автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Инженерно-физические методы повышения эффективности открытой разработки месторождений в сложных гидрогеологических условиях юга криолитозоны

На правах рукописи

РГБ ОД

БЕЛЯКОВ Александр Евгеньевич

щ

УДК 622. 583.32

ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В СЛОЖНЫХ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ЮГА КРИОЛИТОЗОНЫ (на примере угольных месторождений юга Забайкалья)

Специальность 05.15.11 "Физические процессы горного производства"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Чита 2000

Работа выполнена в Читинском государственном техническс университете

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Рашкин A.B.

Научный консультант: кадидат геол.-ыян. нау», доцент

Петров B.C.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Воронов Е.Т.,

кандидат геол.-мин. наук, доцент Шестернев Д.М.

Ведущая организация: АО "Читауголь"

Защита состоится 4 мая 2000 г. в 14м час. на заседай! диссертационного совета Д 064.80.01 при Читинском государственно техническом университете (г. Чита, ул. Горького, 28, корпус ГЕО, ауд. 9)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Читинско! государственного технического университета.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, направлять по адресу: 67203 Чита, ул. Александро-3аводская,30, ЧитГТУ, ученому секретар диссертационного совета или по факсу (3022) 26-14-59.

Автореферат разослан "

2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор геол.-мин. наук / ' B.C. Салихов

ЪС25,0

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Угольная промышленность Восточного Забайкалья ?вляется одной из жизнеобеспечивающих отраслей, определяющей устойчивое функционирование объектов экономики не только Читинской области, но и Дальнего Востока. В настоящее время здесь добывается до 15 млн. тонн угля в год. Однако добыча угля в регионе (разрезы "Харанорский", "Восточный", Тигнинский", "Уртуйский" и др.) производится в сложных нерзлотно-гидрогеологических условиях, что приводит к значительному удорожанию открытых горных работ.

Высокая обводненность месторождений, активная гидродинамическая связь карьеров с поверхностными водами, высокая трещиноватость горных пород и отсутствие региональных водоупоров, часто вызывают катастрофические водопритоки на добычные горизонты и способствуют развитию таких опасных физико-геологических явлений в бортах карьеров, как оползни, оплывины, суффозия, криосолифлюкция. Поэтому исследования гидродинамических процессов при открытой разработке месторождений полезных ископаемых в сложных условиях являются весьма актуальными, так как открывают возможность значительного повышения экономической эффективности горнодобывающих предприятий за счет существенного снижения водопритоков на рабочие горизонты и повышения устойчивости их работы при чрезвычайных ситуациях, связанных с деятельностью подземных и поверхностных вод. В то же время применение современных технологий защиты от водопритоков, а также предотвращение неблагоприятных физико-геологических процессов в бортах карьеров и отвалов (противофильтрационные завесы, экраны и т.д.) ограничено неблагоприятной экономической ситуацией нагорных предприятиях.

Цель работы - научно обосновать технические, технологические и проектные решения, обеспечивающие повышение эффективности открытых горных работ в сложных гидрогеологических условиях с учетом сохранения природного состояния многолетнемерзлых пород.

Основная идея работы состоит в разработке ресурсосберегающих способов борьбы с водопритоками при открытой разработке месторождений полезных ископаемых в южной зоне распространения многолетнемерзлых пород, основанных на использовании уплотняющихся при размокании вмещающих пород - аргиллитов, алевролитов я глинистых сланцев - и сохранения природного состояния многолетней мерзлоты.

Основные задачи исследований:

1. Выявить закономерности и причины обводнения месторождений я карьеров в сложных мерзлотно-гидрогеологических условиях юге криолитозоны.

2. Изучить процесс формирования фильтрационных свойств размокающих и не размокающих вмещающих пород и разработать технологию управления

гидродинамическими процессами с целью формирования естественных водонепроницаемых экранов и завес.

3. Исследовать гидродинамические процессы в протнвофильтрационных завесах в разработать технологию их сооружения в конкретных горногеологических и гидрогеологических условиях угольных месторождений Восточного Забайкалья.

4. Исследовать теплофнзические процессы взаимодействия подземных вод и мерзлых пород в бортах разрезов и разработать технологические решения по сохранению многолетней мерзлоты.

5. Оценить по технико-экономическим и инженерно-экологическим критериям эффективность технологий снижения водопритоков в действующие угольные разрезы Восточного Забайкалья.

Методика исследований включает анализ и обобщение литературных данных и фондовых материалов, изучение гидрогеологических к геокриологических условий угольных месторождений Восточного Забайкалья, режимные наблюдения за расходами подземных вод в карьерах, лабораторные исследования гидродинамических свойств слабопроницаемых полускальныя пород, электрогидродинамическое моделирование (метод ЭГДА] протнвофильтрационных завес в сложных горно-технических и мерзлотно-гидрогеологических условиях, обработку результатов экспериментальных и теоретических исследований методами математической статистики, вычислительной техники.

Научные положения, выносимые назащиту:

1. Эффективность открытой разработки месторождений в сложных горно технических и гидрогеологических условиях юга криолитозоны значительно повышается путем управления фильтрацией подземных вод в зоне карьерногс водоотлива с учетом мерзлотного и гидродинамических факторо! формирования водопритоков.

2. Существенное снижение водопритокв на рабочие горизонты карьеров (разрезов) обеспечивается созданием протнвофильтрационных экранов и завес из вскрышных пород разрабатываемых месторождений - аргиллитов, алевролитов, глинистых песчаников, уплотняющихся при водонасыщении к размоканни.

3. Эффективные противофнльтрационные экраны в условиях островного распространения многолетней мерзлоты целесообразно сооружать в массиве горных пород с использованием (сохранением) природных условий криолитозоны, а также послойным промораживанием отсыпаемых в зимни! период горных пород.

Достоверность научных положений подтверждена достаточной сходимостью теоретических и экспериментальных исследований с данными натурных наблюдений на изученных объектах, а также результатов внедрения ресурсосберегающей технологии сооружения протнвофильтрационных завес н£ действующих разрезах "Восточный", "Тигнинский", системы дренирования внутреннего отвала на разрезе "Уртуйский".

Научная новизнаработы заключаются в следующ ем:

- предложено и теоретически обосновано использование вмещающих глинистых разностей полускальных пород для создавая противофильтрационных экранов и завес;

■ дано теплофизнческое и гидродинамическое обоснование использования природных и сооружения искусственных мерзлотных противофильтрационных экранов при открытой разработке месторождений в сложных мерзлотно-гидрогеологических условиях;

- предложена и теоретически обоснована технология сооружения эффективных противофильтрационных завес с учетом специфических условия многолетней мерзлоты;

- усовершенствованы аналитические методы расчета водопритоков в отхрытые горные выработки с учетом выявленных закономерностей фильтрации в горном массиве угольных разрезов.

Практическое значение работы :

разработана технология сооружения ресурсосберегающих противофильтрационных экранов и завес для защиты карьеров от водопритоков в сложных гидрогеологических условиях юга криолнтозоны;

разработана технология сооружения мерзлотных противофильтрационных экранов с использованием природных условий распространения нноголетнемерзлых пород;

предложены новые способы дренирования горных пород, с применением теплоизоляции водотоков и дренирующих устройств, позволяющие предотвратить иаледеобразование в рабочей зоне карьера;

предложен метод количественной оценки водопритоков для проектирования противофильтрационных завес в неоднородном по фильтрационным характеристикам горном массиве.

Личный вклад автора заключается:

- в гидродинамическом обосновании прогрессивных противофильтрационных экранов и завес с учетом конкретных горнотехнических и геокриологических условий;

- в разработке новых способов дренирования горных пород;

• в проведении натурных и экспериментальных исследований и внедрении мероприятий по повышению эффективности открытой разработки Татауровского, Тарбагатайского и Уртуйского буроугольных месторождений;

- в разработке технологии сооружения и теоретическом обосновании искусственных мерзлотных противофильтрационных экранов, сооружаемых путем отсыпок горных пород г зимнее время;

- в теплофизическом и гидродинамическом обосновании сохранения ивоголетнеиерзлых пород в бортах карьеров в качестве естественных противофильтрационных экранов.

Опенка эффективности результатов работ проводилась путем практического внедрения разработок автора в ходе выполнения договорных работ по экологическому обоснованию проектов на отработку I пласта

б

Татауровского буроугольного месторождения, участка "Зугмарский" Тарбагатайского буроугольного иесторождення, системы дренирования внутреннего отвала на разрезе "Уртуйский" для повышения отвалоемкости и устойчивости пород.

Реализация работы в промышленности. Конкретные технологические решения по снижению водопритоков и повышению эффективности горного производства внедрены на действующих разрезах АО «Читауголь» - "Восточный" и "Тигнинский", АО «Приаргунское производственное горнохимическое объединение» - "Уртуйский". Результаты исследований использованы также при разработке ОВОС (Оценка воздействия на окружающую среду) разрезов "Восточный" и "Тигнинский", системы дренирования внутреннего отвала на разрезе "Уртуйский".

Принятые в проекте реконструкции разреза «Восточный» технологические решения, позволят в период разработки пласта I в 1999 - 2019 гг. получить экономический эффект от снижения затрат на откачку карьерных вод и платы за ущерб окружающей среде - 825 тыс. рублей в год или 8 рублей на тонну добытого угля.

Апробадия работы: на Всесоюзной научной конференции "Геокриологические и инженерно-геологические проблемы Забайкалья" (г, Чита. 1990 г.); на ежегодных научно-технических конференциях Горного института ЧнтГТУ в 1995, 1998 и 1999 г.; на международной научно» конференции "Геокриологические проблемы строительства в Восточной Россис и Северном Китае" (Чита - Якутск, 1998 г); на международной конференци» "Проблемы прогнозирования в современном мире" (г. Чита, 1999 г.); н: международной конференции "Наука и образование на рубеже тысячелетий" (г Чита, 1999 г).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 статей, в том числе получены положительные решения по двум заявкам на изобретение.

Исходные материалы включают результаты исследований, выполненных с участием автора за период работ в научных экспедициях, хоздоговорных и госбюджетных НИР ЧнтГТУ, включенных в программу "Сибирь" СО АН СССР, а также результаты работ по составлению ОВОС разрезов "Восточный' н "Тигнинский" н по разработке системы дренирования внутреннего отвала гор ных пород на разрезе "Уртуйский".

Для решения ряда стоявших перед автором задач были использовань фондовые материалы по изучению мерзлотно-гидрогеологических услови! Восточного Забайкалья, полученные ПГО "Читагеология", УкрНИИпроекг.

Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, 5 глав заключения н списка литературы из 174 наименований и содержит ¿££_стр машинописного текста,2£?_рисунков, 7 табл. 2 приложений, подтверждающю внедрение результатов исследований на региональном н отраслевом уровне.

