PL179501B1 - Sposób ograniczania dopływu wód do wyrobisk górniczych, sposób wyznaczania kierunku napływu wód do wyrobisk górniczych i sposób zatłaczania wody do górotworu - Google Patents

Abstract

1. Sposób ogranicz£an.a dop-lywu wód do \wfr°bisk górniczych, zziamienny tym, że wyznacza się strefy dopływu wód do wyrobisk górniczych, z których lokalnie wykrapla się lub wypływa woda, określa się kierunki napływu i ilość napływających wód, a następnie wyznacza się lokalizację i parametry otworów, którymi zatłacza się w strumienie napływających wód do strefy uprzednio zgromadzoną lokalnie wodę w ilości równej dopływowi do strefy. 2. Sposób wyznaczania kierunku napływu wód do wyrobisk górniczych, znamienny tym, że wierci się poziomo otwory pomiarowe, które uszczelnia się na określoną głębokość od wyrobiska górniczego, następnie mierzy się ciśnienie całkowite w poszczególnych otworach lub wich części, wyznacza gradient ciśnieniawody i kierunek napływuwód do strefy

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ograniczania dopływu wód do wyrobisk górniczych, sposób wyznaczania kierunku napływu wód do wyrobisk górniczych i sposób zatłaczania wody do górotworu stosowane w podziemnych zakładach górniczych dla zmniejszenia odprowadzania wód kopalnianych do rzek.

Woda dopływająca do wyrobisk górniczych wykrapla się bądź wypływa do chodników gdzie jest gromadzona w przytamkach, rząpiach i zbiornikach skąd jest transportowana rurociągami do rząpi oddziałowych. Stamtąd jest kierowna na powierzchnię kopalni i najczęściej zrzucana jest do rzek.

Dotychczas znane sposoby ograniczania dopływu wód do wyrobisk górniczych polegają na uszczelnianiu miejsc wypływu wody z górotworu poprzez techniki klejenia i cementowania. Ich istotąjest uszczelnienie stałe wokół wyrobiska, do którego wypływa woda. Stosowane one są do struktur spękanych lub o dużej porowatości.

Wadą tych rozwiązań jest brak możliwości wykorzystania ich do struktur o małej porowatości a dużym stopniu zawodnienia. Stosowanie tych rozwiązań jest trudne ze względu na duże powierzchnie wykroplenia wód ze struktur o małej ziarnistości.

Znany jest z opisu patentowego nr 150934 sposób ograniczania ilości wód odprowadzanych z kopalni polegający na zatłaczaniu wody do kompleksu wodonośnego połączonego hydraulicznie z kompleksem drenowanym. Wodę wtłacza się poprzez otwory wiertnicze usytuowane poza zasięgiem wyrobisk górniczych wytwarzając w kompleksie wodonośnym strefę podwyższonego ciśnienia ograniczającą dopływ wody z dalszych części górotworu.

Wadą tego sposobu jest konieczność transportu wody z wyrobisk górniczych do otworów usytuowanych poza wyrobiskami, zwiększony dopływ powracającej wody do wyrobisk spowodowany brakiem przewidywalności kierunku rozpływu w górotworze wtłoczonych wód.

179 501

Znany jest też z opisu patentowego nr 166282 sposób odwodnienia kopalni, w którym wody kopalniane wprowadza się w obieg podziemny poprzez wyodrębnienie wyrobiska górniczego w układzie depresyjno-represyjnym zespolonym hydraulicznie z wodonośnym górotworem. Z opisu patentowego nr 59916 znany jest zaś sposób odwodnienia kopalń polegający na tym, że odpompowuje się wodę z poziomu wodonośnego i następnie wtłacza się jądo tego samego poziomu wodonośnego. Wadątych sposobów jest brak zbilansowania dopływających wód do wyrobisk górniczych z wtłaczanymi następnie wodami w kompleksy wodonośne i z chłonnością tych kompleksów oraz częste zatykanie się porów w chłonnym górotworze.

Znane są sposoby wyznaczania kierunku napływu wód do wyrobisk górniczych poprzez zatłaczanie hydrofilu w strumienie napływającej wody, a następnie monitorowanie napływającej wody. Są to jednak metody mało skuteczne, kłopotliwe w stosowaniu z uwagi na dużąrozległość i dużą liczbę wyrobisk górniczych, do których napływa woda.

Istota wynalazku polega na wyznaczeniu stref dopływu wód do wyrobisk górniczych, z których lokalnie wykrapla się lub wypływa woda, dla których określa się kierunki napływu i ilość napływających wód. Następnie wyznacza się lokalizację i parametry otworów którymi zatłacza się w strumienie napływających wód do strefy uprzednio zgromadzoną lokalnie wodę w ilości równej dopływowi do strefy.

