RU2320874C2 - Method for pit protection against underground water inflow - Google Patents

Method for pit protection against underground water inflow Download PDF

Info

Publication number
RU2320874C2
RU2320874C2 RU2005135292/03A RU2005135292A RU2320874C2 RU 2320874 C2 RU2320874 C2 RU 2320874C2 RU 2005135292/03 A RU2005135292/03 A RU 2005135292/03A RU 2005135292 A RU2005135292 A RU 2005135292A RU 2320874 C2 RU2320874 C2 RU 2320874C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pit
wells
create
kimberlite pipe
underground water
Prior art date
Application number
RU2005135292/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005135292A (en
Inventor
Виль Сайдельевич Якупов (RU)
Виль Сайдельевич Якупов
Мансур Вильевич Якупов (RU)
Мансур Вильевич Якупов
Сергей Вильевич Якупов (RU)
Сергей Вильевич Якупов
Original Assignee
Институт космофизических исследований и аэрономии СО РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт космофизических исследований и аэрономии СО РАН filed Critical Институт космофизических исследований и аэрономии СО РАН
Priority to RU2005135292/03A priority Critical patent/RU2320874C2/en
Publication of RU2005135292A publication Critical patent/RU2005135292A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2320874C2 publication Critical patent/RU2320874C2/en

Links

Landscapes

  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

FIELD: mining and pit protection against underground water inflow in the case of open-pit kimberlite pipe and other mineral deposits development in subpermafrost horizon.
SUBSTANCE: method involves discharging water initially contained in deposit section to be developed and precipitation water from said deposit section; drilling injection wells around kimberlite pipe perimeter and from pit bottom; performing explosions in wells surrounding kimberlite pipe perimeter and carrying-out hydraulic fracturing from wells drilled from pit bottom to create jointed subvertical and subhorizontal rock fissured zones, which have uniform fissures; supplying plugging materials therein and creating joined solid watertight diaphragms shaped as integral cups.
EFFECT: possibility to create watertight diaphragm, which protects deposit section to be developed against underground water ingress.

Description

Изобретение относится к горному делу, в частности для защиты карьеров от притока подземных вод при открытой разработке кимберлитовых трубок и месторождений других полезных ископаемых в подмерзлотном (водоносном) горизонте.The invention relates to mining, in particular for protecting quarries from the influx of groundwater during open pit mining of kimberlite pipes and other mineral deposits in the permafrost (aquifer) horizon.

Известен способ защиты карьеров в указанных условиях, включающий водоотлив - откачку или дренаж поступающих в карьер подземных вод с направлением их через систему труб с насосами в открытые водоемы или подземные водоносные горизонты глубокого залегания [1]. Прототип.There is a method of protecting quarries in these conditions, including drainage - pumping or drainage of groundwater entering the quarry with their direction through a system of pipes with pumps into open reservoirs or underground aquifers of deep occurrence [1]. Prototype.

Недостатками этого способа являются:The disadvantages of this method are:

необходимость создания сложной системы отводящих труб с насосами и скважин для закачки поступающх в карьер вод в более глубокие горизонты-коллектора непосредственно под разрабатываемым месторождением или подъема воды наверх с последующей ее транспортировкой по трубам для слива в открытые водоемы, если это возможно по экологическим соображениям, или закачки в более глубокие горизонты-коллектора на удалении от месторождения;the need to create a complex system of outlet pipes with pumps and wells for pumping water entering the quarry into deeper reservoir horizons directly below the field being developed or lifting water upwards with its subsequent transportation through pipes for discharge into open reservoirs, if possible for environmental reasons, or injections into deeper reservoir horizons at a distance from the field;

необходимость, нередко, перемещения огромных объемов воды, измеряемых сотнями тысяч кубических метров.the need, often, to move huge volumes of water, measured in hundreds of thousands of cubic meters.

Техническая задача заключается в создании сплошной водонепроницаемой противофильтрационной завесы, предохраняющей разрабатываемую часть месторождения от дальнейших притоков подземных вод, и водоотливе изначально содержащихся в нем подземных и дождевых вод.The technical task is to create a continuous waterproof curtain, protecting the developed part of the field from further groundwater inflows, and drainage of underground and rainwater originally contained in it.

