Влияние гидрогеологического фактора при ведении горных работ на Порецкой гипсовой шахте
Наведені результати дослідження раптового прориву води у головний вентиляційний штрек гіпсової шахти.
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2009
|
| Назва видання: | Геотехническая механика |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/33283 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние гидрогеологического фактора при ведении горных работ на Порецкой гипсовой шахте / Л.В. Покутнева, Б.В. Васильев // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 83. — С. 138-143. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-33283 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-332832012-05-28T12:56:09Z Влияние гидрогеологического фактора при ведении горных работ на Порецкой гипсовой шахте Покутнева, Л.В. Васильев, Б.В. Наведені результати дослідження раптового прориву води у головний вентиляційний штрек гіпсової шахти. Results of research of sudden break of water in main ventilating drift of gipseous mine are described. 2009 Article Влияние гидрогеологического фактора при ведении горных работ на Порецкой гипсовой шахте / Л.В. Покутнева, Б.В. Васильев // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 83. — С. 138-143. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/33283 622.363 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Наведені результати дослідження раптового прориву води у головний вентиляційний
штрек гіпсової шахти. |
| format |
Article |
| author |
Покутнева, Л.В. Васильев, Б.В. |
| spellingShingle |
Покутнева, Л.В. Васильев, Б.В. Влияние гидрогеологического фактора при ведении горных работ на Порецкой гипсовой шахте Геотехническая механика |
| author_facet |
Покутнева, Л.В. Васильев, Б.В. |
| author_sort |
Покутнева, Л.В. |
| title |
Влияние гидрогеологического фактора при ведении горных работ на Порецкой гипсовой шахте |
| title_short |
Влияние гидрогеологического фактора при ведении горных работ на Порецкой гипсовой шахте |
| title_full |
Влияние гидрогеологического фактора при ведении горных работ на Порецкой гипсовой шахте |
| title_fullStr |
Влияние гидрогеологического фактора при ведении горных работ на Порецкой гипсовой шахте |
| title_full_unstemmed |
Влияние гидрогеологического фактора при ведении горных работ на Порецкой гипсовой шахте |
| title_sort |
влияние гидрогеологического фактора при ведении горных работ на порецкой гипсовой шахте |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2009 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/33283 |
| citation_txt |
Влияние гидрогеологического фактора при ведении горных работ на Порецкой гипсовой шахте / Л.В. Покутнева, Б.В. Васильев // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 83. — С. 138-143. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| series |
Геотехническая механика |
| work_keys_str_mv |
AT pokutnevalv vliâniegidrogeologičeskogofaktoraprivedeniigornyhrabotnaporeckojgipsovojšahte AT vasilʹevbv vliâniegidrogeologičeskogofaktoraprivedeniigornyhrabotnaporeckojgipsovojšahte |
| first_indexed |
2025-07-03T13:49:08Z |
| last_indexed |
2025-07-03T13:49:08Z |
| _version_ |
1836633868050890752 |
| fulltext |
138 Выпуск № 83
УДК 622.363
Л.В.Покутнева, преподаватель (ДИИТ)
Б.В. Васильев, гл. технолог
(ИГТМ НАН Украины)
ВЛИЯНИЕ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОГО ФАКТОРА ПРИ ВЕДЕНИИ
ГОРНЫХ РАБОТ НА ПОРЕЦКОЙ ГИПСОВОЙ ШАХТЕ
Наведені результати дослідження раптового прориву води у головний вентиляційний
штрек гіпсової шахти
INFLUENCE OF THE HYDRO-GEOLOGICAL FACTOR AT CONDUCT-
ING MINING WORKS ON PORETSKY GIPSEOUS MINE
Results of research of sudden break of water in main ventilating drift of gipseous mine are de-
scribed
Анастасово - Порецкое месторождение, как и большинство месторождений
гипса, относится к осадочному типу. По условиям отложения сульфата кальция
месторождение относится к эпигенетическому подтипу, то есть образовалось
путем первоначального безводного сульфата кальция (ангидрита) с последую-
щей его гидратацией подземными водами.
Над гипсовой толщей расположены известняки казанского яруса, отличаю-
щиеся большой трещиноватостью, они частично обводнены и подвержены воз-
действию агрессивных инфильтрующих поверхностных вод. Вследствие раз-
рушенности известняки облегчают доступ подземным водам к более раствори-
мым, но менее трещиноватым гипсам сакмарского яруса. Таким образом, зале-
гание известняков на гипсовоангидритовых породах способствует усилению
карстовых процессов.
