Odvodnjavanje površinskih kopova

Odvodnjavanje površinskih kopova je isušivanje, prikupljanje i odstranjivanje svih vrsta voda sa prostora predviđenog za površinsku eksploataciju mineralnih sirovina. Cilj odvodnjavanja je da snizi nivo podzemnih voda, kao i da se odstrane gravitacione (površinske) vode koje bi mogle da ugroze normalan rad jednog površinskog kopa.

Zaštita površinskog kopa putem površinskog odvodnjavanja

Zaštita obodnim kanalima primenjuje se za odvođenje površinskih voda za vreme kišnog perioda ili za vreme otapanja snega. Radovi na izradi ovih kanala relativno su jeftini, a isto vremeno veoma su efikasni, kako za prethodno tako i za redovno odvodnjavanje. Ovakav način zaštite obavezno se primenjuje kod svakog površinskog kopa i u svim fazama njegove eksploatacije. Obodnim kanalima mogu se obuhvatiti i podzemne vode, ako se vodonosni horizont nalazi na dubini od 5-10m od površine terena.

Ovi kanali se izrađuju i sprovode po površini terena, tako da je površinski kop zaštićen sa svih strana.

Ovi kanali se obično izrađuju u vodonepropusnom zemljištu (čvrste stene ili gline). Oblik, veličina kanala kao i njihov pad, zavisi od količine vode koja gravitira sa šireg područija prema površinskom kopu. Količina vode zavisi kako od konfiguracije terena na širem područiju kopa, tako i od učestalosti atmosferskog taloga koji u toku kišnog perioda pada na tom područiju.

Zaštita primenom ekrana posebno je značajno za sprečavanje većeg prodora podzemnih voda pri otvaranju površinskih kopova koji su u neposrednoj blizini rečnih tokova ili jezera. Primenom ekrana radovi na odvodnjavanju se smanjuju, a sigurnost i bezbednost rada u znatnoj meri se povećava. Ova metoda se primenjuje za sve vrste ležišta kod kojih je dotok podzemnih voda veoma visok i kod koji se vodonosni horizonti relativno plitki i to 15-30m ispod površine terena.

1. faza izrada zaseka (šlica) ostvaruje se presecanjem vodonosnog horizonta koji se nalazi u neposrednoj blizini površinskog kopa, sa jedne strane i vodenog toka reke sa druge strane. Izrada zaseka obično se vrši pomoću bagera specijalne konstrukcije za odgovarajuće dubine.

2. faza zapunjavanje zaseka vodonepropusnim materijalom (najčešće glinom), i na taj način se prekida mogućnost prodora podzemne vode u npovršinski kop.

Zapunjavanje zaseka obično se obavlja pomoću gline sa dodatkom betona ili cementnog mleka.

Ove metode pružaju pouzdanu zaštitu površinskog kopa od infiltracije podzemnih voda.

Izrada ekrana je jednostavna i brza. Loša strana je u posebnim uslovima kada ograničavaju mogućnost primene ekrana, kao što je relativno mala dubina izrade, postojanje vodonepropusnog sloja na čijoj se osnovi postavlja ekran...itd

Zaštita pomoću bunara primenjuje se u slučajevima kada se vodonosni horizont u površinskom kopu nalazi na dubini od 10 do 100m, pa čak i više. Ova izrada se vrši sa površine terena do preseka sa vodonepropusnim slojem. Raspoređuju se u jednom ili više redova po konturi površinskog kopa. Rastojanje između bunara i redova zavisi od konkretnih hidrogeoloških uslova, a iznosi od 25 do 100m. Bunari za odvodnjavanje predstavljaju bušotine velikog prečnika, preko 1m. Ako se bunari izrađuju kopanjem, njihovi zidovi se obezbeđuju opekom, kamenom, betonskim ili čeličnim prstenovima. Bunari izrađeni odgovarajućim bušilicama oblažu se filterima kroz koje voda dotiče u bunar. Filteri imaju namenu da spreče prodiranje peska unutar bunara.

U ovako opremljene bunare spuštaju se pumpe kapaciteta 30-100m3/h. Pri crpljenju vode iz bunara, voda protičr iz vodonosnih slojeva i spušta se oko bunara u vidu levka.

Kombinovana metoda - sistem zaštite ekrana i bunara primenjuje se u veoma složenim hidrogeološkim uslovima i u slučajevima kada nije dovoljan jedan način odvodnjavanja. U praksi se najčešće primenjuje ova kombinacija.

