Способ предотвращения притоков подземных вод в горную выработку при ее проходке

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Е 02 Р 19/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 !

Риг /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3832889/29-33 (22) 30.12.84 (46) 07.09.86. Бюл. № 33 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, конструкторско-технологический и проектно-изыскательский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (72) Ю. И. Волков, Ю. В. Пономаренко и А. Г. Юдин (53) 624.152.612.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 648690, кл. Е 02 D 19/14, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 825976, кл. Е 21 D 1/12, 1979. (54) (57) 1. СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

ПРИТОКОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В ГОРНУЮ ВЫРАБОТКУ ПРИ ЕЕ ПРОХОДКЕ, включающий образование нагнетательных скважин, подачу в массив грунта под давÄÄSUÄÄ 1255687 д1 лением, превышающим гидростатическое дав ление подземной воды, воздуха с положительной и отрицательной температурами с осушением и последующим замораживанием грунта, отличающийся тем, что, с целью облегчения и ускорения проходки выработки, в процессе подачи воздуха с положительной температурой определяют положение поверхности контактирования водонасыщенных и осушенных пород, а подачу воздуха с отрицательной температурой ведут в зону между поверхностью контактирования и скважинами подачи воздуха с положительной температурой, причем образование скважин ведут за контуром выработки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу воздуха с отрицательной температурой ведут под давлением, превышающим давление воздуха с положительной температурой в массиве грунта, при температуре от — 1,5 до — 140 С.

1255687

Фиг. 2

Изобретение относится к строительству и горному делу и может быть использовано при защите выработок, преимущественно открытых котлованов и карьеров, от притока подземных вод.

Цель изобретения — облегчение и ускорение проходки выработки.

На фиг. 1 показана схема расположения дренажных и нагнетательных скважин, начальная стадия осушения, план; на фиг. 2— то же, конечная стадия осушения; на фиг. 3— то же, стадия нагнетания холодного воздуха; на фиг. 4 — то же, стадия создания ледопородной завесы; на фиг. 5 — разрез А — А на фиг. 4.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

3а конутром горной выработки 1 сооружают ряд дренажных скважин 2 и параллельно ему — ряд нагнетательных скважин 3.

Из дренажных скважин 2 ведут откачку подземных вод, а в скважины 3 осуществляют подачу воздуха с положительной температурой под давлением, превышающим гидростатическое давление подземной воды.

После того, как в осушаемом пласте 4 подземная вода будет отжата воздухом и прекратится поступление воды в дренажные скважины 2, с помощью наблюдательных скважин или геофизическими методами определяют положение поверхности 5 контактирования осушенных 6 и водонасыщенных 7 пород. В зоне 5 контакта сооружают ряд нагнетательных скважин 8 и подают в них под давлением воздух с отрицательной температурой. При соприкосновении холодного воздуха с подземной водой в пласте

4 происходит образование ледопородного

5 барьера 9. Одновременно холодный воздух оттесняет теплый воздух в сторону скважин 3 и замораживает остаточную воду в осушенных породах 6, образуя зону 10 с пониженной проницаемостью и повышенной прочностью. При этом продолжают подачу

10 в скважины 3 теплого воздуха, препятствуя утечке холодного воздуха в сторону выработки.

Для обеспечения распространения в пласте 4 холодного воздуха подачу его в сква15 жины 8 ведут под давлением, превышающим давление находяшегося в пласте 4 теплого воздуха. Холодный воздух должен иметь температуру от — 1,5 до — 140 C.

Этот диапазон температур обусловлен тем, что при — 1,5 С происходит переход рыхлосвязанной воды в порах грунта в твердое состояние, а при — 140 С и ниже происходит резкое увеличение вязкости воздуха, препятствующее его фильтрации в пористой среде.

Благодаря последовательному размешению дренажных и нагнетательных скважин

25 за контуром горной выработки ледопородная противофильтрационная завеса образуется за ее пределами, не создавая трудностей при проходке выработки и предотвращая приток в нее подземных вод, что обеспечивает условия для облегчения и ускорения проходки выработки.

1255687

1255687

II

Ф

1

Ъ г

У

Ф

C. t

Ф

Составитель М. Хасин

Редактор А. Шишкина Техред И. Верес Корректор Т. Колб

За к аз 4791/31 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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