Способ закрепления крупнотрещиноватых обводненных пород при проведении подземных горных выработок

 

Изобретение относится к горному делу, в частности к шахтноьгу строительству , и м.б. использовано для подавления водопритоков. Цель изобретения - сокращение расхода инъекционного раствора. Из забоя по оси выработки бурят скважины до пересечения участка крупнотрещиноватых обводненных пород, подлежащих закреплению. В скважинах проводят гидродинамические и расходометрические исследования. По данным исследований определяют геометрические параметры изоляционной завесы и угол естественного откоса. Последний образуется свободной поверхностью инъекционного раствора в трещинах. Угол естестве«н6г0 откоса инъекционного раствора в трещинах и его объем определяют из выражений, приведенных в формуле изобретения. 1 3.п. ф-лы. W со 05 Ю 00 оо ас

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Е 21 D 11/00, 11/38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

l1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :1„.

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4024258/22-03 (22) 07.02.86 (46) 30.12.87. Бюл. N 48 (71) Специализированное производственное геологическое объединение по тампонажным и геолого-разведочным работам "Спецтампонажгеология" (72) Э.Я.Кипко, Ю.А.Полозов, Ю.Н.Спичак и Н.Л.Быков (53) 622.284.9 (088.8) (56) Кипко Э.Я. и др. Комплексный метод тампонажа при сроительстве

-шахт. M.: Недра, 1984, с. 197.

Авторское свидетельство СССР

Р 646055, кл. Е 21 D 1/16, 1972.

„,Я0„„1362838 А1 (54) СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ КРУПНОТРЕЩИНОВАТЫХ ОБВОДНЕННЫХ ПОРОД ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к горному делу, в частности к шахтному строительству, и м.б. использовано для подавления водопритоков. Цель изобретения — сокращение расхода инъекционного раствора. Иэ забоя по оси выработки бурят скважины до пересечения участка крупнотрещиноватых обводненных пород, подлежащих закреплению. В скважинах проводят гидродинамические и расходометрические исследования. По данным исследований определяют геометрические параметры изоляционной завесы и угол естественного откоса.

Последний образуется свободной поверхностью инъекционного раствора в трещинах. Угол естественного откоса инъекционного раствора в трещинах и его объем определяют из выражений, приведенных в формуле изобретения.

1 з.п. ф-лы.

1 136

Изобретение относится к горному делу, в частности к области шахтного строительства, и может быть использовано для подавления водопритоков и закрепления крупнотрещиноватых обводненных пород при строительстве шахт и других капитальных горных выработок.

Цель — сокращение расхода инъекционного- раствора.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

На плане горных работ и геологическом разрезе определяют место net ресечения обводненного крупнотрещиноватого горизонта проходимой выработкой и ее положение по отношению к кровле и почве этого горизонта.

Для предотвращения прорыва подземных вод и выхода инъекционного раствора в забой проходку выработки останавливают. Из забоя по оси выработки с помощью стандартного оборудования (например, бурового станка. типа

СКБ-4) бурят скважину диаметром

76-93 мм до пересечения участка крупнотрещиноватых обводненных пород, подлежащих закреплению, В скважине проводят расходометрические исследования с целью определения мощности и фильтрационных параметров обводненного участка, величины раскрытия трещин и трещинкой пустотности. По данным расходометрии и прочностным характеристикам инъекционного раствора определяют минимально необходимую величину распространения инъекционного раствора в трещинах, которая равна с(. Вне с Рк

R — — — — + r

2 (Prn1 где с . — коэффициент запаса прочности изоляционной завесы;

8 ирке — максимальное раскрытие трещин обводненной зоны,м;

Р— гидростатическое давление подземных вод, Па; .(Р„Д . — допустимая пластическая прочность инъекционного раствора, Па;

r — радиус окружности, описывающей сечение подземной горной выработки в проходке, м.

На основе полученных данных по предложенным формулам определяют сg5

tying 1 ас(R М 1

cosP cosg совс("

t (4) 40 где V объем нагнетания инъекционного раствора, м ;. угол естественного откоса; угол наклона трещины к вертикали; минимально необходимая величина распространения инъекционного раствора в трещинах, м; расстояние от центра укрепляемой выработки до кровли водоносного горизонта, м; протяженность закрепляемого участка подземной выработкы, м; трещинная пустотность закрепляемых пород; мощность водоносного горизонта, м.

50

2838

2 угол естественного откоса и рассчитывают объем инъекционного раствора, необходимИй и достаточный для зак5 репления обводненного участка. В скважине непосредственно перед обводненным участком устанавливают пакерующее устройство и с помощью стандартного оборудования, расположенного на земной поверхности, нагнетают расчетный объем инъекционного раствора.

Инъекционный раствор, нагнетаемый через скважины в наклонные трещины большого раскрытия, смещается по падению под действием сил тяжести.

Смешающийся поток структурированного раствора, достигая водоупорный горизонт, при взаимодействии с ним и стенками трещины формирует устойчивую фигуру, которая в первом приближении представляет собой треугольную призму (фиг.1). Частицы раствора на свободной поверхности находятся в состоянии предельного равновесия.

Угол наклона, образуемый свободной поверхностью структурированной системы, является углом естественного откоса, который полностью характерич0 зует устойчивую форму контура распространения раствора в трещине, Объем инъекционного раствора, необходимый для закрепления трещин, oIIределяется по уравнению (фиг.2 и 3).

8 где V

P = - arccos — — -- — Змккд ° coso(г (р р)д угол естественного откоса; динамическое напряжение сдвига раствора; плотность раствора; плотность воды; ускорение свободного. падения; угол, образованный плоскостью трещины с вертикалью. где P— о

У

У

Формула изобретения Ь (P R М 1

) Н.

tg ô-tg 4 cosJ3 cosine cosg

)ELOmf

Составитель Л.Березкина

Техред Л.Сердюкова Корректор А. Тяско

Редактор Н.Горват.

Заказ 6353/22 Тираж 453

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 136283

Угол естественного откоса инъекционного раствора в трещинах определяется из выражения

1.Способ закрепления крупнотрещиноватых обводненных пород при проведении подземных горных выработок, включающий бурение скважин, проведение в них гидродинамических исследо- 2б ваний, нагнетание в пробуренные скважины инъекционного раствора, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с .це лью сокращения расхода инъекционного раствора, определяют геометрические ЗО параметры изоляционной завесы и угол естественного откоса, образуемый свободной поверхностью инъекционного раствора в трещинах, и определяют необходимый объем инъекционного раствора из выражения объем нагнетания инъекционного раствора, - м ; угол естественного откоса, граф; угол наклона трещин к вертикали, град; минимально необходимая величина распространения инъекционного раствора в трещинах, м; расстояние от центра укрепляемой выработки до кровли водоносного горизонта, м; протяженность.закрепляемого участка подземной выработки, м; трещинная пустотность закрепляемых пород, мм; мощность водоносного горизонта, м.

2. Способ по п.1, .о т л и ч а юшийся тем, что угол естественного откоса инъекционного раствора в трещинах определяют из выражения га.

6= — атссоз

2 -у ) g 6 аякс cosg с f где Cg . - динамическое напряжение сдвига инъекционного раствора, Па;

" плотность инъекционного раствора, кг/м ; з — плотность воды, кг/м ; .,g — - ускорение силы тяжести, h ° м/с™, - максимальное раскрытие трещин, мм.