El drenaje significa la desviación por achique o bombeo de filtraciones y entornos de minería subterránea. Por eso hablaremos de "agotamiento" del agua de infiltración.
El bombeo de agua de operaciones subterráneas o áreas adyacentes tiene dos funciones principales:
Por lo tanto, el volumen de agua descargado de algunos pozos de minas puede ser extremadamente grande. Por ejemplo, a mediados de la década de 1860 , el secado de la mina de carbón de Épinac en Saône-et-Loire requirió la evacuación diaria de unos 10.000 hectolitros de agua. Allí se hacía entonces exclusivamente mediante cajas o baldes de agua : no fue hasta 1914 que el servicio de extracción de agua fue íntegramente provisto por cuarenta bombas eléctricas.
Anteriormente se realizaba mediante vaciado manual o asistido por tracción animal, la deshidratación fue facilitada por motores de vapor especializados y luego por bombas eléctricas automatizadas. En zonas de relieve y minas a cielo abierto o poco profundas establecidas en las laderas de montañas o colinas, también puede realizarse en algunos casos por simple gravedad, como en las arenas de las minas de carbón de Lieja .
Thomas Newcomen mejoró la potencia de los sistemas de deshidratación con una máquina de vapor utilizable para deshidratación.
Los primeros años o décadas (dependiendo de la importancia de la deshidratación) el agua de deshidratación debe ser tratada antes de su vertido al medio natural porque puede ser rica en compuestos minerales indeseables: calcio, sales de hierro, manganeso, plomo, etc. Tratamientos relativamente sencillos permitir, al menos, precipitar estas sales para hacerlas menos biodisponibles y oxigenar el agua para que sea más propicia para la vida acuática, pero los riesgos de contaminación grave por metales pesados persisten en determinadas condiciones, especialmente en el caso de "drenaje ácido de minas " .
Cuando una cantera se abre o se profundiza en una formación mineral acuífera , es común encontrar agua allí, ya sea porque se produce un rebrote o porque se ha alcanzado el nivel freático durante la perforación: esto requiere el bombeo. De agua que se produce en la cara del mineral o mineral explotado.
Cada vez más, la preocupación por preservar el recurso hídrico subterráneo conduce a optimizar el uso de este agua de mina: constitución de reservorios de amortiguamiento para transportarlos a la red de consumo público, o por el contrario para restaurarlos al medio natural.
La construcción de un túnel bajo el mar implica un perfecto control del caudal de agua de infiltración: esta es la condición fundamental para el éxito del proyecto. Pero esto requiere una cierta cantidad de precauciones que se deben tomar de antemano:
Todas estas precauciones se implementan durante la excavación del túnel, considerando tres orígenes distintos de entrada de agua:
La tasa de fuga de los segmentos del túnel corresponde al nivel de estanqueidad para el que se diseñó el revestimiento. Por lo tanto, es igual a la tasa de infiltración final del recubrimiento, es decir , 5 litros por segundo .
Las entradas de agua normales en la parte delantera provienen de la tasa de fuga en las juntas de cola de la tuneladora, para una presión de trabajo máxima dimensionada de la siguiente manera:
La entrada accidental de agua en la galería, en los túneles principales, puede provenir del deterioro de la junta de una tuneladora:
Para las obras auxiliares excavadas en modo abierto se tuvo en cuenta la posibilidad de un aumento brusco de las entradas de agua, entregando 500 l / s en un túnel ferroviario submarino.
El caudal de suministro de agua industrial en el túnel (red contra incendios) es de 10 l / s por túnel. En el lado de tierra, los túneles se excavan en un ataque ascendente y el agua se evacua en el túnel por gravedad hasta el fondo del pozo. En el lado del mar, el ataque es descendente, excepto en una longitud de 2,5 km ligeramente hacia arriba (0,28%) más allá del primer punto bajo en KP 8.7; Por tanto, es necesario ascender el agua desde el frente hasta el pozo en un desnivel de hasta 67 m entre el punto de unión y las estaciones.
La instalación de deshidratación consta de 3 partes diferenciadas:
Cada túnel está equipado desde la tuneladora hasta el pozo con 2 instalaciones independientes:
La deshidratación frontal se instala dentro del faldón de las tuneladoras y debe evacuar las entradas de agua permanentes y excepcionales en la parte frontal de la primera estación de relevo fija. Mangueras en carretes aseguran la conexión entre el siguiente tren y las tuberías en los túneles. Los dos conductos descargan el agua en la primera ataguía de captación del túnel donde está instalada la estación de cabecera del drenaje del túnel. En una pendiente descendente, se instalan presas en la balsa aproximadamente cada kilómetro, en línea con las estaciones de relevo para crear cuencas. Las bombas sumergibles se instalan en las cuencas artificiales, así como en el punto bajo de los túneles.
Estas bombas alimentan, en paralelo, una tubería de 200 mm de diámetro (caudal máximo 80 L / s ) que desemboca en el siguiente depósito, en el lado del pozo, etc. El arranque de las bombas está controlado por sondas de alto nivel. Asimismo, el apagado se efectúa mediante sondas de bajo nivel. Aguas abajo de cada una de las bombas se instala una válvula de retención , para evitar el retorno por una bomba parada, y el vaciado de la línea cuando está completamente parada. El drenaje de emergencia del túnel de servicio consiste en una tubería de 300 mm de diámetro, equipada con bombas de relevo entre la estación principal y el pozo. Esta línea es capaz de absorber todo el caudal accidental de 150 l / s contabilizado en el túnel de servicio.
La exhalación de emergencia de los túneles ferroviarios se compone de 2 líneas:
Las bombas de relevo se instalan en las estaciones de relevo para la deshidratación permanente; las bombas son sumergibles y el equipo eléctrico está instalado a una altura, lo que permite que las bombas se inunden momentáneamente. Cada bomba se puede aislar para permitir el reemplazo o el mantenimiento sin detener el funcionamiento de la línea. Además, todas las estaciones de retorno y cabecera de ataguía están equipadas con una bomba de repuesto.
En el fondo del pozo, dos cuencas de amortiguación, con una capacidad total de 3500 m 3 , recogen el agua de la mina de los túneles del lado del mar y del lado de la tierra y están conectadas por una tubería que alimenta 4 bombas de deshidratación desde el fondo del pozo. el pozo.Capacidad de 325 l / s cada uno. El agua de deshidratación permanente se descarga al mar mediante un difusor después de pasar por la estación de tratamiento, lo que permite reducir la tasa de materia en suspensión a 0,2 g / l para el agua cargada con 20 g / l de tiza fina. El suministro de energía a las instalaciones de deshidratación es proporcionado por la red prioritaria respaldada por generadores de seguridad. La fuente de alimentación de reemplazo para las instalaciones de deshidratación es proporcionada por la duplicación de los circuitos de la subestación EDF "Mandarins" y de la unidad de respaldo a los transformadores MT / BT para alimentar las bombas. Estos transformadores y los cuadros eléctricos de las estaciones de desagüe y relés frontales en el punto bajo del perfil son estancos; todas las bombas son sumergibles.
La seguridad operativa está garantizada por la existencia de varias líneas de bombeo independientes:
Gracias a la duplicación de las bombas en cada línea de bombeo, detener una bomba nunca interrumpe el funcionamiento de una línea. Todas las instalaciones de desagüe se controlan desde el PCC donde un sinóptico permite comprobar el correcto funcionamiento de cada componente.
En comparación, hablamos de una estación de deshidratación para todas las estaciones de bombeo que extraen agua cruda .
Este término se utiliza para diferenciar las diferentes líneas de bombeo en plantas de tratamiento de agua: