Страница 64 из 70
Осушение месторождений полезных ископаемых
Осуше'ние месторожде'ний поле'зных ископа'емых, горный дренаж, комплекс мероприятий по откачке повышенных притоков подземных вод при строительстве и эксплуатации шахт или карьеров. Необходимость О. м. п. и. обусловлена тем, что месторождения полезных ископаемых довольно часто залегают в обводнённых массивах (Подмосковный и Днепровский угольные бассейны, железорудные месторождения Курской магнитной аномалии и др.). Притоки воды в строящиеся угольные шахты составляют до 3000 м3/ч (например, шахты № 49, 50 и 53 Поплевинские), в карьеры — 3600 м3/ч (Лебединский железорудный карьер), в подземные рудники — до 12000 м3/ч (Миргалимсайский рудник). Капиталовложения на осушение в общем комплексе горных работ достигают в СССР 15—20% от общей стоимости, а эксплуатационные расходы — до 25—30% от себестоимости добычи.
О. м. п. и. повышает устойчивость горных пород, предотвращает прорывы плывунных пород и большие притоки воды в выработки. Осуществляется частичным или полным осушением пород кровли и самой залежи полезного ископаемого, а также снижением напора нижележащих водоносных горизонтов до безопасных пределов. О. м. п. и. увязывается с горными работами и проводится как до начала проходки выработок — предварительное осушение, так и одновременно с проведением горных выработок и очистными работами — параллельное осушение. Различают поверхностный (бесшахтный) способ, при котором осушительные мероприятия осуществляются с поверхности земли; подземный — из подземных горных выработок, и комбинированный — сочетающий оба способа. Поверхностное осушение производится при помощи водопонижающих и поглощающих скважин, траншей, закрытых дрен, иглофильтровых установок и т.д. Подземное осушение проводится из подземных горных выработок посредством сквозных и забивных фильтров, понижающих колодцев и восстающих скважин. Для подземного способа характерен приём воды от дренажных устройств в горные выработки с последующей выдачей её на поверхность по системе шахтного водоотлива. Комбинированное осушение сочетает мероприятия поверхностного и подземного способов. При О. м. п. и. используются дренажные устройства строительного водопонижения — лёгкие и эжекторные иглофильтры, открытый водоотлив. Один из видов О. м. п. и. — водопонижение при проходке шахтных стволов, выполняемое при помощи водопонижающих скважин, иногда с применением горизонтальных забивных фильтров, опережающих иглофильтров и понижающих (передовых) колодцев.
О. м. п. и. получило развитие в СССР с 50-х гг., когда промышленность освоила выпуск мощных скважинных насосов, буровых станков, иглофильтровых установок и др. оборудования. Теоретические основы О. м. п. и. разрабатываются в горнорудничной (шахтной) гидрогеологии.
Лит.: Троянский С. В., Белицкий А. С., Чекин А. И., Гидрогеология и осушение месторождений полезных ископаемых, М., 1956; Абрамов С. К., Скиргелло О. Б., Способы, системы и расчеты осушения шахтных и карьерных полей. М., 1968.
В. А. Полуянов.
Осушительная сеть
Осуши'тельная сеть, сеть каналов и дрен, устраиваемая на заболоченной или избыточно увлажнённой территории для её осушения; важнейший элемент осушительной системы. Состоит из регулирующей, ограждающей и проводящей сетей с сооружениями на них (дренажные устья, смотровые колодцы, перепады, быстротоки, мосты, трубы-переезды и т.д.). Состав и характер О. с. определяются основным типом водного питания территории, причинами заболачивания и последующим с.-х. использованием осушаемых земель.
Регулирующая сеть служит для своевременного удаления избытков воды из корнеобитаемого слоя почвы, что способствует улучшению водного, газового и теплового режимов почвы и создаёт условия для эффективной работы с.-х. машин и использования удобрений. На минеральных заболоченных почвах или болотах с атм. типом водного питания, требующих при осушении ускорения поверхностного стока, она состоит из постоянных открытых собирателей (каналов — допустимы на естественных сенокосах, при первоначальном осушении торфяных болот, в лесонасаждениях, на пойменных лугах) или закрытых собирателей (траншеи с керамическими перфорированными, пластмассовыми или др. трубами на дне, засыпанные хорошо фильтрующим материалом — песок, стиромуль и др. — или почвой), систематически располагаемых на осушаемой площади. На землях с грунтовым типом водного питания регулирующая сеть при любом с.-х. использовании площади делается в виде дренажа (см. Дренаж сельскохозяйственных земель), который на землях, заболачиваемых напорными грунтовыми водами, может быть дополнен глубокими каналами (осушителями).
При осушении торфяных болот с грунтовым типом водного питания, мощностью залегания торфа 2—3 м и минеральным дном из хорошо фильтрующих незаилённых песков регулирующая сеть выполнена в виде одиночных или системы редких глубоких открытых каналов, врезаемых дном в пески.
Ограждающая сеть предназначена для защиты осушаемой территории от поступления поверхностных и грунтовых вод со стороны водосбора, водотоков и водоёмов: нагорные каналы (по подошвам склонов) служат для сбора склонового стока; нагорно-ловчие каналы улавливают поверхностный склоновый сток и грунтовый поток; ловчие перехватывают грунтовые воды; для защиты земель со стороны водотоков и водоёмов строят дамбы.
Проводящая сеть принимает избыточную воду из элементов регулирующей и ограждающей сетей и транспортирует её в ближайший водоприёмник (река, водохранилище, озеро и т.п.). Состоит из открытых магистральных каналов различных порядков, прокладываемых по самым низким местам осушаемой площади, а при осушении дренажем — открытых или закрытых коллекторов, впадающих в магистральный канал и редко — в водоприёмник. Стенки и дно каналов крепят плитами из пористого бетона, дёрном, хворостом, что улучшает их работу и увеличивает долговечность.
Лит. см. при ст. Осушение.
С. Ф. Аверьянов.
Схема осушения лугов: 1, 3 — магистральные каналы; 2 — нагорный канал; 4 — открытые собиратели; 5 — река-водоприёмник.
Осушительная система (на земле)
Осуши'тельная систе'ма, избыточно увлажнённая земельная территория вместе с сетью каналов, дрен и др. гидротехническими и эксплуатационными сооружениями, обеспечивающими её осушение. Основные элементы О. с.: регулирующая, ограждающая и проводящая сети, составляющие осушительную сеть; водоприёмник (река, озеро, море и др.); гидротехнические сооружения (перепады, устья каналов, шлюзы, смотровые колодцы, насосные станции и т.п.); дорожная сеть (дороги, мосты, водопропускные трубы, скотопрогоны); эксплуатационные сооружения (гидрометрические посты, наблюдательные скважины и др.).
В зависимости от способа осушения О. с. бывают открытые (регулирующая сеть — открытые каналы) и закрытые (регулирующая сеть — закрытые собиратели, дрены-осушители и небольшие магистральные каналы представляют собой подземные трубчатые водоводы). Основные проводящие и ограждающие каналы в обоих случаях открытые. Применяют открытые О. с. при предварительном (первоначальном) осушении болот, лесов, иногда сенокосов и пастбищ. Недостатки их: снижение коэффициента земельного использования; препятствия, создаваемые каналами для механизации полевых работ; зарастание и др. виды деформации каналов и пр. Закрытые О. с. более технически совершенны, долговечны, не имеют недостатков открытых систем и представляют большие возможности для увлажнения осушаемых земель в засушливые периоды вегетации растений. Их строят для интенсивного использования осушаемых земель (овощные, кормовые, полевые севообороты, сады, культурные пастбища).