Встреченные горными работами геологические нарушения гипсового пласта
связаны с развитием в плоскостях смещения зон дробления, трещиноватости,
замещения гипса глинистым материалом и ангидритом. В ряде случаев отмече-
но увлажнение целиков и потолочин, капёж воды.
Результаты ранее выполненных геофизических исследований в выработках
околоствольного двора и сопряженных с ними показали наличие 3 основных
геодинамических зон относительно высокой скоростью подземных потоков в
трещиноватой доломитовой толще казанского яруса. Подземные потоки двига-
ются в основном по поверхности гипсодоломитов и реже гипсов. Зоны имеют
субширокое простирание и пересекают некоторые планируемые, в соответст-
вии с проектом ведения горных работ, выработки. Наиболее опасными участ-
ками являются купола пересечения геодинамических зон и зон трещиноватости.
В первой южной геодинамической зоне выделено 5 куполов, во второй- 4 купо-
ла, в третьей северной зоне-1купол.
Усложняющим фактором геологической нарушенности породного массива
Анастасово – Порецкого месторождения является гидрологический фактор.
Гидрогеологические условия Анастасово-Порецкого гипсового месторожде-
ния характеризуются:
"Геотехническая механика" 139
- комплексом водоносных горизонтов, характеризующихся различной гид-
равлической связью;
- распространением статических вод в отдельных стратиграфических пород-
ных слоях;
- влиянием карстовых процессов, происходящих в казанских доломитах,
расположенных непосредственно над гипсами разрабатываемого пласта;
- наличием тектоноэрозионных зон (врезов) в гипсовой толще, определяю-
щих взаимодействие воды с породой.
Потенциальными причинами прорывов воды в горные выработки шахты из
подземных водоносных горизонтов могут быть: недостаточная мощность за-
щитной пачки в потолочине камер; трещиноватость верхней защитной пачки;
пересечение горными выработками карстовых и тектоно – карстовых геологи-
ческих нарушений, сообщающихся с подземными водоносными горизонтами;
пересеченные горными выработками трещин, заполненных глинисто-илистым
материалом, постепенно вымываемым или выдавливаемым сообщающимися с
ними напорными водами подземных водоносных горизонтов; пересечение за-
боями проходческих горных выработок отдельных водоносных трещин и кар-
стовых полостей, сообщающихся с водными подземными бассейнами; пересе-
чение горными выработками незатампонированных буровых скважин геологи-
ческой разведки, пройденных через подземные водоносные горизонты.
Известно, что из общего числа прорывов воды в горные выработки шахт
только 10 - 15% приходится на прорывы воды из поверхностных водоемов,
ливневых и паводковых вод из старых затопленных горных выработок, а 85 -
90% приходится на прорывы воды из подземных водоносных горизонтов.
Притоки воды при прорывах из подземных водоносных горизонтов в горные
выработки шахт в зависимости от геологических и гидрогеологических условий
колеблются в весьма широких пределах – от нескольких десятков до несколько
тысяч кубометров в час.
Прорывы в горные выработки загрязненной глинисто-илистыми частицами
воды из трещиноватых и карстовых скальных пород более опасны по своим по-
следствиям, чем прорывы незагрязненной воды, вследствие того, что загряз-
ненная вода, засоряя насосы, весьма быстро выводит их из строя, а также тем,
что трещины и полости скальных горных пород, будучи частично заполненны-
ми глинисто-илистыми материалами, плохо поддаются цементации.
Самыми опасными по своим последствиям являются внезапные прорывы
воды в горные выработки, при которых происходит размыв и разрушение гор-
ных пород вокруг выработок, что почти всегда влечёт за собой их деформацию
и разрушение и, как следствие, прекращение работ на значительное время с
большими материальными и трудовыми затратами.
Примером внезапного прорыва воды может послужить аварийная ситуация,
возникшая при проведении вентиляционного штрека на Порецкой гипсовой
шахте.
Шахтное поле Порецкой гипсовой шахты вскрыто вертикальными главным
№ 1 и вспомогательным № 2 стволами. Подготовительные работы заключаются
140 Выпуск № 83
в проходке панельных транспортных и вентиляционных штреков при оконту-
ривании выемочных полей, а также в проходке камерных вентиляционных
штреков. Система отработки – камерно – столбовая. Технология добычи полез-
ного ископаемого на гипсовой шахте ведётся двумя способами: буровзрывным
и машинным (горнопроходческими комбайнами).
