Спосіб захисту кімберлітових кар’єрів від підземних вод

Изобретение относится к горкому делу и м . б , использовано при р а з Изобрете.-іие относится к области горного дела и может быть и с п о л ь зовано при разработке открытым с п о собом кимберлитовь'х месторождений в условгях интенсивного обводнения подземными водами. Цель изобретения - сокращение времени формирования к-золяцнонной з а весы и снижение капитальных з а т р а т на ее формирование. На фиг,1 изображена схема сооружения первой очереди изоляционной 1 JffU работке открытым способом кимберлиТОУЫХ месторождений л vrпочиях интен сивного обродненпя подземными водами Цель - сокращение времени формирования изоляционной завесы і* СНИУ еиие капитальных затрат на ее формирование. Для этого- проводят горн ОЙ скрытные работы и осуществляют уетр-во бермы. С бермы бурят скважины первой очереди и нагнетают в них заходами тампонажный раствор (ТР) для формирования изоляционной завесы, которое ведут одновременно с гориовскрышкыми работами. Затем осуществляют устр-во дополнительной бермь' и с нее бурят скважины втотюй очереди. Нагнетание ТР в скважины второй опереди происходит со смещением на 1/? длины заходкя. После сооружения в т о рой очереди изоляционной завесы и окончания реконструкции карьера осуществляют дальнейшую обработку месторождения. А и л . тавесы до реконструкции карьера^ на фиг.2 - схема сооружения второй о ч е реди изоляционной -занеси после реконструкции к а р ь е р а ; на фиг.З - схема тампонажа водоносного горизонта смещенными находками тампонирования; на фиг.4 ~ схема распространения тампонажного раствора из скважин первой очереди. На чертежах и в т е к с т е приняты следующие обозначения; 1 - рулное т е л о ; 2 ~ вопон'ігніій торчзг-чт, 3 3 1502841 изоляционная завеса; 4 - контур отонной завесы педут одновременно с работки карьера до реконструкции; горновскрышными работами. Тампонаж 5 - контур карьера после реконстпроницаемых интервалов, имеющих разрукции; 6 - берма, с которой соору^ личные фильтрационные характеристики, жается первая очередь изоляционной осуществляется раздельно. При практизавеем; 7 - тампонакные скважины чески одинаковых или очень близких первой очереди; 8 - берма для соорупо значению фильтрационных характежения второй очереди изоляционной ристиках, по значительной мощности завесы; 9 - тампонажные скважины 10 водоносного горизонта (более 70 м) второй очереди; 10-13 - интервалы также требуется разделение водоностампонирования водоносного горизонта ного горизонта на тампонируемые инв скважинах первой очереди; 14-18 тервалы. интервалы тампонирования водоносного Нагнетание тампонажного раствора горизонта в скважинах второй очереди; 15 в каждый проницаемый интервал осу19 - контур распространения тампоществляется до достижения расчетного нажного раствора из отдельной сквадавления нагнетания и объема тампожины; 20 - максимальный контур раснажного раствора. пространения тампонажного раствора После сооружения первой очереди из отдельной скважины. 20 карьер отрабатывается до проектной Порядок осуществления способа отметки контура 4, после достиследующий, жения которой приступают к реконструкции карьера. В процессе реС бермы 6 карьера бурят скважины конструкции карьера после подготовки 7 первой очереди, вскрывающие водоновой бермы для сооружения второй носный горизонт 2 на полную мощочереди изоляционной завесы пристуность„ При сооружении первой очереди пают к бурению скважин. скважины бурятся по разреженной схеме, например каждая вторая скважина. Бурение скважин для сооружения второй очереди изоляционной завесы 8 процессе бурения в скважинах выполосуществляют между ранее пробуренныняется комплекс геофизических и гидми и затампонированными скважинами родикамических исследований известпервой очереди. Местоположения скваными методами. По результатам исслежин второй очереди определяют по дований в скважинах определяются месрезультатам маркшейдерской съемки, тоположение водоносного горизонта, его мощность, параметры трещинова35 проведенной в процессе сооружения первой очереди и дающей точные коортости, фильтрационные характеристидинаты скважин первой очереди. ки. На основании полученных результатов осуществляется расчет параметров В процессе бурения скважин второй и формирование вокруг рудного тела очереди в них выполняется полный изоляционной завесы (давление нагне- 40 комплекс геофизических и гидродинатания в объем тампонажного раствора мических