1.12. При соответствующем обосновании водопонизительные и противофильтрационные устройства карьеров (разрезов) допускается предусматривать в виде отдельно расположенных элементов системы защиты, размещаемых из условия их наибольшей эффективности и с учетом рельефа кровли подстилающего водоупора, залегания пород с высокой водопроницаемостью, направления подземного потока и др.
1.13. Снижение пьезометрического уровня напорных вод для сохранения устойчивости горных пород и исключения прорыва воды в выработки допускается предусматривать с помощью специально предназначенных для этого устройств (скважин, оборудованных насосами, самоизливающихся скважин и др.).
1.14. При проектировании выполняемой в несколько этапов системы защиты карьера (разреза) необходимо предусматривать:
до начала строительства карьера (разреза) - ввод в действие внешних сооружений и устройств для регулирования поверхностного стока и водоотвода, ввод в действие сооружений, устройств и выполнение мероприятий, необходимых для защиты горных выработок от подземных вод на период, в течение которого могут быть подготовлены сооружения, устройства и мероприятия следующего этапа. В этот же период при проектировании системы защиты с внешними водопонизительными или противофильтрационными устройствами должны быть обеспечены опережающее развитие понижения уровня подземных вод или опережающие противофильтрационные устройства, при проектировании системы защиты горных выработок без внешних устройств - готовность средств для проведения необходимых мероприятий и выполнения необходимых устройств в процессе разработки карьера (разреза);
в период строительства карьера (разреза) - последовательный ввод в действие дополнительных сооружений и устройств и проведение необходимых мероприятий, предусмотренных проектом (см. пп.1.10 - 1.13);
к моменту сдачи карьера (разреза) в эксплуатацию - готовность сооружений и устройств, обеспечивающих защиту горных выработок до достижения полной проектной производительности карьера (разреза), в том числе готовность запроектированной системы регулирования поверхностного стока, дренажа, стационарного водоотлива и водоотвода рудничных вод;
в процессе эксплуатации карьера - последовательный ввод в действие сооружений и устройств и проведение мероприятий, запроектированных в системе защиты и обеспечивающих постоянное опережение по отношению к горным работам развития понижения уровня подземных вод или противофильтрационных устройств на срок, предусмотренный в проекте.
Проектирование защиты подземных выработок
1.15. В проектах защиты подземных выработок в зависимости от местных условий в пределах шахтного поля следует предусматривать использование:
в качестве подземного дренажа - самих защищаемых выработок с устройством в них дренажных канавок;
вертикальных, горизонтальных и наклонных самоизливающихся скважин, забуриваемых, задавливаемых (или забиваемых) из самих защищаемых выработок, дренажных выработок и из специальных ниш и камер;
сквозных фильтров, забуриваемых с поверхности и сбиваемых с самими защищаемыми или дренажными выработками;
скважин, оборудованных насосами и устраиваемых с поверхности или из подземных выработок;
иглофильтров в подземных выработках;
противофильтрационных завес (тампонажа горных пород);
соответствующих сооружений и мероприятий для регулирования поверхностного стока, включая воды, скапливающиеся в мульдах сдвижения земной поверхности.
Во всех случаях в проектах защиты подземных выработок должны предусматриваться устройства и установки для водоотлива и отвода откачиваемых вод к местам их сброса.
Примечание.
Система регулирования поверхностного стока при необходимости должна охватывать территорию и вне шахтного поля в пределах, устанавливаемых проектом.
1.16. В случаях непосредственной угрозы прорывов в подземные выработки воды и горных пород, в частности когда над кровлей полезного ископаемого залегают нескальные водоносные слои, допускается при соответствующем обосновании предусматривать в проекте внешахтные водопонизительные системы и противофильтрационные завесы, устраиваемые в соответствии с требованиями пп.1.10 - 1.13.
Допустимую величину притока воды в подготовительные и очистные выработки на месторождениях полезных ископаемых следует принимать исходя из опыта строительства и эксплуатации шахт в аналогичных условиях.
1.17. При проектировании защиты горных выработок, проходящих в водоносной толще, из которой ожидаются значительные притоки воды, допускается при надлежащем обосновании предусматривать создание в пределах шахтного поля специальных дренажных горизонтов, располагая дренажные выработки ниже основных откаточных горизонтов.
1.18. При проектировании защиты горных выработок необходимо учитывать, что проходку их в неосушенных породах следует предусматривать с опережающим бурением и соблюдением требований п.1.15, а в необходимых случаях - с предварительным замораживанием горных пород или с применением щитового способа.
