Способ сооружения противофильтрационных завес

 

СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ ЗАВЕС, включающий бурение по крайней мере двух рядов инъекционных скважин в поток грунтовых вод, подачу через них закладочного материала различных фракций, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и снижения проницаемости противофильтрационной завесы, закладочный материал перед подачей в скважины разделяют на крупнозернистую и мелкозернистую фракции, после чего первоначально в скважины, расположенные ниже по потоку, подают закладочный материал крупнозернистой фракции, а затем в скважины, расположенные выше по потоку, подают закладочный материал мелкозернистой фракции.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Е 02 В 3/16; Е 02 D 3/12;

g g Е 02 D 19/12; Е 02 D 19/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ сли8 аидрацинлана

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3389885/22-03 (22) 28;01.82

{46) 23.03.83. Бюл. № 11 (72) А. М. Гайдны,,Л. П. Маркович, В. Г. Тихомиров и И. В. Кравцова (53) 622.271.3:624.131.537 (088.8) (56) 1. Демин В. Ф. Новые методы искусственного закрепления откосов. В сб. «Методы, борьбы с деформациями бортов карьеров», Сибай, 1972, с. 81 — 84, с. 100 — 103.

2. Гайдин А.И . и др. Использование хвостов флотации для закладки выработанных пространств при ПВС. — Информационный бюллетень, «Промышленность горнохимического сырья», 1976, № 3 (прототип).

„„SU„„1006575 А (54) (57) СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ НРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ ЗАВЕС, включающий бурение по крайней мере двух рядов инъекционных скважин в поток грунтовых вод, подачу через них закладочного материала различных фракций, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и снижения проницаемости противофильтрационной завесы, закладочный материал перед подачей в скважины разделяют на крупнозернистую и мелкозернистую фракции, после чего первоначально в скважины, расположенные ниже по потоку, подают закладочный материал крупнозернистой фракции, а затем в скважины, расположенные выше по потоку, подают закладочный материал мелкозернистой фракции.

1006575

Составитель В. Тычина

Редактор Н. Егорова Техред И. Верес Корректор М. Коста

Заказ 2066/46 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при создании противофильтрационных завес (ПФЗ), уменьшении водопритока в карьеры, снижении активизации карстового процесса.

Известен способ создания ПФЗ типа «стена в грунте», согласно которому в грунте проходят траншею с последующим ее заполнением водонепроницаемым материалом (1).

Недостатком этого способа является то, что он применим только в рыхлых грунтах 10 на глубинах до 50 м.

Известен также способ сооружения инъекционных ПФЗ, заключающийся в бурении одного или нескольких рядов скважин с последующим нагнетанием твердеющих тампонажных растворов. Для заполнения крупных трещин и карстовых пустот рекомендуется нагнетание песчано-глинистого раствора (2).

Недостатком указанного способа является высокая стоимость приготовления закла- 20 дочного материала, а в случае применения песчано-глинистого раствора — низкая механическая прочность тела ПФЗ, возможность вымывания мелких частиц потоком подземных вод.

Наиболее близким по технической сущ- 25 ности и достигаемому результату является способ сооружения противофильтрацнонных завес, включающий бурение по крайней мере двух рядов инъекционных скважин в поток грунтовых вод, подачу через них закладочного материала различных фракций (2).

Недостатком известного способа является то, что закладочный материал подается в скважины без разделения на гранулометрические фракции, в результате чего в карстовых полостях первоначально от- З5 кладываются крупнозернистые частицы, затем среднезернистые и мелкозернистые.

Это создает возможность вымывания мелких частиц высоконапорными водами, что обуславливает недостаточную эффективность, а также низкую механическую проч- 40 ность ПФЗ.

Цель изобретения — повышение прочности тампонируемого массива и снижение проницаемости ПФЗ путем применения соответствующей технологии закладочных и 45 тампонажных работ.

Поставленная цель достигается тем, что по способу сооружения противофильтрационных завес, включающему бурение по крайней мере двух рядов инъекционных скважин в поток грунтовых вод, подачу через них 50 закладочного материала различных фракций, закладочный материал перед подачей в скважины разделяют на крупнозернистую и мелкозернистую фракции, после чего первоначально в скважины, расположенные ниже по потоку, подают закладочный материал крупнозернистой фракции, а затем в скважины, расположенные выше по потоку, подают закладочный материал мелкозернистой фракции.

Физическая сущность изобретения основана на том, что крупнозернистый закладочный материал имеет высокое сопротивление сжатию и сдвигу, однако водопроницаем.

Мелкозернистый материал легко размывается и имеет низкую прочность.

Если мелкозернистый материал подавать выше крупнозернистого по потоку подземных вод, то выносимые потоком мелкие частицы задерживаются в межпоровом пространстве крупных частиц. В результате происходит кольматация пор между, крупными частицами, сохраняется прочность закладочного массива, а проницаемость ПФЗ резко уменьшается.

На чертеже показана ехема создания противофильтрационной завесы.

Для уменьшения притока воды в карьер

1 вдоль его борта бурят, несколько рядов скважин 2, 3 и 4. В первый ряд через гидроциклон 5 нагнетают материал крупнозернистой фракции 6, а слив гидроциклона собирают в котлован 7, имеющий два тампонажных насоса 8 и 9 для подачи в скважины 3 материала среднезернистой фракции 10 и в скважины 4 третьего ряда — материала мелкозернистой фракции 11. Тампонажные насосы 8 и 9 имеют различную глубину всасывающего патрубка, что позволяет отделить средние фракции песков от мелких (средние фракции, как более тяжелые опускаются ниже).

После закладки материала крупнозернистой фракции 6 производят нагнетание материала среднезернистой фракции 10 и затем материала мелкозернистой фракции 11.

В результате образуется ПФЗ, имеющая в поперечном сечении три зоны: крупнозернистую, среднезернистую и мелкозернистую.

Поток подземных вод 12, двигаясь в сторону зон среднезернистой 10 и мелкозернистой фракций 11, выносит мелкие фракции и кольматирует зону крупнозернистой фракции 6, чем снижает проницаемость ПФЗ.

Предлагаемый способ значительно уменьшает проницаемость противофильтрационной завесы и повышает устойчивость тела к размыву подземным потоком воды.