исследований. По результатам и радиусы его распространения из отэтих исследований опредепяются фильтдельной скважины). Расчет толщины рационные характеристики частично изоляционной завесы 3 и параметров затампонированного водоносного гоее формирования осуществляется, нап- &5 ризонта, а также трещинная пустотример, по методике комплексного ность. метода тампонажа. При этом расчет На основании полученных значений параметров формирования первой очепроницаемости и трещинной пустотносреди изоляционной завесы осуществляется таким образом, чтобы первая оче-50 ти в скважинах второй очереди опрередь обеспечивала безопасную отработделяются параметры формирования втоку карьера до реконструкции, в зоне рой очереди изоляционной завесы. водоносного горизонта. Выполнив инженерный расчет параметров формирования второй очереди Выполнив расчет всех параметров , - приступают к нагнетанию тампонажного , формирования изоляционной завесы» раствора. При этом, в случае знаосуществляют нагнетание чдходами чительной мощности водоносного готампонажного раствора в скважине пер* ризонта и равномерной его проницавой очереди 7, Формирование изоляциемости по глубине, интервалы тампо- • 6 502841 нированчя смещают ил 1/2 длины заимеющий следующие характеристики: ходки тампонирования по сравнению с допустимая пластическая прочность первой очередью. Смещение интервалов 0,075 МПа; динамическое напряжение тампонирования 14-18 в скважинах 9 г сдвига 150 Па. второй очереди (фиг.2, 3) ка 1/2 Толщина изоляционной завесы 3 длины заходки по сравнению со сква(фиг.1) определяется, например, по жинами первой очереди 7 обеспечи"Нормам технологического проектировает предотвращение возникновения вания угольных шахт" БНТЇЇ 6-76 из возможных зон повышенной проница10 условия устойчивости тампонажного емости. раствора в трещинах максимального П р и м е р . Месторождение отрараскрытия и сост?вчяет 32 м. батывается открытым способом до глуРазмеры контуров распространения бины VIS м. При этом по достижении тампонадного раствора из отдельной карьером глубины 450 м предусматри15 скважины определяются по той же мевается его реконструкция для обестоцике из выражений: печения дальнейшей -углубки, С глубины 300 м отработка карьера (1) 12осложнена наличием мощного водоносного горизонта, распространенного 20 (2) до глубины 500 м. Наиболее эффективным способом загде хгг и г 1 щиты отрабатываемого кимберлитового радиусы распростра1 карьера является сооружение изоляцинения тампонажного онной завесы вокруг рудного тела. раствора в направле25 Наименьшая стоимость изоляционной нии основной и второзавесы обеспечивается при ее сооружестепенной систем трении с берм карьера» виноватости; ЬР перепад давления при Определив место заложения первой течении тампонажного очереди изоляционной завесы (берма, 30 раствора в трещине; с которой осуществляется бурение динамическое напряскважин), производят бурєнче развежение сдвига тамподочных скважин, проведение в них нажного раствора, геофизических и гидродинамических среднее раскрытие исследований с целью определения 35 трещин основной сисгидрогеологических характеристик темы трещиноватостзіі водоносного горизонта. коэффициент трещинНапример, по результатам исследоной анизотропии. ваний определены следующие харакДанным расчетом определяются ратеристики для расчета параметров фор - 40 диусы распространения тампонажного мирования изоляционной завесы: коэфраствора по трещинам, соответствуюфициент проницаемости 2,64 1 ( Г 1 і м 2 ; щим среднему раскрытию системы трещитрещинная пустотность 0,7%, среднее новатости Ьпг* Яри этом необходимо раскрытие трещин 1.16*10~3 м; макучитывать, что часть трещин горного симальное раскрытие трещин 0,2 м; 45 массива имеет раскрытие трещин более» напор подземных вод 3,9 МПа; мощ- гчем 012_ . В этой связи необходимо ность вод водоносного горизонта определить распространение раствора 200 м. из отдельной скважины по трещинам, Глубина тампонажних скважин для ел имеющим большее, чем о 2 ,f раскрытие. сооружения первой очереди иэоляцнонРадиусы максимального распространеной завесы составляет 350 м. Бурения определяем из выражений ние скважин первой очереди осуществ Е ляется с бермы карьера, расположен-ной на глубине 150 м от поверхности. Длина изоляционной зачесы составляет 1900 м. Количество тампонажчых скважин 180 шт. В качестве тампонажного материала используется глиноцемектный раствор, ; о) гМі - г я і . £ ; (4) •••'І 55 -де