199936. lajstromszámú szabadalom • Eljárás föld alatti tér, különösen bányaüreg vízmentesítésére
HU 199936 B 2 A találmány tárgya eljárás föld alatti tér, különösen bányaüreg vízmentesítésére, melynek során víztároló övezetet mesterségesen lecsapolunk vagy a víztároló övezetből spontán fakadó vizet összegyűjtjük, és a vizet a föld alatti térben létesített szivattyútelepen keresztül legalább egy visszatápláló fúráson át vízrekesztő zónával elválasztott visszatáplálási övezetbe visszapótoljuk. Bányák vízmentesítésének leggyakoribb módja az, hogy a bányából a kőzetbe fúrt lyukakon és/vagy alagutakon és/vagy bányafolyosón át csapolt, vagy a bányában spontán fakadó vizeket csorgákon vagy csővezetékeken keresztül egy központi zsompon gyűjtik össze, onnan pedig szivattyúval a felszínre emelik. Ezt az eljárást ismertetik pl. Schmieder-Kesserű-Juhász és mások: Vízveszély és vízgazdálkodás a bányászatban (Műszaki Kiadó 1975)., Loughbourgh, L.: Mining Engineerung Handbook, Groundwater and Groundwater control (Whiley, New York, 1976), Strzodka, K.: Bergbauliche Wasserwirtschaft (Akademischer Verlag, Freiberg, 1975) Ruko vodsztvo po ocusenii gruntov porad (Nedra, Moszkva, 1984). Ha a bányászat által vagy spontán megcsapolt víztároló rétegek vízháztartásának károsodását mérsékelni kell, a bányából kiemelt vizet vagy annak egy részét általában injektáló kutakon keresztül visszanyomják a föld alatti víztárolókba. A módszer gyakorlati alkalmazására példa az Alikife külfejtés (Spanyolország 1985) és a KBFI tervek alapján kivitelezett kísérleti visszasajtoló kutak Dorog térségében, Leányváron (1986). Az ismert eljárás a kettős műszaki feladatot, nevezetesen a bányaterekből a víz folyamatos eltávolítását, valamint a bányaműveletek által a föld alatti víztárolóból elvont vízkészlet visszajuttatását maradéktalanul megoldja, de gyakran a szükségesnél bonyolultabb módszerrel és költségesebben. A külszínről végzett visszasajtolásnál nagyobb a vízszennyeződés veszélye is. A kitűzött cél a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz a bányaterekből és más föld alatti üregekből a víz eltávolítása és annak a föld alatti vízrendszerbe való visszajuttatása az ismert megoldásoknál olcsóbb és a külső szennyezések által kevésbé veszélyeztetett módszerrel. A találmányi gondolat alapja az a felismerés, hogy a föld alatti víztároló rendszerből a föld alatti üregrendszer védelme céljából csapolt vagy spontán fakadó víz a föld alatti víztároló rendszerbe ugyanabból a föld alatti üregrendszerből is visszajuttatható, ha két feltétel teljesül. Az egyik, hogy a föld alatti vízrendszer csapolt és visszatáplált része között kellő hidraulikai ellenállású zóna legyen. A másik feltétel, hogy a bányaüregek és a föld alatti víztároló rendszerbe való visszatáplálás zónája közötti vízrekesztő övezet, legkisebb kőzetszilárdsága is nagyobb legyen, mint az alkalmazott injektálási nyomás. Ha az első feltétel nem teljesül, a visszatáplálás tökéletlen, és így a bányaműveletek védelme nem kielégítő. Ha a második feltétel nem teljesül, a föld alatti vízrendszerbe visszanyomott víz lokálisan oly mértékig megemeli a felszín alatti víztároló nyomását, hogy az a vízrekesztő rétegben hidraulikusan átrepedést okoz, és a föld alatti víztároló rendszer vize a visszatápláláskor betör a bányába. A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti eljárás föld alatti tőr, különösen bányaüreg vízmentesítésére - amelynek során víztároló övezetet mesterségesen lecsapolunk, vagy a víztároló övezetből spontán fakadó vizet összegyűjtjük, és a vizet a föld alatti térben létesített szivattyútelepen keresztül egy vagy több visszatápláló fúráson át vízrekesztő zónával elválasztott visszatáplálási övezetbe visszapótoljuk — azon alapul, hogy a vizet a föld alatti térből a visszatáplálási övezetbe közvetlenül juttatjuk vissza. A találmány szerinti eljárás további ismérve lehet, hogy a vizet mind a víztároló övezet és a visszatápláló övezet közötti hidraulikai ellenállásnál, mind pedig a föld alatti tér és a visszatáplálási övezet közötti vízrekesztő zóna legkisebb kőzetszilárdságánál kisebb nyomással tápláljuk vissza. Az eljárás egy lehetséges módjánál a vízrekesztő zónát felrepesztjük, eközben a felrepesztő nyomást megmérjük, és a vizet a felrepesztő nyomásnál legalább 5, célszerűen 10 —15%-kal kisebb nyomással tápláljuk vissza. Adott esetben a visszatápláló fúrásokban önmagukban ismert kútserkentő módszerekkel, pl. savazással és/vagy repesztéssel a nyomást csökkentjük. Egy további foganatosítási módnál a víztároló övezet és a visszatáplálási övezet közé legalább egy tömitő fúráson át tömítő vagy utószilárduló anyagot juttatunk. Egy ugyancsak lehetséges esetben a spontán fakadó vizet visszatáplálás előtt tisztítjuk. Az eljárás során a bányaművelet védelme céljából a csapolandó víztárolóból a spontán fakadó vagy az önmagában ismert módon szűrőkutakkal csapolt víz legalább egy részét célszerűen zárt, de legalábbis szennyeződésektől óvott, gravitációsan működő kollektorvezetéken vagy csatornában összegyűjtjük, és a bányában létesített visszasajtoló szivattyútelepre vezetjük. A visszasajtoló szivattyútelepen át, szükség szerint kezelés után a vizet a föld alatti üregből telepített visszasajtoló fúrásokon keresztül visszajuttatjuk a víztárolónak abba a részébe, amelyet a föld alatti víztároló csapolt zónájától nagy hidraulikai ellenállású övezet választ el, és amely a bányaterektől az injektálási nyomásnál nagyobb minimális kőzetszilárdságú vízrekesztő övezettel van elválasztva. A csapolt és az injektált övezet közötti kellően nagy hidraulikai ellenállás tektonikusán vagy vízrekesztő közbetelepülésekkel tagolt föld alatti víztározók esetében a visszatáplálási övezet célszerű kiválasztásával is elérhet^, egyéb esetekben kiegészítő intézkedésként a csapolás és a visszatáplálás övezete között a hidraulikai ellenállást a vízvezető járatok legalább részleges tömítésével növelni kell. A bányaüreg vagy más föld alatti üreg és a víz5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
