PL170245B1 - Method of reducing quantity of water drained horizontally into workings of open pit mines - Google Patents

Abstract

Sposób zmniejszania Ilości wody dopływającej poziomo do wyrobiska kopalni odkrywkowej, znamienny tym, że z powierzchni terenu kopalni odkrywkowej wierci się sukcesywnie partiami w szachownicę po co najmniej dwa rzędy otworów o średnicy większej niż 40 mm, które wypełnia się materiałem wybuchowym, a następnie zawiesiną ilastą, po czym jednocześnie odpala wszystkie ładunki materiału wybuchowego.Method of reducing the amount of water flowing horizontally into the opencast mine excavation, characterized in that the surface of an opencast mine is drilled successively Checkered in batches of at least two rows of holes with a diameter greater than 40 mm, which filled with an explosive, then a clay slurry, and then simultaneously ignites all charges of explosives.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zmniejszania ilości wody dopływającej poziomo, tj. bocznie do wyrobiska kopalni odkrywkowej, mający zastosowanie w górnictwie odkrywkowym, ochronie terenów wodonośnych i ekranizacji składowisk odpadów.The subject of the invention is a method of reducing the amount of water flowing horizontally, i.e. laterally into an open-cast mine excavation, applicable in opencast mining, protection of aquifers and screening of waste landfills.

Dotychczas znany sposób osuszania złoża i terenu kopalni odkrywkowej polega na zainstalowaniu na obrzeżach kopalni studni odwadniających o głębokości co najmniej równej głębokości zalegania złoża oraz wypompowywaniu z tych studni wody tak szybko i w takiej ilości, aby całe złoże i teren kopalni były powyżej nowego dynamicznego poziomu wód gruntowych.The previously known method of draining the deposit and the area of an open-cast mine consists in installing drainage wells on the outskirts of the mine with a depth at least equal to the depth of the deposit and pumping out water from these wells so quickly and in such an amount that the entire deposit and the mine area are above the new dynamic groundwater level .

Zasadniczą wadą tego sposobu osuszania złoża i terenu kopalni odkrywkowej jest to, że dla zachowania nowego niższego poziomu wód gruntowych trzeba wypompowywać ciągle wodę, która napływa z coraz dalszej odległości dążąc do wyrównania poziomu. W związku z ciągłą pracą pomp w studniach odwadniających, otrzymuje się dynamiczne zwierciadło wody w kształcie stożka, którego wierzchołkiem jest kopalnia, a podstawa w zależności od głębokości kopalni może dochodzić do kilku kilometrów. Dopływająca do kopalni woda jest wypompowywana poza obręb wyrobiska, co jest jednak czynnością bardzo kosztowną, a jednocześnie wskutek obniżenia poziomu wód gruntowych osuszającą zbyt duży teren.The main disadvantage of this method of draining the deposit and the area of the opencast mine is that in order to maintain a new, lower groundwater level, it is necessary to constantly pump out the water that flows from more and more distances, trying to equalize the level. Due to the continuous operation of pumps in the drainage wells, a dynamic cone-shaped water table is obtained, the top of which is the mine, and the base, depending on the depth of the mine, can reach several kilometers. The water flowing into the mine is pumped out of the excavation, which is, however, a very costly operation, and at the same time, due to the lowering of the groundwater level, drains too large an area.

Istota wynalazku polega na tym, że z powierzchni terenu kopalni odkrywkowej dookoła wyrobiska wierci się sukcesywnie partiami w szachownicę po co najmniej dwa rzędy otworów o średnicy większej niż 40 mm, wypełnia otwory materiałem wybuchowym, a następnie zawiesiną ilastą oraz jednocześnie odpala wszystkie ładunki materiału wybuchowego.The essence of the invention consists in the fact that from the surface of the open-cast mine around the excavation, at least two rows of holes with a diameter greater than 40 mm are successively drilled in checkerboard sections, the holes are filled with explosives and then with clay suspension, and at the same time all charges of explosive material are fired.

Zasadnicza zaleta sposobu według wynalazku to zmniejszenie ilości wody dopływającej poziomo do wyrobiska kopalni odkrywkowej o 75%. Dodatkowe zalety to zmniejszenie promienia leja depresji o 70% i zmniejszenie ilości studni odwadniających o 70%.The main advantage of the method according to the invention is the reduction of the amount of water flowing horizontally into the excavation of the open-pit mine by 75%. Additional advantages are the reduction of the depression hopper radius by 70% and the reduction of the number of drainage wells by 70%.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest na przykładzie wykonania.The subject of the invention is presented in an exemplary embodiment.

