Способ возведения двойной шахтной изолирующей перемычки

 

1. СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ДВОЙНОЙ ШАХТНОЙ ИЗОЛИРУЮЩЕЙ ПЕРЕМЫЧКИ, включаюпщй возведение на расстоянии 35 М одна от другой двух перегородок с одновременной установкой в них труб для дренажа, пуска и выпуска пульпы и трубы для контроля за состоянием атмосферы в изолированном пространстве с последующим заполнением в несколько приемов , / it Kffaa- - Ktifs -пространства между перегородками заиловочной пульпой, отличающийся тем, что, с целью повьшхения герметичности и устойчивости перемычки, перед заполнением пространства между перегородками заиловочной пульпой последние связывают между собой равномерно по высоте посредством металлических тяг, а по мере заполнения пространства между перегородками заиловочной пульпой в ней последовательно снизу вверх производят камуфлетный взрыв ЦИ линдрических зарядов ВВ с последующим заполнением образовавшейся полости пульпой, при этом шпуры под камуфлетные заряды образуют путем продавливания заиловочной пульпы через спаренные патрубки, которые предварительно устанавливают в теле перегородки с стороны свежей струи под углом 15-30 к горизонту, а заполнение образованной камуфлетной полости пульпой и выпуск ее излишков и воздуха осуществляют через спаренные патрубки. :о 00 100 Т

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зсьв Е 21 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ж

lQO

11» Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

-! (21) 3534388/22-03 (22) 07.01.83 (46) 15.07.84. Бюл. N 26 (72) В.M.Ïëîòíèêoâ, А.Н.Дик, А.Н.Петухов, В.П.Митрофанов и О.А.Гельфрих (53) 622.455(088.8) (56) 1. Линденау Н.И. и др. Происхождение, профилактика и тушение эндогенных пожаров в угольных шахтах. M. "Недра", 1977, с. 192-193.

2. Сборник конструкций и других нормативных документов по технике безопасности для угольной промьппленности. M., "Недра", 1978, с. 588, рис. 5.4 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ДВОЙНОЙ

ШАХТНОЙ ИЗОЛИРУЮЩЕЙ ПЕРЕМЫЧКИ, включающий возведение на расстоянии 35 м одна от другой двух перегородок с одновременной установкой в них труб для дренажа, пуска и выпуска пульпы и трубы для контроля за состоянием атмосферы в изолированном пространстве с последующим заполнением в несколько приемов

Ф.BU 1102983 А пространства между перегородками заиловочной пульпой, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения герметичности и устойчивости перемычки, перед заполнением пространства между перегородками заиловочной пульпой последние связывают между собой равномерно по вйсоте посредством металлических тяг, а по мере заполнения пространства между перегородками заиловочной пульпой в ней последовательно снизу вверх производят камуфлетный взрыв цилиндрических зарядов ВВ с последую.щим заполнением образовавшейся по- лости пульпой, при этом шпуры под O камуфлетные заряды образуют путем продавливания заиловочной пульпы через спаренные патрубки, которые предварительно устанавливают в теле перегородки с стороны свежей струи под углом 15-30 к горизонту, а заполнение образованной камуфлетной полости пульпой и выпуск ее излишков рва и воздуха осуществляют через спаренные патрубки. k©

1102983

2. Способпоп. 1, отлича— ю шийся тем, что у стенок изолируемой горной выработки размещают спаренные камуфлетные заряды, а у

1кровли — одиночные.

3. Способ по пп,1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что камуфлетные заряды размещают на расстояИзобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в сложных геологических и горнотехнических условиях для предотвращения проникновения воздуха в изолированное пространство.

Известен способ возведения двойной шахтной изолирующей перемычки, заключающийся в установке в изолируемой горной выработке двойных чурако вых перемычек, пространство между которыми заполняют утрамбованной влажной глиной, и нанесении на перемычку специального покрытия, например латекса 1 1.

Недостатком этого способа является то, что латексные покрытия обладают большой чувствительностью к колебаниям температуры, что сказывается на воздухопроницаемости перемычки.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ возведения двойной шахтной изолирующей перемычки, включающий возведение на расстоянии 3-5 м одна от другой двух перегородок с одновременной установкой в них труб для дренажа, пуска и выпуска пульпы и трубы для контроля за состоянием атмосферы в изолированном пространстве с последующим заполнением в несколько приемов пространства между перегородками заиловочной пульпой (23.