• Во введении обоснована актуальность и задача исследований.

- В первой главе дан краткий анализ изученности проблемы, обобще/ опыт разработки месторождений в сложных гидрогеологических условия;

криолитозоны, приведены мерзлотно-гидрогеологические и горнотехнические условия объектов исследований, выявлены наиболее характерные осложнения, связанные с деятельностью подземных вод при ведении открытых горных работ в условиях островной многолетней мерзлоты.

- Во второй главе приводится обзор методов аналитического определения водопритоков в карьеры, сделан анализ ях эффективности в сложных гидрогеологических условиях, приведены результаты исследований процессов фильтрации в зоне карьерного водоотлива, обосвованы эффективные методы управления фильтрацией в сложных гидрогеологических условиях, их снижения при ведении горных работ, усовершенствованы методы аналитической оценки водопритоков в карьеры в сложных условиях.

- В третьей главе обосновано применение вмещающих пород буроугольных месторождений Забайкалья - аргиллитов, алевролитов и глинистых песчаников в качестве противофильтрационных экранов, приведены результаты лабораторных исследований формирования фильтрационных свойств глинистых полускальных пород при размокании, дана технология сооружения противофильтрационных экранов и завес, разработан метод оценки водопритоков при применении экранов в сложных условиях.

- В четвертой главе методами горной теплофизики и гидродинамики обосновано сохранения мерзлоты в зоне ожидаемых фильтрационных потоков для снижения и стабилизации водопритоков в карьеры и разработана технология сооружения экранов путем искусственного замораживания породных отсыпок в зимний период.

В пятой главе дана оценка экономической эффективности ресурсосберегающей технологии сооружения противофильтрационных экранов и сохранения мерзлоты для снижения и стабилизации водопритоков в карьеры.

- В заключении приведены основные выводы по работе.

Работа выполнена на кафедрах открытых горных работ и гидрогеологии и инженерной геологии Читинского государственного технического университета и является авторской частью плановых научно-исследовательских работ университета и кафедр.

При выполнении исследований и написании работы соискатель располагал доброжелательным сотрудничеством и деловой помощью сотрудников кафедр открытых горных работ и гидротеолотяии и инженерной геологии ЧитГТУ, государственных предприятий "Читагеолком", "Читагеомониторинг", которым он выражает глубокую признательность и искреннюю благодарность.

Краткие сведения по изучаемому вопросу.

Одним из реальных путей дальнейшего повышения эффективности открытых горных работ в криолитозоне является повышение качества проектирования на основе более полного учета гидродинамических к геокриологических факторов, а также разработка научно обоснованных технических и технологических решений, снижающих негативное влияние

деятельности подземных вод и мерзлотных явлений на процессы горного производства.

Фундаментальные исследования по оценке водопритоков и защите карьеров от подтопления при разработке месторождений выполнены С.К. Абрамовым, М.С. Газизовым, В.А. Мироненко, В.Д. Бабушкиным., Д.И. Пересу нько.

Разработками лротивофильтрацнонных экранов и завес для повышения эффективности горных работ в криолитозоне занимались Д.П. Болотов, П.Ф. Стафеев, Г.В. Черкасов, Л.Д. Синкевич, К.И. Карасев, A.B. Рашкин, М.В. Костромин и другие исследователи.

Основы моделирования фильтрационных процессов в зоне карьерного водоотлива изложены в работах И.Е. Жернова, В.М. Шестахова, И.И. Крашина, Д.И. Пересунько.

Подземными водами криолитозоны занимались такие известные ученые, как H.H. Романовский, Е.В. Пиннекер, Б.И. Писарский, В.Г. Ясько, Н.И.Толстихин, О.Н. Толстихин, С.М. Фотиев и другие исследователи.

Благодаря этим исследованиям выявлены основные закономерности формирования подземных вод криолитозоны и на этой основе предложен ряд методов оценки водопритоков в открытые горные выработки в сложных условиях и защиты от них.

Научные освовы теории теплофизических процессов в системе "подземные воды - мерзлые породы" изложены в работах В.А. Кудрявцева, В.Г. Меламеда, А.Б. Чижова, Р.В. Чжана, В.Т. Балобаева, Г.З. Перльштейна, Г.М. Фельдмана, Ю.Г. Шасткевича, Н.Е. Сапунова, благодаря чему разработаны аналитические методы их приближенной количественной оценки.

Ведущими институтами в области совершенствования открытой разработки месторождений в криолитозоне являются ЛГИ, ВНИИ-1 (г. Магадан), ИГД Севера ЯФ СО РАН (г. Якутск), ИГД им. A.A. Скочинского, Институт мерзлотоведения СО РАН, ИРГИРЕДМЕТ (г. Иркутск) и д.р.

Анализ направлений исследований и публикаций по данной проблеме показал, что недостаточное внимание уделено изучению формирования фильтрационных полей н разработке методов управления водопритоками в сложных гидрогеологических и геокриологических условиях. Отсутствуют публикации по целесообразности сохранения мерзлых пород, как естественных противофильтрационных экранов и учету особенностей природных условий криолитозоны для снижения водопритоков и удешевления открытых горных работ, снижения уровня воздействия их на режим природных вод.

Большое разнообразие мерзлотно-гидрогеологических и горнотехнических условий месторождений в области криолитозоны обуславливает необходимость разработки конкретных мероприятий по управлению водопритоками, их уменьшению и стабилизации во времени при разработке месторождений открытым способом.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Основными факторами, определяющими снижение эффективности открытой разработки полезных ископаемых в сложных гидрогеологических условиях, являются высокие водопритоки в горные выработки и связанные с этим такие неблагоприятные процессы и явления, как суффозия, оползни и сплывины в бортах карьеров, выпоры пород и плывуны в почвах выработок, наледеобразование на транспортных путях, повышенная влажность горной массы и ее смерзаемость в зимнее время, деформации бортов, отвалов и транспортных путей при оттаивании многолетвемерзлых пород. Это требует значительных затрат как на выемку горной массы, так и на ее транспортировку, а также на дренаж горных выработок, карьерный водоотлив, водозащитные и природоохранные мероприятия. При этом затраты, связанные с предварительным и проходческим водопонижением стоят в ряду первых среди материальных затрат горных предприятий на добычу полезного ископаемого.

Сравнительный анализ этих параметров на некоторых горных предприятиях Забайкалья приведен в таблице 1.

Таблица 1

Затраты угольных предприятии Забайкалья на карьерный водоотлив и дренаж подземных вод

Наименование горного предприятия Общие водопритоки в разрез, м3/час Затраты на водоотлив, тыс.руб./год. Доля затрат на водоотлив в себестоимости угля, %

Разрез "Восточный" 4100 35916 10

Разрез "Тигнинский" 2000 26280 20

Разрез "Харанорскии" 4150 36350 И

Разрез "Уртуйский" 1500 13140 15

Разрез "Тугнуйский" 2340 20500 15

Как видно из таблицы 1, эксплуатационные затраты на водоотлив составляют до 20% затрат горных предприятий, даже без учета платы в экологические фонды за сброс неочищенных карьерных вод в природные водоемы. Обобщение отечественного опыта горнопромышленного освоения криолитозоны позволяет выделить следующие основные проблемы, возникающие при отработке месторождений в сложных мерзлотно-гидрогеологических условиях:

1) значительные водопритохи, формирующиеся из разных источников и невозможность их точного прогноза любыми методами;

2) увеличение водопритоков в процессе отработки месторождений и отсутствие методик по управлению ими;

3) возможность катастрофических водопрнтоков на участках "гидрогеологических окон", вскрываемых в процессе горных работ;

4) деградация мерзлых пород в зоне карьерного водоотлива и связанные с этим неблагоприятные физико-геологические процессы и явления, в том числе и увеличение водопритоков.

1. Эффективность открытой разработки месторождений в сложных горно-технических н гидрогеологических условиях юга криолитозоны значительно повышается путем управления фильтрацией подземных вод в зоне карьерного водоотлива с учетом мерзлотного и гидродинамических факторов формирования водопритоков.

На большинстве изученных месторождений при проектировании горных работ используются аналитические методы прогноза водопритоков. Применение аналоговых, балансовых и вероятностных методов ограничено сравнительно небольшим опытом отработки месторождений в сложных условиях Восточного Забайкалья, значительной разбросанностью и разнообразием природных условий. Методы моделирования не используются по причине отсутствия соответствующих специалистов. В то же время применение аналитических методов дает весьма ненадежные результаты из-за слабого соответствия расчетных схем действительной природной обстановке. Однако очевидно, что и в ближайшем будущем при проектировании горных работ этим методам будет отдано предпочтение из-за их простоты при сравнительно небольшом объеме требуемой гидрогеологической информация.

Для выявления причин неудовлетворительного качества прогноза водопритоков аналитическими методами выполнен анализ формирования фильтрационных полей вблизи действующих разрезов "Восточный" и "Тигнинский", где производится отработка угольных залежей в сложных гидрогеологических условиях. Разработка месторождений производится в Читино-Ингодинской и Тарбагатайской межгорных впадинах мелового возраста, характеризующихся мульдообразным залеганием неоднородных в фильтрационном отношении пород, их интенсивной обводненностью, активной гидравлической связью с четвертичными высокопроницаемыми породами и поверхностными водами, наличием многолетней мерзлоты.

Физико-математическое моделирование процесса фильтрации вблизи разрезов показало, что здесь формируется сложный пространственный поток подземных вод, близкий к радиальному у бортов депрессий и приближают ийся к плоскому в плане со стороны p.p. Ингода и Хилок. Наличие многолетнемерзлых пород, пойменных озер, затопленных ранее пройденных выработок, разной глубины отработки пластов, сложной формы горных выработок, фильтрационной неоднородности пород в плане и разрезе, еще более осложняет картину фильтрационного поля. Точное описание аналитическими методами такого потока практически невозможно. В то же

время выявлен ряд закономерностей, позволяющих при упрощении и схематизации задачи получать удовлетворительные аналитические решения.

