ерхні скелета пористого середовища при зменшенні розмірів частинок [8].
При осреднении напору по вертикалі в прийнятій розрахунковій схемі перепад напору D H w, ijk розраховується як різниця між рівнем підземних вод і середнім положенням дреніруемих (або затоплюваних) виробок на горизонті відпрацювання:
,
де - середнє висотне положення дреніруемих (затоплюваних) виробок в k -м шарі. Величина залежить від положення рівня у шахтному стовбурі H s , який визначає зону дренування. При осушенні масиву, тому стік йде з трещиноватого масиву у виробки. При затопленні в нижній частині шахтного поля з'являються зони, де, при цьому вода із системи виробок надходить у тріщини. В рамках створеної моделі можна врахувати різні рівні дренування в різних частинах шахтного поля, а також нерівномірність появи виробок в часі.
Параметр L a у формулі (6) можна оцінити таким способом. Припустимо, що порожнистість (частка обсягу виробок в масиві) в горизонтальному або вертикальному перерізі блоку дорівнює його об'ємної порожнистості h a = V w / V b , де V b - обсяг блоку. Тоді сумарна площа перерізу виробок через деяку грань площею S ? становить S w, S=h S ? . Середня площа перерізу окремої вироблення гранню блоку
, (11)
де a - кут між виробленням і гранню блоку. При рівномірному розподілі p s ( r ) і тих же значеннях r max і r min величина складе близько 9 м2. Припустимо далі, що відношення площі непроникною фази до площі виробок в перетині залишається однаковим в масштабі блоку і для більш дрібного блоку навколо окремої виробітку:
, (12)
де S 1 - площа непроникною фази в перетині, що припадає на одну вироблення.
У межах перетину площею S 1 навколо виробки йде фільтрація до кордону «вироблення - масив». Середня відстань від довільної точки такого перерізу до кордону можна визначити, замінивши його однією з простих фігур (коло, квадрат) тієї ж площі (рис. 5). У разі кола виділимо зовнішню межу - коло радіусом і внутрішню - коло радіусом. Середня відстань від довільної внутрішньої точки такої фігури до малої кола складе
. (13)
Рис. 5. Схема до розрахунку водопритока у виробки з масиву
При типових значеннях порожнистості і розмірів виробок значення r a становить кілька метрів, зменшуючись в сильно порушених ділянках і зростаючи в частинах шахтного поля з малим об'ємом виробленого простору. З урахуванням звивистості пустот слід прийняти L a =c r a , де c - коефіцієнт звивистості, що приймається за аналогією з пористої середовищем [9].
Зміна рівня води в стволі в період осушення і видобутку визначається за графіком відпрацювання вугільних пластів. Після відключення водовідливу на кожному кроці за часом величина H s розраховується за формулою [4]: ??
(14)
де Q w , S ( t ) - сумарний приплив у виробки в момент часу t , S h ( H s ) - площа горизонтальної поверхні виробок на рівні H s .
Розроблена методика застосована для розрахунку зміни рівня підземних вод на шахтному полі в період його розробки, і після відключення водовідливу. Вихідні дані приймалися по гірничо-гідрогеологічним умовам, типовим для Центрального району Донбасу. На кордоні шахтного поля розміром 5? 6 км встановився стаціонарний рівень підземних вод 200 м. Тріщини пористість порід масиву становить 0,03. Під час затоплення, для обліку вологовмісту в тріщинах, замість цієї величини в рівнянні (3) задавався менший параметр водовіддачі. Параметри, що характеризують розподіл коефіцієнта фільтрації та обсягу виробленого простору по глибині, наведено на рис. 3 і 4. Розрахунки проводилися на прямокутній сітці з розміром блоків 50? 50 м, з максимальним кроком за часом 10 сут. Результати моделювання представлені на рис. 6 - 8.
Аналіз зміни сумарного водопритока в шахту (рис. 6) показує, що найбільший приплив спостерігається при відпрацюванні верхніх шарів, що характеризуються більшою проникністю. Цим пояснюються, зокрема, локальні максимуми величини
