Способ искусственного понижения уровня подземных вод

Под водопонижением в широком понятии подразумевается искусственное понижение свободной или пьезометрической (на­порной) поверхности подземных вод.

При проходке стволов основным назначением водопонижения является перехват потоков подземных вод до поступления их в ствол с целью осушения обводненных пород и уменьшения притока подземных вод в ствол, что создает благоприят­ные условия для проходки его обычным способом на полную глубину.

На практике используют водопонижение трех типов: с поверхности, подземное и комбинированное. При водопонижении с поверхности, как правило, в зоне сооружения ствола предусматривают специальные водопонижающие скважины, оборудованные центробежными насосами или эжекторными иглофильтрами.

Подземный способ водопонижения предусматривает исполь­зование различных средств водопонижения непосредственно в забое проходимого ствола.

При комбинированном способе водопонижения, как правило, используют различные водопонизительные средства, монтируе­мые с поверхности и непосредственно в забое проходимого ствола.

При использовании способа водопонижения с поверхности в непосредственной близости от устья ствола сооружают водопо­низительные скважины. Их расположение в плане может быть по различным контурам (рис. 6).

Рис. 6. Контурные установки водопонижающих сква­жин при проходке вертикальных стволов:

а —по треугольнику; б —по квадрату; в —по прямоугольнику; г — по многоугольнику; д — по окружности

При залегании подошвы водоносного горизонта ниже зумпфа ствола на практике находят широкое распространение схемы водопонижения с использованием водопонижающих скважин с поверхности (рис. 7).

Рис.7. Схема водопонижения при сооружении вертикального ствола

При этом чаще всего водопонижающие скважины распола­гают по контуру относительно ствола шахты. Скважины закла­дывают обычно на расстоянии от ствола, примерно равном не менее двух-трех его диаметров. Эти водопонижающие скважины включаются в работу заранее. Формирование депрессионной воронки происходит до начала горнопроходческих работ в за­бое. Водосодержащие породы на всю глубину заложения ствола должны быть осушены.

При проходке неглубоких стволов (до 20—25 м) по обвод­ненным и слабоустойчивым породам с малыми коэффициентами фильтрации водопонижение с поверхности осуществляют с по­мощью иглофильтровых установок глубинного вакуумного водо­понижения.

При проходке стволов в обводненных песках в ряде случаев используют подземный способ водопонижения с помощью лег­ких иглофильтров. При наличии мелкозернистых песков целе­сообразно устанавливать иглофильтры по периметру ствола за временную крепь с наклоном 15° к вертикали (рис. 8, а).

При проходке ствола в крупнозернистых песках с хорошей водоотдачей установка иглофильтров возможна непосредственно в забое (рис. 8.б), что облегчает крепление ствола.

Рис. 8. Схема подземного водопонижения при проходке ствола с приме­нением легких иглофильтров:

1 — бак перекачного насоса; 2 —перекачкой насос; 3- клинья временной крепи; 4 — вакуум­ный насос; 5— забивные фильтры; 6 — коллектор; 7— сниженный уровень подземных вод; 8 —иглофильтры