Установлено, что на изученных месторождениях в верхней части разреза повсеместно залегают галечники с весьма высокими фильтрационными свойствами, коэффициенты фильтрации которых достигают 300 м/сут, а водопроводимость 2500 н2/сут. По отношению к ним углевмещающие породы с коэффициентами фильтрации до 1 м/сут являются практически водонепроницаемыми. В этих условиях слой галечников обеспечивает транзит к угольному разрезу подземных вод, разгружающихся по контуру вскрыши четвертичных пород в бортах разрезов. Это явление обнаружено при обследовании месторождений и подтверждено результатами электрогидродинамического моделирования (ЭГДА). Установлено также, что уровни воды в пойменных озерах, затопленных выработках на расстояниях, равных расстоянию до рек, соответствуют уровню в них. Для данных гидрогеологических условий расход фильтрационного потока к угольному разрезу может быть определен по формуле:

н-н„ А (п№ -¿О

К6 г а ¡г |

I

т

у

Г О)

где О - общин приток воды в карьер, Кб - средний коэффициент фильтрации рыхлых четвертичных пород, К„ - средний коэффициент фильтрации всей пачки углевмещающих пород и углей, Нг - средняя отметка уровня воды в реке в пределах зоны горных работ, Н« - отметка кровли скальных пород, Нп - отметка почвы горной выработки, И - средняя мощность талых рыхлых отложений в разрезе, т - вскрытая мощность талых углевмещающ их пород, 1. и 1 - среднее расстояние от контура вскрыши рыхлых пород до границы питания и подошвы горной выработки соответственно, Р -длина контура вскрыш и рыхлых пород.

Проведенные по формуле 1 расчеты показали, что она наиболее полно отвечает сложившимся в рассматриваемые разрезы водопритокам при ошибке не более 12 %, в отличии от ошибки в 60 - 75 % при расчетах по методикам, использовавшимся при проектировании горных работ на этих предприятиях.

Если месторождение уже разрабатывается, то более точный прогноз притока воды в карьеры при дальнейшей отработке может быть сделан по методу аналогии с учетом известных сложившихся водопритоков. В общем случае, когда фронт горных работ приближается или удаляется от границы питания, прирост (уменьшение) водопрнтока по сравнению с величиной, определенной по формуле (1) составит

0 _ У^-МСУ^-^Лр)

21 I (2).

пр отр

где С?пр - водоприток на проектный период отработки, Кср-средневзвешенное значение коэффициента фильтрации всей пачки слоев, -

мощность водоносных горизонтов на границе питания, 112 - невскрытая мощность водоносных пород, 107р и ^среднее расстояние до границы питания от отработанных и проектных выработок; Вотр,Впр - длина разреза на рассматриваемый и проектный период времени.

Эта формула более применима для "Уртуйского месторождения, где в верхней части разреза отсутствуют высокопроницаемые породы, а также и других, сходных с нвм по гидрогеологическим условиям.

При искусственном экранировании потоков в верхней части разреза приток в карьер может быть определен по формуле:

<2 =

' н2-н2Л (н.-н^

Х^ Э КС

б~21 V 3 У

ь.

т

(!)

где Н, - напор у контура экрана, определяемый в зависимости от коэффициента фильтрации экрана и его мощности, Ь, - расстояние от разреза до контура экрана.

Предлагаемые расчетные формулы отличаются простотой, более полно учитывают сложность гидрогеологических условий отрабатываемых месторождений и дают более точные результаты.

Решение многих проблем, связанных с деятельностью подземных вод при отработке месторождений в сложных условиях, может быть достигнуто за счет управления режимом подземных вод в процессе подготовки добычных и вспомогательных выработок, эксплуатации месторождений. Наиболее целесообразными в данном случае будут простые решения, с одной стороны учитывающие главные факторы формирования водопритоков, а с другой -доступные для реализации на действующих разрезах.

Из гидродинамики известно, что приток в горные выработки прямо пропорционален глубине отработки, ее площади, мощности водоносных горизонтов и обратно пропорционален расстоянию до границ питания. Многолетвемерзлые породы затрудняют движение подземных вод к горным выработкам, создавая дополнительные гидравлические сопротивления за счет ограничения водоносных горизонтов в плане и разрезе и удлинения путей фильтрации. Следовательно, при отработке месторождений в сложных условиях снижение водопритоков может быть достигнуто как за счет применения рациональной технологии отработки, учитывающей гидродинамику потоков подземных вод, так и за счет использования особенностей природных условий крнолнтолоны и конкретных месторождений.

Среди технологических методов снижения водопритоков, учитывающих особенности фильтрации к открытым горным выработкам в сложных гидрогеологических условиях целесообразны следующие:

создание грунтовых противофильтрационных завес на пути фильтрационных потоков вблизи границ питания;

- отработка вначале максимально удаленных от границ питания пластов;

/

ч

- затопление выработанного пространства до уровня подошвы пластов, вовлекаемых в разработку следующими при экранировании их боков и почв слабопроницаемыми породами;

- отгораживание отработанных выработок дамбами из слабопроницаемых и непроницаемых материалов;

- сохранение линз и толщ многолетнемерзлых пород в бортах разрезов.

Внедрение ряда из предлагаемых методов управления водопритоками

было осуществлено на разрезе "Восточный". Здесь был выполнен подъем уровня воды на наиболее глубоком и ныне не отрабатываемом III горизонте с отметки 662 м до отметки 672 м, что позволило уменьшить приток в III пласт с 2200 до 1290 м3/час, то есть в 1,7 раза.

Применение предлагаемых мероприятий позволяет значительно уменьшить величину притока в горные выработки и повысить эффективность горных работ. Прогноз водопрятоков по годам работы разреза ("Восточный") в сложных мерзлотно-гидрогеологических условиях показывает, что при условии сохранения мерзлоты и применении противофильтрационных завес увеличение водопритоков по мере развития горных работ существенно ниже, чем при отсутствии мерзлоты или ее деградации или без применения противофильтрапионных завес (рис. 1).

Рис. 1. График зависимости водопритоков в разрез от условна Фильтрации. QII и QI - притоки с учетом сохранения мерзлоты без защитных 1ероприятий и с ними; QUI и Q1V, - притоки без защитных мероприятий при аличии и отсутствии мерзлых пород;

2. Существенное снижение водопритока на рабочие горизонты :арьеров (разрезов) обеспечивается созданием протнвофильтрационных кранов и завес из вмещающих пород разрабатываемых месторождений -

2 1 * 5 10 15 20 25 Время работы разреза (гады)

аргиллитов, алевролитов, глинистых песчаников, уплотняющихся при водонасыщеиии и размокании.

В качестве противофильтрационных систем наибольшее распространение получили экраны из полимерных пленок, бентонитовых глин, битумов, цемента, грунтополнмерных смесей, а также экраны из искусственных мерзлых толщ. В Забайкалье имеется опыт применения аргиллитов для создания барражной завесы, разработанной институтом УкрНИИпроект для разреза "Тигнннский". На основании выполненных лабораторных, аналитических исследований и экономического анализа установлено, что применение слабопроницаемых завес из полускальных глинистых пород разрабатываемых месторождений является наиболее надежным, технологичным и экономически выгодным способом снижения водопритохов в угольные разрезы Забайкалья.

В лабораторных условиях исследовались породы отвалов разрезов "Восточный", "Тнгнинский", а также отработанного Черновского месторождения, представленные вЫветрелыми слабосценентированными аргиллитами, алевролитами и глинистыми песчаниками, имеющими коэффициенты фильтрации от 3,5 до 6,2 м/сут в нарушенном сложении. Установлено, что при замачивании этих пород происходит их размокание, уплотнение и снижение коэффициентов фильтрации до 0,7 - 1,2 м/сут (рис. 2).

7 1

6; 6 -

5 5 -

i 4 -

3 -

2 -

1 -

0 -

10

Время, час

15

20

Рис.2 Зависимость коэффициента фильтрации пород отвалов от времени размокания

I - аргиллиты Черновского месторождения; II - алевролиты Татауровского месторождения; III - песчаники Тарбагатайского месторождения

Измельчение глинистых пород до размеров фракций менее 0,25 мм и их последующее замачивание приводит к понижению коэффициента фильтрации до 0,07 - 0,1 м/сут. Подготовленная таким образом порода по своим

фильтрационным характеристикам не является абсолютно непроницаемой, но она на три порядка менее проницаема, чем четвертичные породы, залегающие в верхней части разреза. Математическое моделирование работы слабопроницаемого экрана из глинистых пород отвалов показало, что его эффективность зависит от мощности, фильтрационных свойств и места сооружения.

Методами моделирования установлено, что при размещении вблизи границ питания, предлагаемые экраны позволяют также уменьшить объем фильтрации в подстилающих меловых породах за счет резкого снижения напора и, следовательно, затруднения водообмена между водоносными комплексами.

Определено, что общее снижение фильтрационного расхода в слое галечников при применении предлагаемых экранов, в зависимости от их характеристик и полным оконтуриванием зоны горных работ составляет от 5 до 8 раз, а в углевмещающих породах от 1,5 до 2 раз (рис. 3).

Установлено также, что при увеличении толщины экрана свыше 1,5 и дальнейшего снижения фильтрационного расхода практически не происходит, что определяет малую материалоемкость экрана

Кф экрана, м/сут

Рнс.З Зависимость удельного фильтрационного расхода от коэффициента фильтрации экрана. - удельный расход в четвертичных породах; с}11 -удельный расход в углевмещающих породах).

Противофильтрационные экраны целесообразно сооружать в дренажных траншеях. Траншея проходится на всю мощность четвертичных пород, после чего она заполнятся слабопроницаемым материалом с противоположной границам питания стороны. Послойная, с уплотнением каждого слоя отсыпка исключает размыв и формирование фильтрационных каналов в теле экрана. При мощности четвертичных пород на изученных месторождениях в 8 - 12 м и

характерных углах естественного откоса галечников толщина экрана достигает 15 метров, что обеспечит его весьма высокую надежность.

Себестоимость сооружения данных экранов и защиты от фильтрации 1м пород не выше, чем у экранов обычного типа, а при транспортной схеме отвалообразования существенно ниже. Срок окупаемости затрат не превышав 1 - 2 лет.

Предлагаемые экраны играют также важную природоохранную роль, та» как предотвращают значительный или полный перехват стока рек вблизи разрабатываемых месторождений в зимнее время при дренаже горных выработок, защищают поймы от осушения, подземные воды от истощения уменьшают затраты на очистху харьерных вод.

Установлено, что сооружение экранов в прибортовых частях впадии будет способствовать выклиниванию потоков подземных вод в склоновых отложениях на поверхность и наледеобразованию в зимнее время. Предусмотрено два варианта противоналедных систем, защищенные авторскими свидетельствами. В первом случае часть сечения дренажной траншеи, в которой сооружается противофильтрационная завеса, остается свободной и утепляется. Во втором случае перед завесой устанавливаются фильтровые скважины, соединенные утепленным трубчатым коллектором на поверхности. И в том и в другом случае при сезонном промерзании пород возникающие криогенные напоры способствуют выдавливанию подземных вод в дренажную противоналедную систему и отведение их за пределы зоны горных работ.