Sposób zmniejszania ilości wody dopływającej poziomo do wyrobiska kopalni odkrywkowej polega na wykonaniu ekranu bocznego pionowego w warstwie wodonośnej. Warstwa ta usytuowana jest dookoła złoża, które leży na głębokości 200 m, pod którym znajduje się warstwa nie przepuszczająca wodę. Ekran ten wykonuje się następujące. Z powierzchni terenu kopalni odkrywkowej dookoła złoża lub wyrobiska w odległości 100 m od granicy złoża wierci się sukcesywnie partiami w szachownicę po co najmniej dwa rzędy otworów' o średnicy 150 mm na głębokość 220 m, przy czym odległość między otworami w rzędzie wynosi 10 m, a między rzędami otworów 6m. Przybitka o długości 20 m cementowa lub gipsowa. Otwory ładuje się dynamitem 8GH w ilości 10 kg na metr otworu. Ładunki o średnicy 100 mm umieszcza się w otworach współosiowo i zalewa zawiesiną iłową o stosunku iłu do wody 2:3. Ładunki uzbraja się zapalnikiem elektrycznym umieszczonym na dnie każdego otworu i odpala jednocześnie. W wyniku wybuchu o temperaturze 3420°C otrzymuje się kawerny powybuchowe w kształcie walca o średnicy 6 m i długości 200 mm nie połączone otworem z powierzchnią i wypełnione gazem o ciśnieniu 4 MPa. Ścianki kawern powybuchowych i grunt między tymi kawernami sprasowany jest ciśnieniem 4 MPa, dzięki czemu ścianki kawern powybuchowych są wzmocnione i uszczelnione wypaloną gliną, której temperaturaThe method of reducing the amount of water flowing horizontally into the excavation of an open-pit mine consists in making a side vertical screen in the aquifer. This layer is located around the bed, which lies at a depth of 200 m, under which there is a layer that is impervious to water. This screen does the following. From the surface of the opencast mine around the deposit or excavation at a distance of 100 m from the deposit boundary, at least two rows of holes with a diameter of 150 mm and a depth of 220 m are successively drilled in a checkerboard pattern, with a distance of 10 m between the holes in the row, and 6m between rows of holes. A 20 m long cement or gypsum wad. The holes are loaded with dynamite 8GH at the rate of 10 kg per meter hole. Loads with a diameter of 100 mm are placed coaxially in the holes and flooded with a clay suspension with a clay to water ratio of 2: 3. The charges are armed with an electric fuse located at the bottom of each opening and fired simultaneously. As a result of the explosion at a temperature of 3420 ° C, cylinder-shaped blast caverns with a diameter of 6 m and a length of 200 mm are obtained, not connected to the surface by a hole and filled with gas at a pressure of 4 MPa. The walls of the blast caverns and the ground between these caverns are pressed under a pressure of 4 MPa, thanks to which the walls of the blast caverns are strengthened and sealed with baked clay, the temperature of which

170 245 wypalania wynosi 1480°C oraz stopionymi w czasie wybuchu ziarnami piasku, którego temperatura topnienia wynosi 1730°C. Tak otrzymane ściany kawern powybuchowych nie przepuszczają wody. W miejscach obciążeń na powierzchni, jakimi są np. drogi, kawerny powybuchowe nawierca się z powierzchni terenu kopalni odkrywkowej i wypełnia iłem. Tak wykonane kawerny powybuchowe stanowią ekran boczny pionowy, który zmniejsza ilość wody dopływającej poziomo do wyrobiska kopalni odkrywkowej o 75% w rezultacie zmniejszenia dotychczasowej wynoszącej 100% przestrzeni przepuszczającej wodę do 25%. Zastosowanie takiego ekranu bocznego pionowego powoduje, że woda może dopływać do wyrobiska kopalni odkrywkowej z warstwy przypowierzchniowej, a promień leja depresji jest mniejszy o 70%. Studnie odwadniające umieszcza się jedynie pomiędzy wyrobiskiem górniczym, a ekranem bocznym pionowym, a ich ilość jest o 70% mniejsza niż bez ekranu. Dalsze osuszanie terenu kopalni odkrywkowej odbywa się przez wypompowywanie wody dopływającej pionowo przez warstwę przypowierzchniową.170,245 firing amounts to 1480 ° C and with the grains of sand melted during the explosion, the melting point of which is 1730 ° C. The walls of the blast caverns thus obtained are impermeable to water. In places of load on the surface, such as roads, post-blast caverns are drilled from the surface of the open-cast mine and filled with clay. The blast caverns made in this way constitute a vertical side screen, which reduces the amount of water flowing horizontally into the opencast mine excavation by 75% as a result of reducing the existing 100% water permeable space to 25%. The use of such a vertical side screen allows water to flow into the excavation of the opencast mine from the subsurface layer, and the radius of the depression cone is 70% smaller. Drainage wells are placed only between the mining excavation and the side vertical screen, and their number is 70% smaller than without the screen. Further drainage of the area of the opencast mine takes place by pumping out the water flowing vertically through the subsurface layer.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 złPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price PLN 2.00

Claims (1)

Zastrzeżenie patentowePatent claim Sposób zmniejszania ilości wody dopływającej poziomo do wyrobiska kopalni odkrywkowej, znamienny tym, że z powierzchni terenu kopalni odkrywkowej wierci się sukcesywnie partiami w szachownicę po co najmniej dwa rzędy otworów o średnicy większej niż 40 mm, które wypełnia się materiałem wybuchowym, a następnie zawiesiną ilastą, po czym jednocześnie odpala wszystkie ładunki materiału wybuchowego.A method of reducing the amount of water flowing horizontally into the excavation of an open-cast mine, characterized in that the surface of the surface of the open-cast mine is successively drilled in a checkerboard pattern for at least two rows of holes with a diameter greater than 40 mm, which are filled with explosives and then with clay suspension, and then simultaneously fires off all charges of the explosive.