В. А. Мироненко динамика ползших поп московский

д₂ — удельный приток в карьер;
/j и 1₂ — расстояния от ряда скважин соответственно до реки и
карьера;
Н_п — напор на контуре реки (напор на контуре карьера
н_к-0).
Добавляя сюда полученное ранее выражение для Нф (3.62) и полагая q₂ = (д°— удельный расход, отвечающий предельно допу­стимой длине языка оплывания), получаем уравнение для определе­ния требуемого расстояния между скважинами:

1. 
   , Л _ h h
   
2. 
   n^axd_c TH/_q⁰-L (8.8)
   

где L — расстояние от карьера до реки.
Полученную формулу можно использовать и при иной конфигу­рации потока — после построения лент тока и приведения их.к плоским (см. раздел 8.3.3).
В общем случае расчет контурных систем скважин проводят чаще просто подбором на модели. Для определения оптимальной расстановки скважин в пределах дренажного контура, окружающего совершенный котлован, моделирование рекомендуется выполнять в следующем порядке:
[Т] строится сетка движения для области между контуром скважин и карьером; выделенные ленты тока приводятся к плоским (см. раздел 8.3.3);
[~2~| исходя из допустимых с точки зрения фильтрационных деформаций притоков к борту определяется допустимый напор на линии ряда скважин для всех выделенных лент (по формулам Для плоского одномерного потока);
|~3~| каждый из выделенных участков контура моделируется
шинои с переменным сопротивлением R_k , на вершину которого по-
i
дается потенциал, отвечающий уровням на скважинах участка. Ве­личину R_k изменяют до тех пор, пока потенциалы на шинах не будут
соответствовать подсчитанным значениям; ориентировочная макси-
ро-
мальная величина Rl — — удельное сопротивление бумаги; В-
— длина участка контура; O_i — ориентировочное максимальное рас­стояние между скважинами участка);

дя из полученных значений сопротивлений R_k :
i
#1 -н₂
где .//j и Н₂ — напор на границах участка;
ССф — масштаб сопротивлений;

расстояния между скважинами О- определяются из выра­

жения для R_k:

(8.9)
непосредственно вытекающего из формулы (3.62) и общего опреде­ления фильтрационного сопротивления (3.54).
Особые сложности возникают в связи с необходимостью смены граничных условий на водопонижающих контурах в зависимости от понижения уровней. Условия II рода (расход (Q_c - const) задаются на участках контура до тех пор, пока выполняется неравенство (см. формулу (3.62))
с
Ф 2ЛТ Jld„' (g ю)
Как только неравенство (8.10) перестает выполняться, скважи­ны переводят на режим работы с постоянным уровнем.
Своеобразные условия дренажа возникают на тех участках фильтрующих откосов, где падение слоев направлено в сторону мас­сива (рис. 8.8). В этом случае появляется возможность полного уст­ранения высачивания на откосе при работе дренажных скважин. В частности, пользуясь методом фильтрационных сопротивлений, не­трудно показать, что для случая Н_с^ж 0 такая возможность реализу­ется при выполнении требования:
'к (8.11)
гж^аХаШ.^&‘~Кн:
с
где i - sin <2, О — расстояние между скважинами; остальные обо­значения см. на рис. 8.8.

Рис. 8.8. Схема фильтрации к карьеру в условиях наклонного зале­гания водоносного пласта
Отсюда следует, что требуемое число скважин в данном случае примерно обратно пропорционально углу падения слоев .
ЗАДАНИЕ. Выведите формулу (8.11) самостоятельно, восполь­зовавшись методом эквивалентных фильтрационных сопротивле­ний.
8.2.3. Водопонижение при проходке шахтного ствола
Для предотвращения прорыва воды в ствол, вскрывающий на­порный водоносный горизонт, обычно проводят предварительное во­допонижение круговой системой скважин, оборудованных погруж­ными насосами. В таком случае заданными являются расходы сква­жин, отвечающие номинальной производительности насоса (т.е. на скважинах задано граничное условие II рода), а также требуемое по условиям предотвращения прорыва понижение напора на оси ствола S_Q. Используя формулу Тейса (см. раздел 4.1) и принцип сложения течений (см. раздел 3.3), получаем:
^г0
/ о \
„ *
4 at
⁵о(0 ¹ 4 Ж Т ^Ei
(8.12)
где г₀ — радиус круговой установки скважин; п — число скважин.
По формуле (8.12) нетрудно подобрать требуемый водоотлив и число скважин— в зависимости от заданного времени водопониже- ния t. Необходимо только помнить, что выведенная формула спра-

ведлива лишь до тех пор, пока обеспечивается принятый расчетный приток к скважинам, т.е. пока уровень воды в них не упадет до отметки нижнего водоупора. Следовательно, расчет по формуле (8.12) должен сопровождаться дополнительной оценкой понижений в самих скважинах SJS_r < S ):
Ос
⁵с(0 _4лт
(8.13)
. \
пр'
/
предельное понижение уровня в скважине (отвечающее отметке водоупора);
г_с — радиус скважины;
Г{ — расстояние от выбранной расчетной скважины до скважи­ны с номером U
Бели, начиная с некоторого времени t_np, оценка по формуле (8.13) дает S_c(t) > S^, то при t> t_np скважины переходят на режим работы с постоянным уровнем (граничное условие I рода). Такой режим пристволового водопонижения, ориентированного на предот­вращение прерыва через вскрываемый стволом водоупор, обычно следует считать нецелесообразным: он свидетельствует о том, что либо расход насосов, либо число скважин выбраны неудачно.
8.3. Прогноз во^опритоков к открытым горным выработкам
8.3.1. Обцая характеристика прогнозной ситуации
Прогноз водопритоков к открытым выработкам — карьерам, траншеям, котлованам — имеет целью оценку условий их проходки (в частности, оценку влияния подземных вод на устойчивость филь­трующих откосов — см. раздел 8.1), определение необходимости и целесообразных объемов дренажных работ (см. раздел 8.2), а также обоснование мероприятий по охране подземных вод района от исто­щения и загрязнения (см. раздел 8.4).
Вскрытие карьерами или траншеями водоносных горизонтов со­провождается, как правило, существенными нарушениями естест­венного гидродинамического режима вследствие изменений условий разгрузки подземных вод. В то же время усиленное дренирование водоносных горизонтов горными выработками приводит к интенси­фикации их связи со смежными горизонтами, поверхностными водо­емами и водотоками, т.е. к изменению условий питания подземных вод. К тому же при строительстве и эксплуатации крупных карьеров нередко создаются разнообразные гидротехнические сооружения (водохранилища, каналы, а также пщроотвалы, хвостохранилища и
* Раздел написан при участии Ю.А.Норватова.
^Snp ~
V