Проведенные исследования показали, что технология сооружения экранов из пород отвалов должна предусматривать использование подготовленных (измельченных) и неподготовленных материалов. Это позволяет обеспечить наименьшую проницаемость экрана при меньших затратах и его максимальную противофильтрационную устойчивость, исключить суффознонный вынос мелкого материала. Предлагается два способа возведения экрана. При первом способе измельченная до фракций менее 0,25 мм порода смешивается с неизмельченной породой в соотношении 1-1,5:10, что соответствует пористости пород отвалов. Смешивание осуществляется поочередной доставкой в траншеи неизмельченной и измельченной породы и разравниванием с двух-трехкратным проходом бульдозера для уплотнения. Во втором способе, при послойной отсыпке породы в траншею со стороны границы питания (река и т.д.) часть сечения (не более 1 метра) остается свободным и заполняется измельченной породой с уплотнением тяжелой техникой.

3. Эффективные противофнльтрационные экраны в условиях островного распространения многолетней мерзлоты целесообразно сооружать в массиве горных пород с использованием (сохранением) природных условий крнолнтозоны, а также послойным промораживанием отсыпаемых в зимний период горных пород.

Среди методов, учитывающих природные особенности криолитозоны, следует максимально использовать мерзлые породы как естественные противофильтрационные экраны.

Сохранение многолетнемерзлых пород, как показало физико-математическое моделирование процесса фильтрации к действующему разрезу "Восточный", способствует снижению водопритоков на 30-40 %.

В то же время при фильтрации подземных вод в зоне карьерного водоотлива отмечается деградация мерзлоты, что наблюдалось на Черновскон буроугольном месторождении в Забайкалье, где в процессе отработки полностью оттаяла 55- метровая толща мерзлых пород.

Методы количественной оценки взаимодействия в системе "подземные воды - мерзлые породы" в основном базируются на сравнении теплопотоков, вызванных фильтрацией или инфильтрацией с теплопотокамя, связанными с оттаиванием пород. На основание этого делаются выводы о величине изменения составляющих уравнений: £ - величины оттаивания и Д1 - увеличения температуры пород. При этом предполагается полная передача тепла от подземных вод мерзлым породам. Описываемый процесс по соей природе является нестационарным и обеспечивается явлениями конвекции и кондукции. При этом конвективный теплообмен наблюдается в грубооблоночных породах при низких скоростях фильтрации, или, наоборот, при высоких скоростях и турбулентном движении подземных вод.

Физико-математическое моделирование и анализ фильтрационных полей у открытых горных выработок при наличии линз мерзлых пород показывает, что процесс фильтрации здесь имеет ламинарный характер, линии тока параллельны поверхности раздела "талые - мерзлые породы". При этих условиях полная передача тепла потоком подземных вод мерзлым породам невозможна, так как лимитируется временем теплофизнческого взаимодействия и мощностью водоносного горизонта

По потоку также наблюдается понижение температуры воды при при взаимодействии с мерзлыми породами. В этих условиях стандартные методики оценки величины оттаивания пород при фильтрации не применимы.

Для решения задачи о теплообмене между подземными водами и мерзлыми породами при дренаже горных выработок сделаны следующие допущения:

величина расхода подземных вод в течение года практически неизменна из-за малого колебания уровня на границе питания по сравнению с величиной водопонижения и может быть осреднена;

температура подземных вод в течение года неизменна из-за сравнительно большой глубины залегания и тепловой инертности вмещающих водоносных пород;

теплопотоки из мерзлых и талых водонасыщенных пород к границе раздела перпендикулярны, и неизменны в течение года.

При этих допущениях процесс теплообмена можно представить как стационарный, для которого в каждой точке потока величина теплообмена пос-

тоянна и определяется только теплофизическими характеристиками талых 1 мерзлых пород, а запас тепла в талых породах постоянно возобновляется за сче! притока подземных вод. Этот процесс описывается следующим уравнением:

т _

я

т

т

я Е ф ' (4)

пг ?

где X т ,ЯМ, - теплопроводность талых и мерзлых пород; 11 ,1,11 м I -температура талых и мерзлых пород, глубина слоя оттаивания, (}ф - теплота фазовых переходов «лед-вода», Т - время взаимодействия подземных вод и мерзлых пород, Бт .мощность водоносного горизонта.

Решая уравнение (4) относительно и производя сокращение переменных А т и Хш близких между собой, получим следующее математическое выражение:

Оф ,г к

В = К\ | .

где ' с- > С — у и | ,

ТК (5)

Уравнение (5) иожно привести к обычному квадратному уравнению

вида:

А42-В4+С = 0, (6)

В уравнение (6) прямо не входит величина теплового потока, связанного с фильтрацией подземных вод, однако она учитывается через время процесса Т и величину слоя - мощности водоносных пород, участвующих в теплообмене и лимитируемой временем процесса. Уравнение (6) имеет корни в ограниченном диапазоне значений 8Т> составляющем от нескольких сантиметров до первых метров при реальных значениях Т, составляющих для условий, например Татауровского месторождения от 500 до 4500 часов, в зависимости от коэффициентов фильтрации пород и гидравлических уклонов. Величина оттаивания составила для галечниковых пород 4 - 6 м в год, а для трещиноватых осадочных пород, представленных аргиллитами, алевролитами, песчаниками и углями - от 2,1 до 2,6 м в год. Для разреза «Восточный» при мощности четвертичных аллювиальных отложений в 8 м, их полное оттаивание произойдет через 2 - 2,5 года, а вмещающих пород месторождения при их мощности в 30 - 40 и - за 10 - 15 лет. В результате произойдет существенное, на 30 - 40 %, увеличение водопритоков.

Скорость оттаивания в значительной степени зависит от скорости фильтрации, температуры мерзлых пород и подземных вод. Снижение темпов деградации мерзлоты может быть достигнуто за счет уменьшения скорости фильтрации и температуры подземных вод.

Технически более просто реализуется снижение скорости фильтрации, которое может быть обеспечено понижением напоров на контуре питания и, таким образом, уменьшением гидравлических уклонов потока. Это решение реализуется созданием противофильтрационной завесы у контура питания или, что более эффективно, на площади распространения многолетнеыерзлых пород. В этом случае создаваемое совместной работой экрана и многолетнемерзлой толщи гидравлическое сопротивление является максимальным и более эффективно снижает действующие напоры, скорость фильтрации, фильтрационные расходы и темпы деградации

многолетнемерзлых пород.

Физико-математическое моделирование работы такой завесы, выполняемой из пород отвалов, представленных глинистыми развостями, показывает, что уже при коэффициентах фильтрации экрана 0,1 - 1,0 м/сут действующий напор в высокопроницаемом слое галечников снижается на б - 7 м, что ведет к резкому снижению гидравлического уклона и скорости фильтрации. При этом отепляющее влияние фильтрации также снижается. Так скорость оттаивания гравийио-гапечных пород снижается в 2 раза, а трещиноватых осадочных пород - в 15-20 раз. В результате этого прирост притока подземных вод в разрез резко снижается, и к концу проектного срока его работы породы в бортах остаются в мерзлом состоянии, выполняя свою роль естественного барража.

Проведенными исследованиями установлено, что сохранение многолетнемерзлых пород в бортах разрезов в качестве противофильтрационных экранов способствует снижению водопритоков, повышению эффективности горных работ. При этом мероприятия по защите мерзлых пород от деградации целесообразно проводить до начала водопонизительных мероприятий, приостанавливая, тем самым, процесс деградации в самом начале.

Особенностью природных условий криолитозоны является глубокое зимнее промерзание пород в условиях низких температур я значительной продолжительности холодного периода Это позволяет предложить противофильтрационную завесу нового типа, полностью исключающую фильтрацию через экран и достаточно долговечную для защиты горных выработок от водопритоков в течение всего периода работы горных предприятий.

Сущность предлагаемой технологии состоит в использовании местных материалов (пород отвалов, представленных размокающими и не размокающими разностями алевролитов, аргиллитов, глинистых песчаников) для отсыпки в существующие кли вновь сооружаемые дренажные траншеи. При этом применяемый материал не подвергается предварительной подготовке и обработке. Завеса формируется путем послойной отсыпки пород отвалов в дренажные траншеи в зимнее время при низких значениях среднесуточных температур (около -20...-305С). В зависимости от требуемой глубины промораживания мощность отсыпаемого слоя должна составлять от 10 до 30

см. При этом его полное промерзание, как показали теплофизические расчеты по формуле Стефана, будет достигнуто за 3 - 4 суток. За наиболее холодный период зимы, составляющий для Забайкалья около 120 суток, может быть отсыпана завеса мощностью свыше 20 нетров, что вполне достаточно для противофильтрационного экрана.

Непроницаемость и долговечность экрана может быть обеспечена обводнением каждого слоя при отсыпке пород в дренажной траншее. Высокольдистые породы экрана будут оттаивать значительно медленнее за счет значительных затрат тепла на фазовые переходы "лед - вода". Обводнение пород экрана в дренажной траншее может обеспечиваться закачкой воды при низких водопритоках или откачкой при высоких. Часть сечения траншеи для этого должна оставаться свободной.

При обводнении пород отсыпки затраты тепла ва ее промораживание увеличиваются, однако из-за налой толщины слоя полное промерзание достигается за 2 - 3 суток. При этом быстрое промерзание обеспечивает массивную криогенную текстуру пород искусственного экрана и его полную непроницаемость для фильтрации.

Установлено, что величина промерзания за зимний период существенно увеличивается при уменьшении толщины отсыпаемого слоя и, соответственно, при увеличении числа подсыпок (рис. 4).

п, количество подсыпок за зиму

Рис.4 Зависимость величины промерзания за зиму от частоты подсыпок.

Проведенные теплофизические расчеты показали, что подобная технология послойного промораживания пород экрана при предварительном обводнении обеспечивает его существование в течение 20...30 лет при условии отсыпки на подстилающие слабофильтрующие породы и навале 3-4-метрового защитного слоя скальной породы сверху.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации на основе учета горно-технических и мерзлотно-гидрогеологических условий угольных месторождений Забайкалья разработан комплекс технических и технологических методов повышения эффективности открытых горных работ в сложных гидрогеологических условиях. В результате выполненных исследований дано решение актуальной научно-практической задачи снижения водопритоков в действующие и проектируемые карьеры, основанное на использовании вскрышных пород и природно-климатических условий я особенностей криолитозоны.

Основные научно-практические результаты выполненных исследований сводятся к следующему:

1. Выделены наиболее характерные причины обводнения карьеров в сложных гидрогеологических условиях южных районов распространения иноголетнемерзлых пород - наличие высокопроницаемых пород в верхних частях разреза при активной связи с поверхностными водами и деградация мерзлоты при разработке месторождений.

2. На основе анализа фильтрационных полей и моделирования фильтрационных процессов в контурах угольных разрезов усовершенствованы методики расчета и прогноза водопритоков при проектировании противофильтрационных завес и карьерного водоотлива в сложных горнотехнических и гидрогеологических условиях.