Предлагается способ защиты разрабатываемой в подмерзлотном горизонте открытым способом части кимберлитовой трубки или месторождения иного полезного ископаемого от притока подземных вод, включающий водоотлив изначально содержавшихся и, в том числе, поступающих с осадками, в запланированной к отработке части месторождения вод, заключающийся в том, что бурят нагнетательные скважины по периметру кимберлитовой трубки и со дна карьера, взрывами в скважинах по периметру кимберлитовой трубки и гидроразрывами из скважин, пробуренных со дна карьера, создают состыкованные субвертикальную и субгоризонтальную зоны пород высокой трещиноватости, однородные по этому признаку, подают в них под давлением тампонажные материалы и создают стыкующиеся сплошные водонепроницаемые противофильтрационные завесы, образующие одно целое в форме стакана.A method is proposed for protecting a part of a kimberlite pipe or other mineral deposits developed in the permafrost horizon from an underground water influx, including the drainage of initially contained, including those coming from sediments, in the part of the water field planned for development, which consists in drilling injection wells along the perimeter of the kimberlite pipe and from the bottom of the quarry, explosions in the wells along the perimeter of the kimberlite pipe and hydraulic fractures from wells drilled from the bottom to the open-pit mine create jointed subvertical and subhorizontal zones of high-fracture rocks that are homogeneous by this feature, supply grouting materials to them under pressure and create interlocking continuous waterproof anti-filtering curtains that form a single unit in the form of a glass.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, что предварительно по периметру карьера бурят нагнетательные скважины, позволяет в последующем взрывами в них создать субвертикальную кольцевую зону пород высокой трещиноватости, однородную по этому признаку.Introduced into the claims is such an essential feature that previously injection wells are drilled along the perimeter of the quarry, subsequently by explosions in them, it is possible to create a subvertical annular zone of highly fractured rocks, uniform in this feature.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, что предварительно со дна карьера бурят нагнетательные скважины, позволяет в последующем гидроразрывами из них создать субгоризонтальную зону пород высокой трещиноватости, однородную по этому признаку.Introduced into the claims is such an essential feature that previously injection wells are drilled from the bottom of the quarry, it subsequently allows fracturing to create a subhorizontal zone of rocks of high fracture, uniform in this feature.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, что в созданные взрывами и гидроразрывами зоны пород высокой трещиноватости через нагнетательные скважины подают под давлением тампонирующие материалы, позволяет после их отвердевания получить состыкованные субвертикальную и субгоризонтальную сплошные монолитные водонепроницаемые противофильтрационные завесы.Introduced into the claims is such an essential feature that plugging materials are fed under pressure into pressure-fractured zones of high fractured rocks through injection wells and, after hardening, receive joined subvertical and subhorizontal continuous monolithic waterproof antifiltration curtains.

Способ осуществляется следующим образом. По периметру кимберлитовой трубки по регулярной сети со дна карьера бурят нагнетательные скважины до проектной глубины, взрывами в первых и гидроразрывами во вторых создают субвертикальную и субгоризонтальную зоны пород высокой трещиноватости, однородные по этому признаку, стыкующиеся и гидравлически связанные. Далее через нагнетательные скважины в них подают под давлением тампонажные материалы, после затвердевания которых образуется сплошная монолитная водонепроницаемая противофильтрационная завеса в форме стакана, внутри которого располагается отрабатываемая часть месторождения. Предпочтительнее использовать тампонирующие материалы, которые не подвержены разрушительному воздействию агрессивных подземных вод и объем которых при затвердевании возрастает, что способствует лучшему заполнению порового пространства. Расстояние между скважинами по периметру кимберлитовой трубки выбирается таким, чтобы при взрывах в двух соседних скважинах между ними создавалась однородная зона трещиноватых пород. Для создания однородной по степени трещиноватости субгоризонтальной зоны пород возможно выполнение серии гидроразрывов, введение в эту зону жидких взрывчатых веществ и взрыв их. Степень однородности трещиноватой зоны до закачки раствора можно оценить с помощью геофизических исследований в скважинах, в частности измеряя последовательно сопротивление между электродами в двух соседних скважинах, которые в рассматриваемых условиях будут заполнены водой. На участках с высоким сопротивлением и, следовательно, относительно меньшей степенью разрушения пород для увеличения их трещиноватости взрывы следует повторить. Наличие гидравлической связи субгоризонтальной и субвертикальной зон пород высокой трещиноватости можно установить известными способами: подачей в скважину на дне карьера растворов с различными индикаторами - солями, красящими веществами, радиоактивными изотопами - и контролем их поступления в скважины по периметру карьера. Воды, изначально содержавшиеся в изолированном противофильтрационными завесами объеме горных пород и поступающие в карьер с осадками, удаляются известными способами водоотлива и/или дренирования.The method is as follows. On the perimeter of the kimberlite pipe, injection wells are drilled from the bottom of the quarry to the design depth, by explosions in the first and hydraulic fractures in the second, they create subvertical and subhorizontal zones of rocks of high fracture, uniform in this sign, joined and hydraulically connected. Then, through the injection wells, grouting materials are supplied into them under pressure, after hardening of which a continuous, monolithic waterproof antifiltration curtain in the form of a cup is formed, inside which the worked out part of the field is located. It is preferable to use plugging materials that are not susceptible to the damaging effects of aggressive groundwater and whose volume during solidification increases, which contributes to a better filling of the pore space. The distance between the wells along the perimeter of the kimberlite pipe is chosen so that during explosions in two neighboring wells, a homogeneous zone of fractured rocks is created between them. To create a subhorizontal zone of rocks that is homogeneous in degree of fracture, it is possible to carry out a series of hydraulic fractures, introduce liquid explosives into this zone and burst them. The degree of homogeneity of the fractured zone prior to injection of the solution can be estimated using geophysical studies in wells, in particular, by measuring successively the resistance between the electrodes in two neighboring wells, which will be filled with water under the considered conditions. In areas with high resistance and, consequently, a relatively lower degree of rock destruction, explosions should be repeated to increase their fracturing. The presence of a hydraulic connection between the subhorizontal and subvertical zones of highly fractured rocks can be established by known methods: by feeding solutions with various indicators — salts, dyes, radioactive isotopes — into the well at the bottom of the quarry and controlling their entry into the wells along the perimeter of the quarry. The waters that were initially contained in the rock volume isolated by the anti-filter curtains and entering the quarry with precipitation are removed by known methods of drainage and / or drainage.