Istota wynalazku polega też na wyznaczaniu kierunku napływu wód do wyrobisk górniczych poprzez to, że wierci się poziomo otwory pomiarowe, które uszczelnia się na określoną głębokość od wyrobiska. Następnie mierzy się ciśnienie całkowite w poszczególnych otworach lub w ich części, wyznacza gradient ciśnienia wody i kierunek napływu wód do strefy. Gradient ciśnienia wyznacza się za pomocą zespołu manometrów różnicowych.

Istotą sposobu zatłaczania wody do górotworu jest to, że w czasie zatłaczania wody powoduje się oczyszczanie porów górotworu przez wykonanie przerw w zatłaczaniu. W przerwach odwraca się kierunek przepływu wody. Dokonuje się to przez zassanie lub powodując swobodny wypływ wody zatłaczanej z otworu.

Zaletą przedstawionych rozwiązań jest możliwość monitorowania przepływów wody w górotworze, określenie kierunków i ustalenie źródeł zasilania strumieni napływających wód. Zaletąjest również wydłużenie czasu eksploatacji otworów tłocznych wody w górotwór poprzez ograniczenie ich kolmatacji.

Wynalazek zostanie omówiony w przykładzie zastosowania. Dla wyrobisk górniczych, do których dopływa bądź wykrapla się lokalnie woda wyznacza się strefy wypływu wód z górotworu. Wykonuje się to na podstawie zaobserwowanych dopływów wód do wyrobisk górniczych. Dokonuje się pomiaru ilości wody odpompowywanej dotychczas z tej strefy, instalując wodomierz w układzie tłocznym pompy odwadniającej. W każdej wyznaczonej strefie wierci się minimum dwa otwory pomiarowe umożliwiające wyznaczenie kierunków migracji wody w górotworze i dopływu wody z górotworu do wyrobisk górniczych. Otwory te uszczelnia się w celu dokonania pomiaru ciśnień wody. Wierci się je poziomo najkorzystniej prostopadle do wyrobiska, z którego dokonuje się wiercenia. Długość otworu dobiera się każdorazowo w zależności od ilości wypływającej z wierconego otworu wody. Następnie dokonuje się pomiaru ciśnień w wykonanych otworach lub w ich częściach, poprzez zainstalowanie manometrów Różnica ciśnień pomiędzy punktami pomiarowymi umożliwia określenie kierunku napływu wody. Pomiar może być również dokonany przy pomocy zespołu manometrów różnicowych, który bezpośrednio wskaże gradient ciśnień. Następnie wyznacza się lokalizację otworów tłocznych, którymi wytwarzać się będzie barierę hydrodynamiczną przeciwdziałającą dopływowi wód do strefy. Dokonuje się tego na podstawie wyznaczonego gradientu ciśnień wody w strefie. Długość, średnicę i ilość otworów tłocznych wyznacza się z uwzględnieniem oporu hydraulicznego górotworu i ilości dopływającej wody do wyrobiska górniczego. Następnie wierci się wyznaczone otwory w strefie. Zatłaczanie wykonuje się przy pomocy zabudowanej instalacji wyposażonej w układy

179 501 hydrauliczne umożliwiające dekolmatację w czasie procesu zatłaczania, czyli powodujące odwrócenie kierunku przepływu wody w strukturach wokół otworu i w samym otworze. Wykonuje się to poprzez zatrzymanie tłoczenia w danym otworze, oraz spowodowanie odsysania wody z otworu. Następnie ponownie zatłacza się wodę w otwór tłoczny. Sposób ten umożliwia cykliczne czyszczenie otworów zwiększając czas przydatności otworu do zatłaczania.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób ograniczania dopływu wód do wyrobisk górniczych, znamienny tym, że wyznacza się strefy dopływu wód do wyrobisk górniczych, z których lokalnie wykrapla się lub wypływa woda, określa się kierunki napływu i ilość napływających wód, a następnie wyznacza się lokalizację i parametry otworów, którymi zatłacza się w strumienie napływających wód do strefy uprzednio zgromadzoną lokalnie wodę w ilości równej dopływowi do strefy.
2. 2. Sposób wyznaczania kierunku napływu wód do wyrobisk górniczych, znamienny tym, że wierci się poziomo otwory pomiarowe, które uszczelnia się na określoną głębokość od wyrobiska górniczego, następnie mierzy się ciśnienie całkowite w poszczególnych otworach lub w ich części, wyznacza gradient ciśnienia wody i kierunek napływu wód do strefy.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że gradient ciśnienia wyznacza się za pomocą zespołu manometrów różnicowych.
4. 4. Sposób zatłaczania wody do górotworu, znamienny tym, że w czasie zatłaczania wody powoduje się oczyszczanie porów górotworu przez wykonywanie przerw w zatłaczaniu, przy czym w przerwach odwraca się kierunek przepływu wody.
5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że w czasie zatłaczania odwraca się kierunek przepływu wody przez zassanie.
6. 6. Sposób według zastrz;. 4, znamienny tym, że w czasie zatłaczania odwraca się kierunek przepływu wody powodując swobodny wypływ wody z tłocznego otworu.

   * * *