3. Выявлены закономерности фильтрации в контурах карьеров в сложных мерзлотно-гидрогеологических условиях и установлены зависимости водопритоков в карьеры от конструктивных параметров противофильтрационных экранов и завес и фильтрационных свойств применяемых материалов. Установлено, что эффективность существенно увеличивается при применении комбинированных экранов и завес из измельченных и неизмельченных пород.

4. Разработана ресурсосберегающая технология защиты разрезов от водопритоков, основанная на использовании глинистых полускальных пород отвалов - аргиллитов, алевролитов и глинистых песчаников в качестве материала для создания противофильтрационных экранов. Внедрение технологии позволяет снизить водопритоки в 2-3 раза, уменьшить затраты на карьерный водоотлив и получить в условиях разреза «Восточный» экономический эффект в размере 825 тыс. рублей в год или 8 рублей на тонну добытого угля.

5. Дано гидродинамическое и теплофизическое обоснование горнотехнических мероприятий по сохранению пород в мерзлом состоянии для использования их в качестве естественных противофильтрационных экранов, что позволяет снижать водопритоки в карьеры на 30-40 %.

6. Разработана и теоретически обоснована новая технология сооружения мерзлотных противофильтрационных экранов из вскрышных пород с

использованием теплоты фазовых переходов "лед - вода" для повышения ш надежности и долговечности.

7. Разработаны новые методы дренирования горных пород с применением теплоизоляции водотоков и дренирующих устройств обеспечивающие безнасосный сбор и отведение подземных вод за предель карьеров и предотвращающие наледеобразование в их бортах.

Основные положения и научные результаты опубликованы в еле дующих работах:

1. Динамика наледеобразования в Чарской впадине // Геокриологические и инженерно-геологические проблемы Забайкалья": Тез. докл. - Чита, 1990. - С 89-91.

2. Особенности экологии подземных вод Чаро-Удоканского ТПК / Вестник ЧитПИ: Тез. докл. - Чита, 1995. - С. 231 - 239.

3. Особенности надземного дренажа подземных вод при промерзании грунтов наледных полян // Тез. докл. I научно-техн. конференции, посвященной открытию Горного института. - ЧитГТУ, Чита, 1998. - С. 50-51.

4. Engeneering-Geocriolgikal Conditions of One of the Deforming Sections o¡ the Transbaical Railroad and Possibl Ways to Its Stabilization. Geocriologika Problems of Constracbtions in Eastern Russia and Nothern China. Proceedings of tbf Inthernetional Symposium. - Yakutsk, 1998. Vol. - 2. - P. 19 - 26. (V.G. Kondratiev A.G. Verhoturov and others).

5. Способ борьбы с наледям в малоснежных районах распространение вечной мерзлоты // Решение о выдаче патента по заявке 98106583/03 (0005793 от 23 декабря 1999 г. (Соавторы В.А. Бабелло, B.C. Петров, А.Г. Верхотуров).

6. Способ предотвращения наледеобразования на склонах в малоснежны; районах распространения вечной мерзлоты // Решение о выдаче патента пс заявке 98114808/13 (016123) от 15 декабря 1999 г. (Соавторы Бабелло В.А. Петров В.С).

7. Ресурсосберегающая технология кольматации пород угольны) месторождений и прогноз экологического эффекта ее применения. II Тез. докл Международн. конф. "Проблемы прогнозирования в современном мире". - Чита ЧитГТУ, 1999.-С. 16-17.

8. Новые подходы к защите природных вод при разработке угольны? месторождений Забайкалья и прогноз их экологического эффекта // Тез. докл международной конференции "Проблемы прогнозирования в современно* мире". - Чита, ЧятГТУ, 1999. - С. 17-18.

9. Использование противофильтрацнонных завес для управлени) мерзлотно-гидрогеологическими условиями при открытой разработке угля i Забайкалье Н Тез. докл. Второй научно-техн. конф., посвященной 25-летик Горного института. - Чита, ЧитГТУ, 1999. - Ч. 1. - С. 128 - 130.

10. Гидрогеологические условия и методы управления водопритокани н; угледобывающих предприятиях Юга Забайкалья // Тез. докл. Второ]

¡аучно-техн. конф., посвященной 25-летию Горного института. - Чита, ГитГТУ, 1999. - Ч. 1. - С. 140. - 142. (Соавтор Кудрявцева И.Ю.).

11. Исследование свойств противофильтрационных экранов из [олускальных глинистых пород // Тез. докл. Второй научно-техн. конф., ¡освященной 25-летию Горного института. - Чита, ЧитГТУ, 1999. - Ч. 1 - С. 142 144. (Соавторы Татаринов В.В., Шульгин А.М.).

12. Гидрогеологические методы повышения эффективности открытой тработки угля в Забайкалье // Тез. докл. Второй научно-технической онференции, посвященной 25-летию Горного института. - Чита, ЧитГТУ, 999. -Ч. 2. - С. 181 - 183.

13. Новые технологии сооружения противофильтрационных завес в словиях глубокого зимнего промерзания // Тез. докл. международной конф. Наука и образование на рубеже тысячелетий". - Чита, ЧитГТУ. 1999. - С. 45-47. Соавтор Бабелло В.А.).

14. Причины снижения эффективности отработки Татауровского ¡уроугольного месторождения и методы ее повышения // Тез. докл. междунар. ;онф. "Наука и образование на рубеже тысячелетий". - Чита, ЧитГТУ, 1999. - С. 7-49.

15. Экологическое обоснование применения и технологии сооружения |ротивофильтрационных завес на угольных месторождениях Забайкалья // 1роблеиы безопасности жизнедеятельности в Забайкальском регионе. - Вестник ДАНЭБ N 6 (18). - С.-Петербург - Чита. - С. 62-65. (Соавтор БабеллоВ.А.).

Подписано в печать 1.03.2000 г. Формат 60x90/16 _Объем 1 печ. л. Тираж 100 экз. Заказ №27

Типография Читинского государственного технического университета Чита, Алекзаводская, 30

ТАМПОНИРОВАНИЯ ПЛАСТОВ, ФОРМИРУЮЩИХ

КАТАСТРОФИЧЕСКИЕ ВОДОПРИТОКИ.

3.1. Обоснование возможности применения вмещающих пород в качестве противофильтрационных экранов и завес.

3.2. Лабораторные и натурные исследования фильтрационных свойств вмещающих пород угольных месторождений.

3.3. Физико-математическое моделирование работы противофильтрационных экранов и завес в сложных условиях.

3.4. Разработка технологии сооружения противофильтрационных экранов и завес.

3.5. Разработка аналитических методов прогноза водопритоков при использовании противофильтрационных экранов.

ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ ЭКРАНОВ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

МЕРЗЛОТЫ И ВОДОПРИТОКОВ В РАЗРЕЗЫ ВО ВРЕМЕНИ.

4.1. Гидродинамическое обоснование сохранения многолетнемерзлых пород в бортах разрезов для стабилизации водопритоков во времени.

4.2. Теплофизическое обоснование по повышению устойчивости криолитозоны в зоне ожидаемых фильтрационных потоков.

4.3. Разработка технологии сооружении ресурсосберегающих экранов из искусственных мерзлых толщ.

4.4. Исследование влияния противофильтрационных завес на развитие неблагоприятных физико-геологических явлений в зоне разработки месторождений.

ГЛАВА V. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ ЭКРАНОВ

ИЗ ВМЕЩАЮ ЩИХ ПОРОД.

5.1. Экономическая эффективность применения противофнльтрационных экранов для снижения водопрнтоков.

5.1.1. Экономическая оценка применения экранов из вмещающих пород на разрезе "Восточный".

5.1.1. Экономическая оценка применения экранов из вмещающих пород на разрезе "Тигнинский".

5.2. Экономическая эффективность стабилизации водопрнтоков во времени при сохранении мерзлоты.

Актуальность темы. Угольная промышленность Восточного Забайкалья является одной из жизнеобеспечивающих отраслей, определяющей устойчивое функционирование объектов экономики не только Читинской области, но и Дальнего Востока. В настоящее время здесь добывается до 15 млн. тонн угля в год. Однако добыча угля в регионе (разрезы "Харанорский", "Восточный", "Тигнинский", "Уртуйский" и др.) производится в сложных мерзлотно-гидрогеологических условиях, что приводит к значительному удорожанию открытых горных работ. 2

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации на основе учета горно-технических и мерзлотно-гидрогеологических условий угольных месторождений Забайкалья разработан комплекс технических и технологических методов повышения эффективности открытых горных работ в сложных гидрогеологических условиях. В результате выполненных исследований дано решение актуальной научно-практической задачи снижения водопритоков в действующие и проектируемые карьеры, основанное на использовании вскрышных пород и природно-климатических условий и особенностей криолитозоны.

Основные научно-практические результаты выполненных исследований сводятся к следующему:

1. Выделены наиболее характерные причины обводнения карьеров в сложных гидрогеологических условиях южных районов распространения многолетнемерзлых пород - наличие высокопроницаемых пород в верхних частях разрезапри активной связи с поверхностными водами и деградация мерзлоты при разработке месторождений.

2. На основе анализа фильтрационных полей и моделирования фильтрационных процессов в контурах угольных разрезов усовершенствованы методики расчета и прогноза водопритоков при проектировании

135 противофильтрационных завес и карьерного водоотлива в сложных горнотехнических и гидрогеологических условиях.

3. Выявлены закономерности фильтрации в контурах карьеров в сложных мерзлотно-гидрогеологических условиях и установлены зависимости водопритоков в карьеры от конструктивных параметров противофильтрационных экранов и завес и фильтрационных свойств применяемых материалов. Установлено, что эффективность существенно увеличивается при применении комбинированных экранов и завес из измельченных и неизмельченных пород.

4. Разработана ресурсосберегающая технология защиты разрезов от водопритоков, основанная на использовании глинистых полускальных пород отвалов - аргиллитов, алевролитов и глинистых песчаников в качестве материала для создания противофильтрационных экранов. Внедрение технологии позволяет снизить водопритоки в 2-3 раза, уменьшить затраты на карьерный водоотлив и получить в условиях разреза «Восточный» экономический эффект в размере 825 тыс. рублей в год или 8 рублей на тонну добытого угля.

5. Дано гидродинамическое и теплофизическое обоснование горнотехнических мероприятий по сохранению пород в мерзлом состоянии для использования их в качестве естественных противофильтрационных экранов, что позволяет снижать водопритоки в карьеры на 30-40 %.

6. Разработана и теоретически обоснована новая технология сооружения мерзлотных противофильтрационных экранов из вскрышных пород с использованием теплоты фазовых переходов "лед - вода" для повышения их надежности и долговечности.

7. Разработаны новые методы дренирования горных пород с применением теплоизоляции водотоков и дренирующих устройств, обеспечивающие безнасосный сбор и отведение подземных вод за пределы карьеров и предотвращающие наледеобразование в их бортах.