При проведении главного вентиляционного штрека на боковой стене выра-
ботки в районе ПК29 вскрыто геологическое нарушение в виде горизонталь-
ных трещин (каверны с размерами 75,0 × 15,0 мм).
Через месяц после проведения выработки из трещин произошел внезапный
прорыв воды, который имел тенденцию к резкому увеличению дебита за ко-
роткий промежуток времени от 0,2 до 305,2 м3/ч, что привело к частичному за-
топлению выработок шахты и длительной остановке ее эксплуатации. Участок
внезапного прорыва воды приведен на рис.1.
Для определения причины внезапного прорыва воды в выработку были вы-
полнены наблюдения и проанализированы результаты замеров по откачке во-
ды из подземного пространства шахты за период – июнь – октябрь 2005 г
(табл.1).
Установлено, что в самом начале внезапного прорыва приток воды был не-
значителен, затем он в короткий промежуток времени быстро возрос и достиг
своего максимального значения при дальнейшей стабилизации дебита в течение
длительного времени.
Анализ горногеологических и гидрогеологических условий Анастасово -
Порецкого месторождения показал, что полезная толща, как гипса, так и ан-
гидрита, не выдержана по мощности, имеются включения доломитовых про-
слоев, а над выработками расположен мощный водоносный казанский карбо-
натный горизонт, который повсеместно распространен как на аварийном участ-
ке, так и за его пределами. Мощность обводненной части казанских отложений
колеблется от 16,4 до 32,0 м. Водовмещающими породами являются доломити-
зированные известняки и доломиты, трещиноватые и закарстованные. Фильт-
рационные свойства доломитов казанского яруса высокие.
Ситуацию прорыва воды в выработки шахты необходимо отнести к неожи-
данной, экстренного проявления, которая до вскрытия гипсового массива гор-
ной выработкой является непрогнозируемой с точки зрения зональной оценки
гидрогеомеханических условий.
Основной причиной внезапного прорыва воды в главном вентиляционном
штреке Порецкой гипсовой шахты являются геодинамические процессы раз-
грузки породного массива силами горного давления на участке проведения вы-
работки и связанные с этим изменения в нем. Это привело к формированию в
породном массиве пустотностей, зон разуплотнения, что привело к изменению
пространственного расположения сети естественно ориентированных трещин.
Скрытый характер протекания этих процессов делает их труднопрогнозируе-
мыми и трудноконтролируемыми. Комплекс этих факторов создал условия для
возникновения гидравлической связи между расположенным над I-м пластом
гипса водоносным казанским карбонатным горизонтом (источник воды) – гео-
"Геотехническая механика" 141
логоразведочной скважиной № 6 – сетью трещин – подземной выработкой.
– место прорыва воды
– участок гидрогеомеханической аномалии
– вторая геодинамическая зона
1. Вентиляционная выработка; 2. Конвейерная выработка;
3. Откаточная выработка; 4. Склад ВВ.