1.19. При проектировании выполняемой в несколько этапов системы защиты подземных выработок необходимо предусматривать:
до начала проходки стволов - ввод в действие сооружений и устройств по регулированию поверхностного стока, ограждающих площадки шахтных стволов, бурение опережающих контрольно-разведочных скважин на всю глубину ствола, готовность наружных стволовых противофильтрационных завес или водопонизительных систем (если они предусмотрены проектом), готовность предварительного тампонажа горных пород;
до начала проходки подготовительных выработок - ввод в действие водоотливной установки у шахтного ствола (допускается предусматривать проходку подготовительных выработок при действии временной насосной станции, рассчитанной на ожидаемый приток в период до готовности запроектированной стационарной насосной станции); ввод в действие зумпфовой и перекачных насосных станций и внешахтных водопонизительных систем (если они предусмотрены проектом);
в период проходки подготовительных выработок - последовательный ввод в действие дополнительных сооружений и устройств и проведение необходимых мероприятий, предусмотренных проектом (см. пп. 1.16 - 1.18);
к моменту начала очистных работ - развитие понижения уровня подземных вод, готовность сооружений и устройств, обеспечивающих защиту подземных выработок до достижения полной проектной производительности предприятия, в том числе готовность стационарных подземных насосных станций и системы регулирования поверхностного стока и водоотвода;
в процессе эксплуатации предприятия - дальнейший последовательный ввод в действие запроектированных сооружений и устройств и проведение мероприятий, обеспечивающих постоянное опережающее (по отношению к горным работам) развитие понижения уровня подземных вод или соответствующих противофильтрационных устройств на срок, определяемый проектом.
2. Водопонижение
2.1. Водопонижение следует проектировать с применением открытых и вакуумных водопонизительных скважин, иглофильтров, пластовых, траншейных и трубчатых дренажей, подземных дренажных выработок.
2.2. Требуемую величину снижения напоров в водоносных слоях следует определять из условия сохранения устойчивости пород, окружающих выработки, и предотвращения прорыва в них подземных вод.
2.3. При проектировании водопонижения с применением внешней водопонизительной системы, защищающей открытую выработку, уровень подземных вод должен быть понижен по возможности ниже ее дна на величину, определяемую расчетным повышением уровня воды за время аварийного отключения водопонизительной системы.
При невозможности понижения уровня подземных вод ниже дна открытой выработки, в частности при пересечении ею водоупорных слоев, необходимо исходить из практически достижимой глубины водопонижения в каждом водоносном слое и предусматривать дополнительные внутрикарьерные устройства и мероприятия согласно п.1.9.
2.4. При проектировании водопонижения с применением внешахтных водопонизительных устройств, защищающих подземные горные выработки в водоносных породах, не отделенных водоупором от вышележащих водоносных слоев, пониженный уровень подземных вод должен находиться ниже подошвы защищаемых подземных выработок на глубину, соответствующую требованиям п.2.3.
При наличии водоупора (горных пород с коэффициентом фильтрации менее 0,001 м/сут), отделяющего толщу пород, в которых проектируются подземные выработки, от вышележащего водоносного слоя, понижение уровня подземных вод в этом слое допускается назначать с учетом соблюдения условия
, (1) где у - остаточный напор, отсчитываемый от кровли разделяющего слоя водоупорных пород, м;
- толщина не нарушаемого при разработке разделяющего слоя водоупорных пород, м. При этом остается в силе требование понижения уровня подземных вод в толще пород, где располагаются подземные горные выработки, ниже их подошвы.
При невозможности понижения уровня подземных вод ниже подошвы горных выработок с помощью внешахтных водопонизительных устройств допускается при соответствующем обосновании использовать их для практически достижимого водопонижения, предусматривая в пределах шахтного поля устройства и мероприятия согласно п.1.15.
2.5. Необходимое время для достижения требуемого понижения уровня подземных вод, распространение депрессии и развитие водопонизительной системы должны определяться соответственно схеме горных работ.
2.6. Схематизация природных условий для расчета водопонижения должна отражать действительные гидрогеологические условия, геологическое строение толщи и характеристики слагающих ее слоев.
2.7. Расчет водопонижения, как правило, следует выполнять исходя из линейного закона фильтрации, выражаемого формулой
, (2) где v - скорость фильтрации, м/сут;
k - коэффициент фильтрации, м/сут;
I - градиент напора.
Основные расчетные формулы и таблицы приведены в рекомендуемом приложении 1.
При необходимости применения водопонижения в водоносных слоях, сложенных породами, отличающимися высокими фильтрационными свойствами (крупнообломочными, сильнотрещиноватыми и закарстованными), расчет водопонижения допускается основывать на опытных данных и уточнять в процессе поэтапного выполнения системы защиты.