1. Способ гидравлического оттаивания мерзлых пород / B.C. Абалаков B.C., A.B. Рашкин (СССР). N2854405/29- A.c. 863785 (СССР), МКИ3 Е02 5/30 03; Заявлено 17.12.79; Опубл. 15.09.81. Бюл.34-51.

2. Абрамов С.К., Скиргелло O.E. Осушение шахтных и карьерных полей. М.: Недра, 1968. - 251 с.

3. Абрамов С.К., Газизов М.С., Костенко В.И. Защита карьеров от воды. -М.: Недра, 1976. 229 с.

4. Андерсленд О., Андерсен Д. Геотехнические вопросы освоения севера. М. : Недра, 1983.

5. Араманович И.Г. и др. Справочник по математике для научных работников и инженеров // Определения, теоремы, формулы / Корн Г., Корн Т. 5-е изд. М., 1984.

6. Артемьева Е.Л., Строгонова и др. Автоматизированный контроль процесса строительства противофильтрационных тампонажных завес // Горный журнал. 1995, N 7-8. С. 29-33.

7. Арье А.Г. Физические основы фильтрации подземных вод. М.: Недра, 1984. - 101 с.

8. Изучение гидрогеологических и инженерно-геологических условий при разведке и освоении месторождений твердых полезных ископаемых / В.Д. Бабушкин, Д.И. Пересунько , С.П. Прохоров , Г.Г. Скворцов. М.: Недра, 1969.- 408 с.

9. Бабушкин В.Д. и др. Изучение гидрогеологических условий и прогноз водопритоков в дренажные узлы и горные выработки в трещиннокарстовых породах методом моделирования / В.Д. Бабушкин, З.П. Жебрак, В.А. Лебедянская. М.: Всегингео, 1971. - 11 с.

10. Бабушкин В.Д., Кашковский Г.Н. Исследование методами аналогового моделирования гидрогеологических условий карстовых районов с целью прогноза водопритоков в горные выработки. М. Всегингео, 1972. -68 с.

11. Бабушкин В.Д. и д.р Прогноз водопритоков в горные выработки и водозаборы подземных вод в трещиноватых и закарстованных породах / В.Д. Бабушкин, З.П. Лебедянская , Г.Н. Кашковский. М.: Недра, 1972. - 196 с.

12. Бабушкин В.Д. Методы изучения фильтрационных свойств неоднородных пород. М.: Недра, 1974. - 208 с.

13. Базаров И.П. Термодинамика: Учеб. для вузов. 4-е изд. - М.: Высш. шк„ 1991. - 376 с.

14. Бакакин В.П. Основы ведения горных работ в условиях вечной мерзлоты. -М.: Металлургиздат, 1958. с.231.

15. Батюк В.В. Применение полимеров и поверхностно-активных веществ в почвах. М.: Наука, 1978. - 242 с.

16. Бахолдин Б.В. Выбор оптимального режима замораживания грунтов в строительных целях. М.: Госстройиздат, 1963. - 116 с.

17. Беляев Н.М., Рядно A.A. Методы теории теплопроводности. М.: Высш. школа, 1982. - Ч. 2. - 304 с.

18. Безрук В.М. Укрепление грунтов в дорожном и аэродромном строительстве. М.: Транспорт, 1971. - 246 с.

19. Беляков А.Е. Особенности экологии подземных вод Чаро-Удоканского ТПК //Вестник ЧитПИ: Тез. докл. Чита, 1995. - 286. - С.231 -239.

20. Беляков A.E., Бабелло В.А. Особенности надземного дренажа подземных вод при промерзании грунтов наледных полян //Тез. докл. I науч.-техн. конференции, посвященной открытию Горного института. ЧитГТУ, Чита, 1998. - С. 50-51.

21. Беляков А.Е., В.А. Бабелло, B.C. Петров, А.Г. Верхотуров. Способ борьбы с наледям в малоснежных районах распространения вечной мерзлоты. Решение о выдаче патента по заявке 98106583/03 (0005793) от 23 декабря 1999 г.

22. Беляков А.Е., Бабелло В.А., Петров B.C. Способ предотвращения наледеобразования на склонах в малоснежных районах распространения вечной мерзлоты. Решение о выдаче патента по заявке 98114808/13 (016123) от 15 декабря 1999 г.

23. Беляков А.Е. Ресурсосберегающая технология кольматации пород угольных месторождений и прогноз экологического эффекта ее применения /У Проблемы прогнозирования в современном мире: Тез. докл. международной конф. Чита, ЧитГТУ, 1999. - С. 16-17.

24. Беляков А.Е. Новые подходы к защите природных вод при отработке угольных месторождений Забайкалья и прогноз их экологического эффекта .// Проблемы прогнозирования в современном мире: Тез. докл. международной конф. Чита, ЧитГТУ, 1999. - С. 17-18.

25. Беляков А.Е., Татаринов В.В., Шульгин А.М. Исследование свойств противофильтрационных экранов из полускальных глинистых пород // Вторая науч.-техн. конф., посвященная 25-летию Горного института: Тез. докл. Чита, ЧитГТУ, 1999. - Ч. 1. - С, 142 - 144.

26. Беляков А.Е. Гидрогеологические методы повышения эффективности открытой отработки угля в Забайкалье /./ Вторая науч.-техн. конф., посвященная 25-летию Горного института: Тез. докл. Чита, ЧитГТУ, 1999. -Ч. 2. - С. 181 - 183.

27. Беляков А.Е., Бабелло В.А. Новые технологии сооружения противофильтрационных завес в условиях глубокого зимнего промерзания // Наука и образование на рубеже тысячелетий: Тез. докл. международн. конф.- Чита, ЧитГТУ, 1999. С. 45-47.

28. Беляков А.Е. Причины снижения эффективности отработки Татауровского буроугольного месторождения и методы ее повышения // Наука и образование на рубеже тысячелетий: Тез. докл. международн. конф.- Чита, ЧитГТУ, 1999. С. 47 - 49.

29. Беляков А.Е., Бабелло В.А. Экологическое обоснование применения и технологии сооружения противофильтрационных завес на угольных месторождениях Забайкалья // Проблемы безопасности жизнедеятельности в

30. Забайкальском регионе. Вестник МАНЭБ № 6 (18). С.-Петербург - Чита, 1999. - С. 62-65.

31. Бодров С.С., Пермяков P.C. Воздействие горных предприятий на окружающую среду // Горный журнал. 1997, № 1. С. 50-53.

32. Болотов Д.П., Болотов В.П., Гончаров П.Е. Опыт сооружения противофильтрационной завесы на Ингулецком ГОКе // Горный журнал. -1977. -№ 4. С. 17-18.

33. Боревский Б.В., Самсонов Б.Г., Язвин Л.С. Методика определения параметров водоносных горизонтов по данным откачек / Б.В. Боревский , Б.Г. Самсонов , Л .С. Язвин. М.: Недра, 1979. - 323 с.

34. Бочевер Ф.М., Гармонов И.В. Основы гидрогеологических расчетов. -М.: Недра, 1969. 242 с.

35. Броунштейн Б.И. Гидродинамика, массо и теплообмен в дисперсных системах. - Л.: Химия, 1977. - 280 с.

36. Булдей В.Р. Электромоделирование и технические средства осушения месторождений полезных ископаемых. Киев.: Наук, думка, 1968. -С. 238-288.

37. Буйских A.A., Игнатов A.A. К расчету скорости протаивания и параметров дождевального способа подготовки льдонасыщенных рыхлых отложений //Физ. техн. пробл. разраб. пол. ископ. 1988. - № 4. - С. 73-78.

38. Буянов М.И. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых. М.: Недра, 1990.

39. Власов В.М. Разработать и обосновать первоочередные направления геологоразведочных работ на уголь в Южной Якутии и Забайкалье на основе формационного анализа мезозойских толщ. JL: ВСЕГЕИ, 1989. - 457 с.

40. Вельмина И.А. Особенности гидрогеологии мерзлой зоны литосферы (криогидрогеология). М.: Недра, 1970. - 326 с.

41. Возведение сооружений методом "стенав грунте" / A.JI. Филатов и др. ; под ред. А.Л. Филатова. Киев: "Будивельник. - 1976.

42. Гварцман Б.Я., Кацнельсон H.H. Безопасность выемки угля под водными объектами. М.: Недра, 1977. - 195 с.

43. Геокриологические и гидрогеологические работы при разведке твердых полезных ископаемых (на примере Крайнего Севера) / П.Ф. Швецов и др.; под. ред. П.Ф. Швецова. М.: "Недра", 1984.

44. Гидротехнические сооружения / Н.П. Розанов и др.; под ред. Н.П. Розанова. М.: Стройиздат, 1978. - 647 с.

45. Глебов П.Д. Устройство противофильтрационных завес нагнетанием битумных эмульсий. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1959.

46. Глебов В.Д., Лысенко В.П. Конструирование пленочных противофильтрационных элементов в плотинах и перемычках. "Гидротехническое строительство". - 1973, № 5, с. 33-35.

47. Глебов В.Д. и др. / Пленочные противофильтрационные устройства гидротехнических сооружений /В.Д. Глебов В.Д., И.Е. Кричевский и др. М.: Энергия, 1976. - 152 с.

48. Гольтман В.Г. Теплообмен в фильтрующих крупнозернистых грунтах при дренажной и игловой гидрооттайке //Тр. ВНИИ-1. 1959.- т. XIII, - с. 167-222.

49. Горшков В.А. Очистка и использование сточных вод предприятий угольной промышленности. М.: Недра, 1981, 268 с.

50. Гречищев С.Е., Чистотинов Л.В., Шур Ю.Л. Основы моделирования криогенных физико-геологических процессов. М.: Наука, 1984, 232 с.

51. Гречищев С.Е., Чистотинов Л.В., Шур Ю.Л. Криогенные физико-геологические процессы и их прогноз. М.: Недра, 1980.

52. Данилов В.П. Проблемы минерально-сырьевой базы угольной промышленности. Минеральные ресурсы России, 1992, № 6, с.9-12.

53. Дмитриев А.П., Гончаров С.А. Термодинамические процессы в горных породах. М.: Недра, 1983. 384 с.

54. Донцова Л.П., Знаменский В.В. Опыт применения фильтрационно-дренажного оттаивания россыпи в Оймяконском районе/ Мерзлотоведение: Тр. ВНИИ-1, 1967. т. 26. разд. 3. - с. 49-63.

55. Евтушенко А.Е., Лурий В.Г., Михеев И.О. К вопросу о стратегии и реконструкции угольной промышленности. М.:, 1994, вып. 5, с. 17 27.

56. Ершов Э.Д. Криолитогенез. М.: Недра, 1982. Ершов Э.Д.