Рисунок 1 – Выработки шахты на участке прорыва воды
Скважина № 6
142 Выпуск № 83
Таблица 1 – Результаты измерений откачки воды из выработок шахты
№ за-
мера
Дата Объем,
м
3
№ за-
мера
Дата Объем,
м
3
№ за-
мера
Дата Объем,
м
3
1 27.июн 0,2 48 14.авг 95 30.сен
2 28.июн 4 49 15.авг 271,15 96 01.окт 278
3 29.июн 10 50 16.авг 271,81 97 02.окт 286
4 30.июн 26 51 17.авг 275,9 98 03.окт 287
5 01.июл 30 52 18.авг 270,52 99 04.окт 283
6 02.июл 50 53 19.авг 260,3 100 05.окт 279
7 03.июл 100 54 20.авг 101 06.окт 265
8 04.июл 55 21.авг 102 07.окт 271
9 05.июл 56 22.авг 267,6 103 08.окт 269
10 06.июл 57 23.авг 273,9 104 09.окт 275
11 07.июл 58 24.авг 272,4 105 10.окт 243
12 08.июл 59 25.авг 271,9 106 11.окт 242,4
13 09.июл 60 26.авг 107 12.окт 245,7
14 10.июл 61 27.авг 108 13.окт 219,5
15 11.июл 62 28.авг 109 14.окт 202
16 12.июл 63 29.авг 110 15.окт
17 13.июл 289,3 64 30.авг 111 16.окт
18 14.июл 288,9 65 31.авг 112 17.окт 208,4
19 15.июл 288,2 66 01.сен 285 113 18.окт
20 16.июл 266,9 67 02.сен 273,6 114 19.окт 220,8
21 17.июл 280,6 68 03.сен 275,4 115 20.окт
22 18.июл 280,5 69 04.сен 278,6 116 21.окт
23 19.июл 297,5 70 05.сен 286,3 117 22.окт
24 20.июл 305,2 71 06.сен 277,6 118 23.окт
25 21.июл 271,5 72 07.сен 286,3 119 24.окт
26 22.июл 293,3 73 08.сен 285,12 120 25.окт
27 23.июл 74 09.сен 285 121 26.окт
28 24.июл 75 10.сен 282 122 27.окт
29 25.июл 293,7 76 11.сен 286 123 28.окт
30 26.июл 293 77 12.сен 276 124 29.окт
31 27.июл 279,2 78 13.сен 288,9 125 30.окт
32 28.июл 276,2 79 14.сен 283,9 126 31.окт 215
33 29.июл 263,4 80 15.сен 275,08 127
34 30.июл 81 16.сен 280 128
35 31.июл 82 17.сен 269,2 129
36 01.авг 264,6 83 18.сен 267,6 130
37 02.авг 261,3 84 19.сен 268,8 131
38 03.авг 302,6 85 20.сен 282 132
39 04.авг 283,7 86 21.сен 286 133
40 05.авг 290,9 87 22.сен 286 134
41 06.авг 88 23.сен 280 135
41 07.авг 89 24.сен 276 136
43 09.авг 281,5 90 25.сен 273 137
4 10.авг 276,6 91 26.сен 280 138
45 11.авг 275,3 92 27.сен 271,1 139
46 12.авг 282,4 93 28.сен 278 140
47 13.авг 94 29.сен 141
Изменение напряженно – деформированного состояния породного массива,
вызванного подработкой продуктивной толщи подземными выработками, вы-
"Геотехническая механика" 143
зывает изменение гидрогеологических условий, что проявляется в интенсифи-
кации движения подземных вод в сторону зон разгрузки (полостей), вследствие
действия гравитационных сил и гидростатического напора вод. Наличие геоло-
горазведочных скважин, степень герметизации которых зависит от качества
тампонажа и имеет тенденцию ухудшения этого показателя во времени, значи-
тельно усиливает гидравлическую связь между водоносными горизонтами и
зонами распространения водонаполненного карста. Расчеты показали, что в
случае полной разгерметизации скважины диаметром 100 мм, возможный де-
бит ее при давлении воды в 5 атм. (105 Па) может составить 396 м3/ч.
Внезапный прорыв воды в шахте свидетельствует о необходимости, в даль-
нейшем, учета сложных гидрогеомеханических условий при ведении горных
работ по освоению месторождения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Усаченко Б.М. Геомеханика подземной добычи гипса. – Киев: Наук. Думка, 1985. – С. 316.
2. Амелин В.А. Технологические решения по предотвращению поступления в подземные выработки Арте-
мовской гипсовой шахты обрушающейся геомассы из провальных воронок на поверхности горного отвода.
//Геотехническая механика: Сб. науч. Тр. ИГТМ НАН Украины. – Днепропетровск: Полиграфист. – 2000, - Вып.
№ 23. – С. 184 – 189.
3. О промежуточной и детальной разведке Анастасово-Порецкого месторождения гипса в Порецком рай-
оне Чувашской ССР, выполненной Чувашской ГРП по состоянию на 1 июля 1991 г. / Средне-Волжская геоло-
горазведочная экспедиция, 1991.
4. Калмыков Е.П. Борьба с внезапными прорывами воды в горные выработки. М., Недра, 1973, 237 с.
5. Борьба с подземными водами при проведении горных выработок / Н.В.Мамонтов, Ю.А.Веселов,
В.А.Рыбачук. – К.: Техника,1988.– 152 с.
6. Научно – техническое сопровождение строительства Порецкого гипсово-ангидритового комбината. От-
чет о НИР (ИГТМ НАН Украины), - Днепропетровск, 2005. – 44 с.
|