Преимущество предлагаемого способа заключается в создании надежной противофильтрационной завесы в форме стакана, изолирующей отрабатываемую часть месторождения от притока подземных вод.The advantage of the proposed method is to create a reliable antifiltration curtain in the form of a glass that isolates the mined part of the field from the influx of groundwater.

Источники информацииInformation sources

1. Горная энциклопедия, том 1. - М.: Изд. «Советская энциклопедия», 1984. с.407.1. Mountain Encyclopedia, Volume 1. - M .: Publishing House. "Soviet Encyclopedia", 1984. p.407.

Claims (1)

Способ защиты разрабатываемой в подмерзлотном горизонте открытым способом части кимберлитовой трубки или месторождения иного полезного ископаемого от притока подземных вод, включающий водоотлив изначально содержавшихся и, в том числе, поступающих с осадками, в запланированной к отработке части месторождения вод, отличающийся тем, что бурят нагнетательные скважины по периметру кимберлитовой трубки и со дна карьера, взрывами в скважинах по периметру кимберлитовой трубки и гидроразрывами из скважин, пробуренных со дна карьера, создают состыкованные субвертикальную и субгоризонтальную зоны пород высокой трещиноватости, однородные по этому признаку, подают в них под давлением тампонажные материалы и создают стыкующиеся сплошные водонепроницаемые противофильтрационные завесы, образующие одно целое в форме стакана.A method of protecting a part of a kimberlite pipe or other mineral deposits developed in the permafrost horizon from an underground water influx, including the drainage of initially contained and including those coming with sediments, in a part of the water field planned for development, characterized in that injection wells are drilled along the perimeter of the kimberlite pipe and from the bottom of the pit, explosions in the wells along the perimeter of the kimberlite pipe and hydraulic fractures from the wells drilled from the bottom of the pit, create ostykovannye subvertical and high sub-horizontal fracture rocks zone homogeneous on this basis is supplied to them under pressure grouting materials and create watertight mating solid curtain, forming one piece cup-shaped.
RU2005135292/03A 2005-11-14 2005-11-14 Method for pit protection against underground water inflow RU2320874C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005135292/03A RU2320874C2 (en) 2005-11-14 2005-11-14 Method for pit protection against underground water inflow

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005135292/03A RU2320874C2 (en) 2005-11-14 2005-11-14 Method for pit protection against underground water inflow

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005135292A RU2005135292A (en) 2007-06-10
RU2320874C2 true RU2320874C2 (en) 2008-03-27

Family

ID=38311865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005135292/03A RU2320874C2 (en) 2005-11-14 2005-11-14 Method for pit protection against underground water inflow

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2320874C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Горная энциклопедия. T.1. Советская энциклопедия. - М., 1984, с.407. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005135292A (en) 2007-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9879401B2 (en) Oil and gas well and field integrity protection system
CN102425421B (en) Novel water control method suitable for mine shafts
CN108755836A (en) Mine water resource method of comprehensive utilization based on mine water underground storage
CN103742145A (en) Water control method for abnormal water-enriched region of coal mine
CN104329113B (en) A kind of method of surface drilling standing seat earth release mash gas extraction
RU2341658C1 (en) Method of prevention of flooding of potassium mines and hazardous deformations of earth surface at underground water inrush into mines
CN103670510A (en) Method for draining ponding in goaf by laneway casing pipe method
CN107152309B (en) A kind of coal seam is the high water level and high-speed drainage water damage control method of Main aquifer
CN102828730A (en) Nonmetallic mineral underground in-situ drilling corrosion mining new technology
RU2630519C1 (en) Method for well construction in complicated conditions
RU2365735C2 (en) Opening method of high-pressure stratums, saturated by strong brines
CN103032059B (en) A kind of directed hydraulic pressure burst communicatin exploitation method
RU2320873C2 (en) Method for pit protection against underground water inflows
CN109583047B (en) Method for predicting tunnel water and mud outburst surface subsidence forming time
RU2320874C2 (en) Method for pit protection against underground water inflow
RU2283942C2 (en) Well killing method
RU88052U1 (en) DEEP WELL CONSTRUCTION
RU2664281C1 (en) Method for developing kimberlite deposits
RU2511329C1 (en) Method of action on coal bed
RU2136890C1 (en) Method for degassing of coal seams
RU2361067C1 (en) Method of well production of liquid mineral susceptible to temperature phase transition
RU2076923C1 (en) Method of formation of flagging screen in water-encroached rocks
RU2666570C1 (en) Method of degasssing of overworked accompanying bed
Johnson Salt dissolution and subsidence or collapse caused by human activities
RU2487997C1 (en) Method to prepare water-logged gas saturated massif of rocks to mining by underground method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091115