57. Общая геокриология. М.: Недра, 1990. Железняк И.И., Саркисян P.M. Закономерности сезонного промерзания и оттаивания грунтов в Забайкалье. Тез. докл. конф. Проблемы геокриологии Забайкалья. Чита, 1984., с. - 60-62.

58. Железняк И. И., Саркисян Р. М. Методы управления сезонным промерзанием грунтов в Забайкалье. /Отв. ред. Д.П.Сенук; АН СССР. Чит. ин-т природ, ресурсов. Новосибирск: Наука, 1987. - 126 с.

59. Жернов И.Е., Муромцев H.H., Ситников А.Б. К вопросу точности решения задач фильтрации методами математического моделирования на АВМ. "Науч. труды Ташкент, ун-та", 1971, вып. 415.

60. Жернов И.Е., Шестаков В.М. Моделирование фильтрации подземных вод. М.: Недра, 1971, 224 с.

61. Зарубинский Я.И., Аземко Ю.Г., Минаев А.Б. Прогнозирование притока воды в горные выработки шахт Донбасса (методические рекомендации). ДонбассНЙЛ Мингео СССР. Ростов-на-Дону: 1975, 25 с.

62. Знаменский В.В. Расчет теплообмена при фильтрационно-дренажном оттаивании мерзлых пород//Тр. ВНИИ-1. 1969. - т. XXIX. - с. 181-212.

63. Зотеев В.Г., Костерова Т.К., Тагильцев С.Н. Меры борьбы с загрязнением гидросферы на территории горнодобывающих комплексов Урала. "Известия высших учебных заведений. Горный журнал" № 5, 1995, с. 141-150.

64. Карасев К.И. Исследовангия закономерностей формирования противофильтрационных завес в грунтах и закрепления пылящих поверхностей с помощью полиэлектролитов. Дис. канд. хим. наук. М., 1980. -184 с.

65. Карасев К.И., Рашкин A.B. A.c. 1102853 (СССР), МКИЗ Е02 Д 3/12; С 09К 17/00. Способ создания противофильтрационной завесы. N 361532312933. Заявл. 23.04.83; Опубл. 15.07.84. Бюл. № 26. 10 с.144

66. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964,214 с.

67. Климентов П.П., Кононов В.М. Методика гидрогеологических исследований. М.: Высшая школа, 1978, 408 с.

68. Костромин М.В. Технико-экономическая оценка полимерного экранирования и химического тампонажа земляных плотин при разработке россыпей. В сб. "Труды Читинского политех, ин-та", ч. 2, Чита, 1975.

69. Крашин И.И., Пересунько Д.И., Племенов В.А. Методическое руководство по составлению электрических моделей для решения гидрогеологических задач. М.: ВСЕГИНГЕО, 1967, 52 с.

70. Крашин И.И., Пересунько Д.И. Оценка эксплуатационных запасов подземных вод методом моделирования (методическое руководство). М.: Недра, 1976, 205 с.

71. Кудрявцев В.А., Ершов Э.Д. Принципы управления мерзлотным процессом. В сб. Мерзлотные исследования, вып. IX. М., изд-во МГУ, 1969.

72. Куренчанин В.К. Разработка угольных месторождений Северо-ВостокаСССР. М.: Наука, 1971. - 253 с.

73. Кутушеладзе С.С. Основы теории теплообмена. Новосибирск: Наука, 1970. 660 с.

74. Лыков С.С. Тепломассообмен. М.: Энергия, 1972. 252 с.

75. Лукьянов B.C., Головко М.Д. Расчет глубины промерзания грунтов. Трансжелдориздат, 1957.

76. Лысенко В.П. Некоторые вопросы устройства полиэтиленовых противофильтрационных элементов плотин из местных материалов. "Сб. докл. гидротехн. ВНИИ гидротехн.", 1972, вып. 12, с. 159-165.

77. Максимов А.П., Евтушенко В.В. Тампонаж горных пород. М.: Недра, 1978.- 180 с.

78. Меламед В.Г. Решение задачи Стефана (в случае второй краевой задачи). "Вест. Моск. ун-та сер. матем.", 1959, № 1.

79. Меламед В.Г. О численном интегрировании классической задачи Стефана при учете фазовых переходов в спектре температур. "Изв. АН СССР, сер. геофиз.", 1963, № 2.

80. Меламед В.Г., Перлыптейн Г.З. К математической постановке задачи об оттаивании пород с учетом инфильтрации воды. В кн.: Мерзлотные исследования. Вып. XI. М., изд-во МГУ, 1971, с. 3-14.

81. Мироненко В.А, Норватов Ю.А., Сердюков Л.И. Гидрогеологические исследования в горном деле. М.: Недра, 1976, 352 с.

82. Мироненко В.А., Норватов Ю.А. и др. Руководство по дренированию карьерных полей. М.: Недра, 1977, 195 с.

83. Мироненко В.А., Шестаков В.М. Теория и методы интерпретации опытно-фильтрационных работ. М.: Недра, 1978, 325 с.

84. Мироненко В.А., Румынии В.Г., Учаев В.К. Охрана подземных вод в горнодобывающих районах (опыт гидрогеологических исследований). Л,: Недра, 1980, 320 с.

85. Мироненко В.А., Сердюков Л.А., Норватов Ю.А. Методические рекомендации по определению гидрогеологических параметров при разведке и освоению угольных месторождений. ВНИМИ. Л: Недра, 1979, 137 с.

86. Митрофанов Н.С., Козаков Б.М. Противофильтрацнонная завеса в траншее. /НИИ оснований и подземных сооружений/. Авт. св. СССР кл. Е026 3/16, № 293913, заявл. 18.07.68, опубл. 24.03.71.

87. Мунакян В.А. Формирование и оценка эксплуатационных запасов подземных вод в депрессиях Забайкалья. Автореф. канд. дис. М., 1973, 22 с.

88. Назаров В.В.,Рашкин А.В., Костромин М.В. Основные направления охраны поверхностных вод при разработке россыпных месторождений.

89. Тезисы докл. респ. науч.-техн. конференции "Человек и окружающая среда", Л., 1975.

90. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. Высш. школа, ч.2, 1982. 304 с.

91. Некрасов И.А. Криолитозона Северо-Востока и Юга Сибири и закономерности ее развития. Якутск, 1976, 245 с.

92. Общее мерзлотоведение. Под ред. П.И. Мельникова и К.Н. Толстихина. Новосибирск, 1974.

93. Общее мерзлотоведение/ Под ред. В.А. Кудрявцева М. Изд-во МГУ, 1976,403 с.

94. Огильви H.A. Геотермическое поле как один из факторов формирования подземных вод. В кн. Тез. докл. на I Всесоюзном совещ. по геотермическим исследованиям в СССР. М.: Изд.-во АН СССР, 1956, - 256 с.

95. Основы мерзлотного прогноза при инженерно-геокриологических исследованиях/ Под ред. В.А. Кудрявцева. М.: Изд-во МГУ, 1974.

96. Павлов A.B. Расчеты регулирования мерзлотного режима почвы. Новосибирск: Наука, 1980. 240 с.

97. Пересунько Д.Н. Изучение режима шахтных (рудничных) и подземных вод на месторождениях полезных ископаемых. Методические указания. М.: Недра, 1968, 80 с.

98. Перльштейн Г.З. Влияние инфильтрации воды на оттаивание песчаных и грубообломочных пород. Автореф. канд. дис., 1968, 28 с.

99. Перльштейн Г.З. Водно-тепловая мелиорация мерзлых пород на Северо-Востоке СССР. Новосибирск: Наука, 1979. - 304 с.

100. Пиннекер Е.В., Писарский Б.И., Шенькман Б.М. Методика оценки, особенности распределения и использования подземных вод юга Восточной

101. Сибири. В кн. Геолого-геофизические исследования. - Иркутск: кн. изд-во, 1976, с. 80-92.

102. Пиннекер Е.В., Писарский Б.И., Шенькман Б.М. и др. Естественные ресурсы подземных вод юга Восточной Сибири. Новосибирск: Наука, 1976. - 127 с.

103. Пиннекер Е.В., Писарский Б.И. Особенности взаимодействия подземных вод и многолетнемерзлых пород. В кн. Региональная гидроегология и инженерная геология Восточной Сибири. Новосибирск.: Наука, 1978, с. 21-26.

104. Подземные сооружения, возводимые способом "стена в грунте". (Под. ред. В.М. Зубкова). Л.: Стройиздат, 1977.

105. Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. /Минводхоз СССР. Минздрав СССР. Минрыбпром СССР. М.: 1975, 30 с.

106. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях./ Минуглепром СССР. Недра, 1981, 288 с.

107. Пурхаев Г.В., Саркисян P.M. Влияние конвективного теплообмена в водонасыщенном слое на протаивание подстилающего мерзлого грунта. В кн.: Материалы к основным учениям о мерзлых зонах земной коры. Вып. 5. Изд-во АН СССР, 1960,220 с.

108. Путиков О.Ф. Фильтрация подземных вод и термический режим верхней части Земной коры. В кн. Методика и техника разведки. М. : Недра, 1969, с. 20-24.

109. Рашкин A.B. и др. Опыт применения полимерных экранов при сооружении плотин на дражных полигонах. "Колыма" № 6, 1968.

110. Рашкин A.B. и др. Применение полиэтиленовой пленки для оттаивания пород и строительства плотин на дражных полигонах. М. Торный журнал", № 9, 1970.

111. Рашкин A.B., Шувалов И.Г. Исследование тампонажных растворов на основе натрий-карбоксиметацеллюлозы. "Колыма" № 2, 1971.

112. Рашкин A.B. и др. Опыт строительства гидротехнических сооружений при разработке россыпных месторождений. "Колыма" № 5, 1973.

113. Рашкин A.B., Костромин М.В. Испытание тампонажа горных пород при разработке россыпей. "Колыма" № 1, 1976.

114. Рашкин A.B., Костромин М.В. Внедрение химического тампонажа плотин для предохранения дражных полигонов от сезонного промерзания затоплением/./Колыма. 1978. -N9 4,- с. 32-33.

115. Рашкин A.B., Комаров Е.И., Абалаков B.C., Субботин Ю.В. Способ создания противофильтрационных завес. A.c. 836277 (СССР), МКИЗ Е02 В 3/16; С 09К 17/00. № 2680386/29-15. Заявл. 01.11.78; Опубл. 07.06.81. Бюл. № 21. 4 с.

116. Рашкин A.B., Абалаков B.C., Костромин М.В,, Комаров И.Е. A.c. 908994 (СССР), МКИЗ Е028 3/16. Способ возведения противофильтрационных завес. № 2878893129-15. Заявл. 06.02.80; Опубл. 28.02.82.1. Бюл. № 8. 5 с.