Недостатком этого способа является то, что он. не всегда позволяет надежно изолировать отработанные и пожарные участки горных выработок из-за того, что пульпа не плотно герметизирует пространство между перемычками, а сами перемычки не обнии от боковых стенок и кровли изолируемой горной выработки, равном

140 радиусам заряда ВВ.

4. Способ по цп. 1-3, о т л и— ч а ю шийся тем, что инициатор взрыва камуфлетного заряда распола гают посередине удлиненного заряда ВВ. ладают соответствующей прочностью для удержания пульпы. Особенно трудно производить подпиливание в верхней части выработок в трещиновидных

5 породах, Цель изобретения — повышение герметичности и устойчивости перемычки.

Укаэанная цель достигается тем, 10 что согласно способу возведения двойной шахтной изолирующей перемычки, включающему возведение на, рас:стоянии 3-5 м одна от другой двух перегородок с одновременной установ15 кой в них труб для дренажа, пуска и выпуска пульпы и трубы для контроля за состоянием атмосферы в изолированном пространстве с последующим заполнением в несколько приемов

20 пространства между перегородками заиловочной пульпой, перед заполнением пространства между перегородками заиловочной пульпой последние связывают между собой равномерно по вы25 соте посред ствм мет ических тяг1 а по мере заполнения пространства между перегородками заиловочной пульпой в ней последовательно снизу вверх производят камуфлетный взрыв

30 цилиндрических зарядов ВВ с последующим заполнением образовавшейся полости пульпой, при этом шпуры под камуфлетные заряды образуют-путем продавливания заиловочной пульпы

З5 через спаренные патрубки, которые предварительно устанавливают в теле перегородки с стороны свежей струи под углом 15-30 к горизонту, а заполнение образованной камуфлетной по40 лости пульпой и выпуск ее излишков и воздуха осуществляют через спаренные патрубки.

Пример. Проверка предлагаемого способа иэЬляции проводится на полигонной модели ударной трубы

900 мм (фнг. 5,6), стенки которой на участке длиной 1,3 м выложены по диаметру кусками угля. Куски угля, 3 11029

У стенок изолируемой горной выработки размещают спаренные камуфлетные заряды, а у кровли — одиночные.

Камуфлетные заряды устанавливают на расстоянии от боковых стенок и кровли изолируемой горной выработки равном 140 радиусам заряда ВВ.

Инициатор взрыва камуфлетного заряда располагают по середине удлиненного заряда ВВ.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема, поясняющая способ возведения двойной шахтной изолирующей перемычки, вид сверху; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3— разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4— принципиальная схема расположения камуфлетного заряда в шнуре; на фиг. 5 — принципиальная схема, поясняющая осуществление способа на модели; на фиг. 6 — разрез В-В на фиг. 5.

Возводят двойные перегородки

1 на расстоянии 3-5 м одна от другой, в них устанавливают трубы 2 для дренажа, пуска и выпуска пульпы, далее в несколько приемов заполняют объем между перегородками пульпой 3.

Перед заполнением пульпы двойные пе30 регородки симметрично связывают одна с другой металлическими тягами

4, через дополнительно. установленные вертикальные стойки 5,. которые уменьшают рабочий (расчетный) пролет перемычки не менее, чем на половину и, тем самым, увеличивают ее прочность. Кроме того, в теле перемычки со стороны свежей струи, напротив металлических тяг устанавливают спаренные отрезки труб 6 (патрубки) ди- 40 аметром два дюйма под углом 15-30о к к горизонту.

Спаренные патрубки 6 устанавливают у боковых стенок выработки на расстоянии, равном 140 радиусам (го) цилиндрического удлиненного заряда ВВ, применяемого для эффективного уплотнения пульпы (фиг.3).

Через один из спаренных отрезков труб в противоположных симметрично расположенных патрубках деревянным круглым стержнем продавливают отстоявшуюся пульпу и делают в ней своеобразные наклонные шпуры 7.

Длина шпура ориентировочно равна - 5

1,5-2 м. В проделанные в пульпе таким образом наклонные шпуры вставля-! ют удлиненные цилиндрические заряды

83 4

ВВ (фиг. 4) с удельной массой 0,81, 25 к г/м и длиной l — 1, 5 м, которые монтируют в специальном картонном кожухе 8, цетом в полиэтиленовый мешок или полиэтиленовые трубы (ГОСТ 18 599-?3) . Детонатор 9 монтируют примерно по середине длины цилиндрического заряда ВВ 10.

