warunki dla rozmieszczenia ich w strefie o podwyższonym zagrożeniu wodnym.

168 239

7α

PigT.

168 239

Fig 5

168 239

3b

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,50 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób zabezpieczania kopalń przed zagrożeniem wodnym i jego skutkami na powierzchni terenu, polegający na wykonaniu z wyrobisk górniczych lub otworów wiertniczych wielkodymensyjnych co najmniej dwóch otworów drenażowych rozmieszczonych w jednej lub kilku płaszczyznach i usytuowanych względem siebie poziomo, skośnie lub pod kątem, znamienny tym, że w co najmniej jeden otwór drenażowy wprowadza się materiał iniekcyjny, przy czym iniekcję stosuje się równolegle lub opóźniająco w stosunku do drenażu.