Способ охраны и поддержания горных выработок в обводненных породах

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение кйче ства водоизоляции выработки и увеличение несущей способности крепи путем снижения деформационных нагрузок на нее. Проводят выработку и возовдят крепь. За зоной влияния горнопроходческих работ бурят тампонажные скважины. Через скважины нагнетают закрепляющий раствор в окружающие выработку породы, находящиеся в зоне влияния горнопроходческих работ, в два этапа. На первом этапе формируют водоизоляционную завесу 6 путем нагнетания пластичного тампонажного раствора за & (Л

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Е 21 D 11/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4099384/22-03

Г22) 15.05.86 (46) 23 ° 11 ° 88. Бюл. У 43 (71) Специализированное производственное геологическое объединение по тампонажным и геологоразведочным работам (72) Э.Я.Кипко, Ю.А.Полозов, Ю.Н.Спичак, А.В.Попов и В.В.Забора (53) 622.284.9 (088.8) (56) Трупак Н.Г. Специальные способы проведения горных выработок.

N.: Недра, 1976, с. 152-158.

Давыдов В. В. идр. Справочник по сооружению шахтных стволов специальными способами. — И.: Недра, 1980, с. 133-143.

„„SU,,„1439249 А 1 (54) СПОСОБ ОХРАНЫ И ПОЩЧЕРХ(АНИЯ

ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК В ОБВОДНЕННЫХ

ПОРОДАХ (57) Изобретение относится к горному делу. Цель — повышение качества водоизоляции выработки и увеличение несущей способности крепи путем снижения деформационных нагрузок на нее.

Проводят выработку и воэовдят крепь.

3а зоной влияния горнопроходческих работ бурят тампонажные скважины.

Через скважины нагнетают закрепляющий раствор в окружающие выработку породы, находящиеся в зоне влияния горнопроходческих работ, в два этапа.

На первом этапе формируют водоиэоляционную завесу 6 путем нагнетания пластичного тампон ажно го раствора за

1439249

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при сооружении капитальных горных выработок, в частности при возведении постоянных крепей или обделок тоннелей.

Целью изобретения является повышение качества водоизоляции выработки и увеличение несущей способности крепи путем снижения деформационных нагрузок на нее.

На фиг.1 представлена схема послойного уплотнения закрепного массива горных пород вокруг выработки; на фиг.2 — сформированн.я многослой- 15 ная конструкция, поперечный разрез.

Способ осуществляется в следующей последовательности.

Проводят выработку 1, возводят крепь 2. Затеи бурят тампонажные скважины 3, через которые нагнетают таипонажные растворы. Тампонажные скважины бурят за зону влияния горнопроходческих работ 4 в зону 5,зону естественной трещиноватости пород) °

Нагнетание тампонажного раствора в скважины проводят в два этапа. На первом этапе сооружают водоизоляционную завесу б в зоне 5 естественной трещиноватости, Для формирования завесы 6 используют пластичные тампо кажные растворы. !

Формирование единичных вадоизоляционных завес 6 ведется последова-. тельно в каждой скважине 3 или парал- 35 лельно в нескольких до достижения рас; четных объемов нагнетания, используя пластичные тампонажные растворы, способные эффективно воспринимать ки.

После прекращения нагнетания тампонажный раствор стабилизируется в . водопроводящих трещинах. Период ста билизации инъектированного раствора определяется в зависимости от конкретной горно-геологической ситуации и проектных параметров раствора и может на практике задаваться в самых широких пределах (иапример, от нескольких минут до нескольких дней).

После стабилизации раствора проводят нагнетание второй очереди, производя инъекционное заврепление зоны 7 влияния горнопроходческих работ, примыкающей непосредственно к крепи 2 выработки 1, добиваясь смыкания водоизоляционного податливого слоя с постоянной крепыш 2. При этом используют тампонажный раствор повышенной прочности. В результате постоянная крепь 2, обладающая наибольшей прочностью, последовательно смьп ается с укрепленной зоной 7 влияния горнопроходческих работ, т.е. слоем, имеющим более низкую прочность, и затем со слоем водоизоляционной завесы 6, имеющим наименьшую прочность, однако достаточную, чтобы выдержать гидростатический напор подземных вод. зону влияния горнопроходческих работ.

После стабилизации раствора проводят нагнетание второго этапа в зоне влияния горнопроходческих работ.

Мощность водоизоляционной завесы, 6 определяют по выражению, приведенному в формуле изобретения. В соответотвии с полученной величиной мощно-. сти и размерами зоны 7 в горизонталь ной плоскости подбирают оптимальный для имеющихся гидрогеологических условий состав пластичного тампонажного раствора. Необходимое количество и глубину скважины и их производственную ориентацию определяют графоаналитическим методом иэ условия надежного смыкания единичных завес за контуром влияния горнопроходческих работ. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. рас тягив аюшие или сжимающие напряжения (например, глиноцементные растворы, растворы искусственных смол и пр.). Первый слой (завеса) также выполняет функцию податливого элемента формируемой многослойной конструк. ции крепь — породный массив, предотвращая одновременно фильтрацию подземных вод в сторону горной выработгде с

P к

ФЫt

ВНИИПИ Заказ 6050/31 Тираж 459 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з

143924

Необходимую мощность водоиэоляционной завесы 6 вокруг горной выработки

1 устанавливают из условия устойчивости тампонажного раствора в трещинах под

Э воздействием гидростатического напора подземных вод по уравнению

«У Р«

> n< где / — величина раскрытия водонос- Ið ных трещин, м;

Р— давление на контуре распространения тампонажного раствора, NIa;

L — динамическое напряжение сдви- 15

ra тампонажного раствора, NIa.

В соответствии с полученной величиной R и размерами зоны влияния горнопроходческих работ в горизонтальной плоскости подбирают оптималь- 20 ный для имеющихся гидрогеологических условий состав пластичного тампонаж—

: ного раствора, прочностные параметры которого обеспечивают формирование водоизоляционной завесы требуемой 25 мощности при выбранной схеме расположения тампонажных скважин. Необходимое количество и глубину таких скважин и их пространственную ориента-, цию определяют графоаналитическим щ методом из условия надежного смыкания единичных завес за контуром влия,ния горнопроходческих работ.

Фо р м ул а и з о б р е т е н ия

1. Способ охраны и поддержания горных выработок в обводненных породах, включающий проведение выработки, возведение крепи, бурение тампонажных скважин и нагнетание через них в окружающие выработку породы, находящиеся в зоне влияния горнопроходческих работ, эакрепляющих растворов;отличающийся тем, что, с целью повьппения качества водоизоляции выработки и увеличения несущей способности крепи путем снижения деформациоиных нагрузок на нее, тампонажные скважины бурят эа зону влияния горнопроходческнх работ, а нагнетание закрепляющих растворов в окружающие выработку породы проводят в два этапа, причем на первом этапе формируют водоизоляционную завесу путем нагнетания пластичного тампонажного раствора за зону влияния горнопроходческих работ, а после стабилиэации раствора проводят нагнетание второго этапа в зоне влияния проходческих работ, при этом используют тампонажный раствор повьппенной прочности.

2. Способ по п.1, о. т л и ч а ю— щ и й.с я тем, что мощность R ! водоиэоляционной завесы определяют по выраженик

8Ðê

R = -2лвеличина раскрытия водоносных трещин, м; давление на контуре распространения тампонажного раствора, ИПа; динамическое напряжение сдвига тампонажного раство