По экспериментальным данным, такое расположение детонатора повьпиает эффективность уплотнения эаиловки, так как в этом случае повышается время действия нагрузки от взрыва

ВВ на пульпу. Уплотнение пульпы производят от почвы выработки и до верха по каждой ее боковой стенке. После установки первых самых нижних зарядов в проделанных в пульпе наклонных шпурах и забойки шпуров с соблюдением требований безопасности взрывных работ в шахте, производят камуфлетный взрыв цилиндрических зарядов ВВ в пульпе. Одновременно взрывают два смежных -заряда ВВ на одной отметке, начиная от почвы выработки. В результате взрыва происходит уплотнение пульпы, заполнение ею трещин и пор боковых стенок горных пород.

Образовавшуюся наклонную цилиндрическую полость 11 после взрыва заполняют через один иэ ранее установленных спаренных отрезков, а через другой выпускают излишки пульпы и воздух из камуфлетной полости во время ее заполнения пульпой.

Камуфлетные взрывы удлиненных зарядов в пульпе производят спаренно с противоположных сторон снизу вверх до тех пор, пока не будут взорваны все заряды. В последнюю очередь взрывают самые верхние заряды ВВ у кровли. Такая последовательность проведения спаренных взрывов снизу вверх, по периметру боковых стенок выработки, и заключительного одиночного в верхней точке кровли выработки позволяет более рационально использовать сейсмический эффект уплотнения пульпы взрывом и повысить герметичность и надежность изоляции отработанных участков.

1 102983

Экспериментальные данные сведены в таблицу.

Qб эффективности способа судят по скорости фильтрации одного и того же количества (столба) воды через двойные перемычки с пульпой. Труба устанавливается в вертикальное положение, в нее наливают воду (высота столба воды 40 см) и замеряют скорость фильтрации воды (л/мин).

При тех же условиях проводятся эксперименты по определению скорости фильтрации воды согласно известного способа изоляции. Экспериментально установлено, что скорость фильтрации при предлагаемом способе изоляции не менее, чем в 6 раз ниже, чем у известного. Кроме того, установлено, что под давлением ударной волны камуфлетного взрыва в пульпе происходят структурные изменения, приводящие к изменению плотности за иловки не только в месте расположения заряда, но и за ее пределами. Этим объясняется увеличение общего веса пульпы при ее уплотнении взрывом.

Вокруг взорванного заряда создаются две противофильтрующие зоны: .зона уплотнения и зона без видимого уплотнения пульпы (зона кольматации).

Использование предлагаемого способа возведения двойной шахтной изолирующей перемычки позволяет увеличить несущую способность двойных перемычек за счет постановки промежуточных опор, через которые осуществляется связь между перемычками металлическими тягами; повысить герметичность и надежность изоляции отработанных и пожарных участков горных выработок.

Количество пульпы между перемычками

Расстояние

Место между перемычками проведения испытания

Известный Предпагаспособ емый способ

Ударная труба

Т-900

0,4 м плотно подогнанные друг к другу, находятся между металлической стенкой трубы 12 и металлической сеткой

1 3, вставленной в трубу и закрепленной в ней. На этом участке на расстоянии 40 см одна от другой были возведены двойные деревянные перегородки 1 из брусков 2х2 см с установленными в них трубками для подачи и выпуска пульпы (трубки на фиг. 5 10 и 6 не показаны). Деревянные перемычки через промежуточные опорные стойки 5 связаны металлическими тягами

4 диаметром 3 мм, не менее трех тяг на каждые две промежуточные опоры. 15

Тяги расположены равномерно по высоте опорной стойки 5. По периметру трубы установлены спаренные патрубки 6 (всего шесть спаренных патрубков на расстоянии, равном 140 го от 20 стенок трубы) .

Пространство между перемычками в два приема заполняется заиловочной глинистой пульпой (отношение твердой составляющей пульпы к воде со25 ставляет 1: 1, запесоченность

25 вес.7., удельный вес 2,3, число пластичности 10-11) . Выдержка между приемами заполнения пространства между перемычками составляет 18-20 ч.

В пульпе между перемычками производят спаренные камуфлетные взрывы пятисантиметровых отрезков шнура о

ДШ-А, расположенных под углом 15 к горизонту, на диаметрально проти- 35 воположных расстояниях, после чего камуфлетные полости заливают заило- вочной пальпой. Детонатор располагается посередине длины отрезка детонирующего шнура. Всего проводят три40 спаренных взрыва.

Скорость фильтрации воды при столбе 0,4м л/мин

Известный Предлагаспособ емый способ

1102983

6

AtL6

ВНИИПИ Заказ 4921/25 ТИРаж 427 Подписное