Ciljevi, način i vrsta primene

Zavisno od cilja koji treba postići odvodnjavanjem, kao i načina i vrste primene, ono obuhvata: oceđivanje ili odstranjivanje vodonosnih površina i tokova sa prostora predviđenog za eksploataciju mineralnih sirovina, prikupljanje i sprovođenje površinskih voda od atmosferskih padavina, odvodnjavanje povlatnih naslaga (otkrivke), sniženje nivoa vode u vodonosnom horizontu ležišta, odvodnjavanje podinskih naslaga i oceđivanje i odvodnjavanje odlagališta

Pravilno i dobro odvodnjavanje

Pravilno i dobro odvodnjavanje olakšava sprovođenje normalnog otkopavanja, čini znatnu stabilnost korisne mineralne sirovine i pratećih naslaga. Poznato je da naslage, ako su zasićene vodom postaju razmekšane i nestabilne, zbog čega primenjena mehanizacija tone. Nastaju zastoji, kao i teškoće u pogledu normalnog rada. Troši se više energije za otkopavanje, utovar, transport i odlaganje masa, jer su neodvodnjene naslage znato teže. Takođe povećava stabilnost kosina na kopu i odlagalištu i sprečava od loma i štetnih dinamičkih udara kod radnih elemenata mašina otkopavanje, utovar, transport i odlaganje i smanjuje vlažnost mineralnih sirovina i time obezbeđuje usštedu u preradi.

Način odvodnjavanja

Načini odvodnjavanja zavise od:

• raspored i broj podzemnih vodonosnih horizonata
• dubina do koje se vrši eksploatacija mineralnih sirovina
• morfologija terena
• prisustvo vodenih pobršina i tokova
• prisustvo starih rudarski (jamskih) radova

Metode površinskog odvodnjavanja

Metode površinskog odvodnjavanja delimo na:

1. Prethodno odvodnjavanje, ima cilj da se ležište isuši ili spusti nivo podzemnih voda ispod projektovanog dna kopa, a obavlja se u periodu investicione izgradnje.

2. Tekuće ili eksploataciono odvodnjavanje, nastavak je prethodne faze i obavlja se u svim periodima, fazama i etapama razvoja površinskog kopa.

3. Kombinovano ili kompleksno odvodnjavanje, obuhvata optimalni izbor pojedinih metoda prethodnog i tekućeg odvodnjavanja.

Kor

Metode podzemnog odvodnjavanja

• Podzemno odvodnjavanje vrši se izradom podzemnih prostorija ispod ili kroz ležište.
• Odvodnjavanje pomoću drenažnih hodnika primenjuje se za isušivanje vodonosnih horizonata koji se nalaze ispod povlate veće moćnosti. Zato se izrađuje sistem podzemnih hodnika i drugih jamskih prostorija, koje predstavljaju tzv. podzemnu drenažu.

• Odvodnjavanje pomoću bušotina sa utisnutim filterom primenjuje se kada se vodonosni sloj nalazi u blizini drenažnog hodnika. Na rastojanju 10-50m u sklopu prostorije izrade se bušotine dužine 10-15m. U tako izrađene bušotine ugrađuju se utisni filteri prečnika od 65mm, u komadima dužine 1,0-1,5m.

• Odvodnjavanje pomoću bušotina sa pribojnim filterom primenjuje se kada se iznad sloja korisnog minerala nalazi više vodonosnih horizonata. U takvim slučajevima drenažni hodnik se spaja sa površnim terenom pomoću bušotine u koju se ugrađuje tzv. probojni filter. Bušotine se izrađuju sa površine tako da prolaze kroz sve vodonosne slojeve i završavaju se na 1-3 m iznad tavanice drenažnog hodnika. Osiguranje bokova bušotina od zarušavanja vrši se oložnim cevima prečnika 350 mm, a zatim se ugrađuje filter prečnika 180mm sa otvorom 5x50. Spoj bušotine sa hodnikm vrši se sa prečnikom manjim od prečnika filtera. Prostor između filtera i boka bušotine ispuni se ispranim šljunkom, a zatim se izvuku oložne cevi. Ovako opremljene odvode bušotine imaju prilično veliki radijus dejstva.

Bušotina

Spoljašnje veze

• Površinski kopovi
• Odvodnjavanje u rudarstvu