117. Романовский H.H., Чижов А.Б. О взаимодействии многолет-немерзлых пород и подземных вод. "Вест. Моск. ун-та, сер. геол.", 1967, №

118. Романовский H.H. "О температурном режиме мерзлых тошц небольшой мощности, подстилаемых водоносными слоями. "Вестн. МГУ, сер. геол.", 1965, № 3.

119. Романовский H.H. Талики в области многолетнемерзлых пород и схема их подразделения. "Вестн. Моск. ун-та, сер. геол.", 1972, № 1.

120. Романовский H.H. Подземные воды криолитозоны. М., Изд-во МГУ, 1983 г., 232 с.

121. Рубинштейн Л.И. Проблема Стефана. Рига. 1967.

122. Сапунов Н.Е., Мазуров В.А., Сильвестров Л.К. Влияние фильтрации на тепловой режим подземного изотермического хранилища сжиженного газа -"Транспорт и хранение нефтепродуктов и нефтехимического сырья" № 3.

123. Савельев B.C. Влияние грунтовых вод на устойчивость склонов и возведенных на них сооружений при оттаивании мерзлых грунтов.- Труды V совещания-семинара по обмену опытом строительства в суров, климат, услов. Т.VII. Красноярск, 1968.

124. Сапунов Н.Е. Исследование теплообмена подземных ледопо-родных низкотемпературных емкостей для сжиженных газов, размещенных в фильтрующих пластах. Автореф. дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. М. 1976. 32 е.

125. Серов Н.М. Укрепление грунтов жидкими сланцевыми смолами. -В кн. Химическое укрепление грунтов в аэродромном и дорожном строительстве. М.: Транспорт, 1967.

126. Скворцов М.С. Методические рекомендации по изучению условий формирования и прогнозирования притоков воды в очистные выработки. ИГД им. Скочинского. -М.: Недра, 1981, 44 с.

127. Скуба В.Н. Совершенствование разработки угольных месторождений области многолетней мерзлоты. Якутск, Якутское книжн. изд-во, 1974. 320 с.

128. Скуба В.Н. Подземные разработки угольных месторождений в условиях многолетней мерзлоты. М.: Недра, 1976. 96 с.

129. СкурскийМ.Д. Недра Забайкалья. Чита 1996. 692 с.

130. Смородинов М.И., Федоров Б.С. Устройство фундаментов и конструкций способом "стенав грунте". М.: Стройиздат, 1976.

131. Соколовский В.В., Миронов A.A. Полимерные пленочные экраны в мелиоративном строительстве. "Тр. координац. совещание по гидротехнике", 1972, вып. 74, с. 124-128.

132. Стафеев П.Ф. Противофильтрационная защита земляных плотин при разработке россыпей. "Горный журнал" № 10, 1976, с. 12-14.

133. Степанов В.М. Гидрогеологические структуры Забайкалья. М.: Недра, 1980. 176 с.

134. Стулькевич A.B. Моделирование береговых противофильтра-ционных завес на электрических моделях из сплошных сред. "Изв. ВНИИ гидротехники", 1973.

135. Сыроватко М.В. Гидрогеология и инженерная геология при освоении угольных месторождений. М.: Госгортехиздат, i960, 488 с.

136. Теплофизика промерзающих и оттаивающих грунтов. М., Наука,1964.

137. Тишин М.И. Об инфильтрации воды из оз. Сырдах. В кн.: Взаимосвязь поверхностных и подземных вод мерзлой зоны. Изд-во института Мерзлотоведения СО АН СССР, Якутск, 1980.

138. Толстихин Н И. Подземные воды мерзлой зоны литосферы. В кн. Проблемы геокриологии. Новосибирск, 1973.

139. Толстихин О.В. Наледи и подземные воды Северо-Востока СССР.

140. Толстихин О.Н., Шепелев В.В. и др. Мерзлотно-гидрогеологи-ческие условия Восточной Сибири. Новосибирск, Наука, 1984, 191 с.

141. Указания по проектированию и устройству подземных стен сооружений и противофильтрационных завес способом "стена в грунте". М. Издание ЦНИИС Госстроя СССР, 1974.

142. Ухова Н.В. Учет конвективного теплообмена при оттаивании водонасыщенного грунта. В кн. Материалы VIII междуведомственного совещания по геокриологии. Вып. 4, Якутск, 1966. 255 с.

143. Фельдман В.И. Геологическое строение части бассейнов средних течений рек Ингода и Хилка. "Тр. Чит. геол. упр.", 1958, вып. 2, с. 3-61.

144. Фельдман Г.М. Методы расчета температурного режима мерзлых грунтов. М. Наука, 1973, 254 с.

145. Фельдман Г.М. К расчету протаивания грунта с учетом фильтрации воды. В кн.: Строительство в районах Сибири и Крайнего Севера. Вып. 12. Красноярск, 1969, 221 с.

146. Фельдман Г.М. Расчет промерзания-оттаивания грунтов с учетом процессов массопереноса. "Труды ПНИИС". М., 1970, т.2., 249 с.

147. Фельдман Г.М. Расчет свободной тепловой конвекции в крупнозернистых грунтах. В сб. Экспериментальные исследования процессов теплообмена в мерзлых горных породах. М.: Наука, 1972. 177 с.

148. Фельдман Г.М. Прогноз температурного режима грунтов и развития криогенных процессов. Новосибирск, Изд-во СО АН СССР, 1977. 192 с.

149. Фисенко Г.П., Мироненко В.А. Дренаж карьерных полей. М., Недра, 1972. 185 с.152

150. Фотиев С.M. Подземные воды н мерзлые породы Южно-Якутского угленосного бассейна. М. Наука, 1965.

151. Фотиев С.М. Гидрогеотермические особенности криогенной области СССР. М„ "Наука", 1978.

152. Фролов Н.М. Гидрогеотермия. М.: Недра, 1968. 387 с.

153. Хаин В.Я. Расчет промерзания грунта с учетом миграции влаги в талой и мерзлой зонах. Труды ДнИТ. Вопросы геотехники. Днепропетровск, 1969, вып. 15., 67-72.

154. Хилько В.В., Ковальчук Ю.Ф. Исследование изменений структурно-механических свойств грунтов при химической кольматации поверхностно-активными веществами. "Мелиорация и вод. х-во. Респ. межвед. темат. науч.-тех. сб.", 1972, вып. 20.

155. Череменский Г А. Геотермия. М.: Недра, 1972, 237 с. Чеверев В.Г. Экспериментальные исследования закономерностей миграции влаги в тапых и мерзлых грунтах различного состава, строения и свойств. Автореф. канд. дис. М., 1974,35 с.

156. Черкасов Г.В., Синкевич Л.Д. Охрана водных ресурсов при осушении алмазных месторождений. М.: Горный журнал № 3, 1995, с. 58-59.

157. Чижов А.Б. Некотороые вопросы теплового взаимодействия подземных вод и многолетнемерзлых пород. В сб.: Мерзлотные исследования, вып. IV. М. Изд-во МГУ, 1964.

158. Чижов А.Б. Роль конвективного теплопереноса инфильтрую-щимися отмосферными осадками в формировании мерзлотно-гидрогеоло-гических условий. В сб.: Мерзлотные исследования, вып. V. Изд-во МГУ, 1966.

159. Шестаков В.М. Теоретические основы оценки подпора, во-допонижения и дренажа, М., Изд-во МГУ, 1965. 233 с.

160. Шестаков Ю.Г. Математические методы в геологии: Учеб. пособ. для вузов и ун-тов. Красноярск: Изд-во Красноярск, ун-та, 1988. 208 с.

161. Шасткевич Ю.Г. Температурные волны в двухслойной среде. В кн. Проблемы геокриологии. Новосибирск.: Наука, 1973, с. 133-144.

162. Шасткевич Ю.Г. Тепловые эффекты при фильтрации подземных вод. Новосибирск: Наука, 1977. 63 с.

163. Швецов П.Ф. К вопросу о связи температуры и мощности вечной мерзлоты с геологическими и гидрогеологическими факторами. "Изв. АН СССР, ср. геол.", 1941, вып. 1, с 114 - 124.

164. Швецов П.Ф., Мейер Л.А. О дождевально инфильтрационном способе искусственного протаивания россыпей. " Изв. АН СССР, сер. геофиз.", 1956, № 6.

165. Швецов П.Ф., Бобов И.Г. и др. Методическое руководство по инженерно-геокриологическим и гидрогеологическим работам при разведке рудных месторождений на Крайнем Севере. М.: Недра, 1972, 207 с.

166. Шерстов В.А., Авксентьев И.И, Скуба В.Н., Киржнер Ф.М. Условия эксплуатации месторождений твердых полезных ископаемых Крайнего Севера. Новосибирск, 1982. - 144 с.

167. Шкловер A.M. Теплопередача при переодических тепловых взаимодействиях. М.: Госэнергоиздат, 1961,417 с.

168. Шполянская Н А. Вечная мерзлота Забайкалья. М. Наука, 1978,132 с.

169. Шуманов Б.Б., Зубов В.М., Лозановская Н.И. Физико-химический анализ грунтополимерных смесей для противофильтрационных экранов. "Мелиорация и водное хозяйство. Респ. межвед. науч.-техн. сб.", 1973, выи.154

170. Ясько В.Г. Гидрогеология месторождений полезных ископаемых Сибири. М.: Недра, 1978, - 273 с.

171. Ясько В.Г. Подземные воды иежгорных впадин Забайкалья. Новосибирск. Наука, 1982, 168 с.1. УТВЕРЖДАЮ1. АКТо внедрении результатов кандидатской диссертационной работы

172. Белякова Александра Евгеньевича

173. Комиссия в составе: председатель А.И. Кривуш ин.члены комиссийВ.А. Ерофеев, С И. Алантьевасоставили настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы

174. Инженер но ф из ич ее коеобоснование мероприятийиоповышениюэффективности открытых, горных работв сложныхгидрогеологическихусловияхюга;, криолитозош (на примере-угольных месторождений юга

175. Забайкалья)" пред стад л ей ной на соискание ученой степени, внедрены в производство в виде реализации технических решений по организации безналедйого пропуска водотоков в соответствии с разработанной автором с группой соавторов заявки на изобретение.

176. Использование указанных результатов позволило в течение 1997 2000 г г. эксплуатировать наледный участок автодороги без существенных затрат на его содержание ввиду прекращения выхода наледи на проезжую часть автодороги.

177. Результаты внедрялись при выполнении НИР но теме « Разработка технических решений по безналедному пропуску водотока в и. Песчанка автодороги Чита Атамановка».

178. Председатель комиссии начальник ДЭУ1. Гл. инженер ДЭУ1. И.о. гл. бухгалтера ДЭУ1. А.й. Кпивуш ин1. В.А. Ерофеев1. С.И. Алантьева