Dopływ do systemu odwadniania wyrobiska odkrywkowego
Wstęp
Metoda wielkiej studni- pozwala na oszacowanie wielkości dopływu wód podziemnych do wyrobiska, wykopu szerokoprzestrzennego,odkrywek kopalnianych, kamieniołomów o kształcie zbliżonym do kwadratu, krótkiego prostokąta lub koła. Metoda ta stosowana jest na podstawie występującej analogii pomiędzy dopływem wody do wyrobiska a dopływem wody do otworu studziennego. Przyrównuje się wyrobisko do cylindrycznej studni o takiej samej powierzchni do której dopływa woda ze wszystkich stron.
Metoda zespołu studni współdziałających- do obliczania dopływu do zespołu studni, znajduje zastosowanie teoria wzajemnego działania zespołu otworów studziennych.
Metoda bilansowa z uwzględnieniem dopływu z dna wyrobiska- uwzględnia średni roczny opad atmosferyczny, wysokość słupa wody w wyrobisku a także współczynnik filtracji w kierunku poziomym i pionowym
Cel
Celem projektu było obliczenie wielkości dopływu do systemu odwodnienia kopalni. Do tego celu zostały użyte 3 metody:
-metoda wielkiej studni
-metoda zespołu studni
-metoda z uwzględnieniem dopływu przez dno wyrobiska
Obszarem badań był obszar w kształcie prostokąta o wymiarach 2000x1000m
Obliczenia
Metoda wielkiej studni
F=2000000m2
| Wartość współczynnika filtracji k [m/s] | Promień zasięgu leja R [m] | Promień wielkiej studni rw [m] | Zasięg wpływu odwodnienia Ro [m] | Dopływ Q [m3/s] | Dopływ Q [m3/d] |
|---|---|---|---|---|---|
| k1=1*10-4 | 1500 | 798 | 2298 | 1,3359 | 115421,8 |
| k2=5*10-5 | 1060,66 | 798 | 1858,66 | 0,8356 | 72195,84 |
| k3=1*10-5 | 474,34 | 798 | 1272,34 | 0,3029 | 26170,56 |
Metoda zespołu studni
| Wartość współczynnika filtracji k [m/s] | Dopływ dla pojedyńczej studni Q' | Całkowity dopływ Q[m3/s] | Całkowity dopływ Q[m3/d] |
|---|---|---|---|
| k1=1*10-4 | 0,1028 | 0,7194 | 62156,16 |
| k2=5*10-5 | 0,0576 | 0,4032 | 34836,48 |
| k3=1*10-5 | 0,0147 | 0,1029 | 8890,56 |
Metoda bilansowa z uwzględnieniem dopływu z dna wyrobiska
Obliczenie wartości dopływu ze ściany wyrobiska Q1
| Wartość współczynnika filtracji k [m/s] | Promień zasięgu leja depresji R [m] | Zasięg wpływu odwodnienia Ro | Współczynnik infiltracji W [m/s] | Dopływ Q1 |
|---|---|---|---|---|
| [m3/s] | ||||
| k1=1*10-4 | 1500 | 2298 | 5,7*10-9 | 0,0831 |
| k2=5*10-5 | 1060,66 | 1858,66 | 5,7*10-9 | 0,0504 |
| k3=1*10-5 | 475,34 | 1272,34 | 5,7*10-9 | 0,0176 |
Obliczenie wartości dopływu przez dno wyrobiska Q2
| Wartość współczynnika filtracji k [m/s] | Dopływ Q2 |
|---|---|
| [m3/s] | |
| k1=1*10-4 | 6,384 |
| k2=5*10-5 | 3,192 |
| k3=1*10-5 | 0,6384 |
Obliczenie sumy wartości Q1 i Q2
| Współczynnik filtracji k [m/s] | Q1+Q2 [m/d] | Q1+Q2 [m/s] |
|---|---|---|
| k1 | 558757,44 | 6,4671 |
| k2 | 280143,36 | 3,2424 |
| k3 | 56678,4 | 0,656 |
Średnia dopływy ze wszystkich 3 metod
| Metoda | k1 | k2 | k3 |
|---|---|---|---|
| I | 115421,8 | 72195,84 | 26170,56 |
| II | 62156,16 | 34836,48 | 8890,56 |
| III | 558757,44 | 280143,36 | 56678,4 |
| Średnia [m/d] | 245445,1333 | 129058,56 | 30579,84 |
Wnioski
W zależności od metody i przyjętego współczynnika filtracji dopływ maleje. Dopływy są największe przy współczynniki k1. Średni dopływ przy współczynniki k1 wynosi ~245445,13 m/d, przy k2 wynosi ~129058,56 m/d, a przy k3 wynosi 30579,84 m/d