Способ перекрытия полых подземных образований и систем ходов с протекающей с большой скоростью водой

 

Изобретение относится к горному делу и используется при перекрытии текущей воды в подземных натуральных и искусственных полых образованиях /ПО/ или системах протоков /ходов/. Цель - повышение надежности перекрытия подземных ПО в недоступных для человека местах от воды, протекающей с большой скоростью. Способ осуществляют следующим образом. После определения местоположения ПО с поверхности земли в него бурят скважины /С/. По меньшей мере одну С, предназначенную для отвода воды, продольная ось которой совпадает с потоком воды, оснащают открытой с обеих сторон обсадной трубой. Другие С предназначены для нагнетания скрепляющих растворов для формирования запорной для воды зоны. Перед нагнетанием в С скрепляющих растворов полости, находящиеся в породном массиве, заполняют кусковатым материалом пород. В качестве последнего используют измельченную посредством взрывов окружающую горную породу. Одновременно текущую воду отводят через водоотводные С. Интенсивность протекания воды в С для отвода воды усиливают насосами путем создания в подлежащем перекрытию ПО неподвижного состояния воды. Воду отводят в соединенную с местом отвода воды горную выработку. В зоне поступления воды и в зоне вытекания воды создается зона малого гидравлического сопротивления из крупнокусковых материалов. Выбранная для перекрытия лежащая между ними зона заполняется мелкозернистым наполняющим материалов с большим гидравлическим сопротивлением с целью последующей инъекции. Затем С для подачи наполняющего материала заполняются скрепляющей суспензией. Это обеспечивает создание водоперекрывающей зоны. 7 з.п. ф-лы, 11 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (S1) 4 Е 21 D 11/38

gpss."ÈÉÌ (;.цр л-,"., . ..",ЧЕСКИЙ о- J" ) Q Я (.(Д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATEHTV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3955599/23-03 (22) 27.09.85 (3 1) 3671/84 (32) 28.09.84 (33) HU (46) 15.08.89. Бюл. У ЗО (71) Кезпонти Баньасати Фейлестеши

Интеэет (HV) (72) Жорж Кешерю, Иштван Багдь, Иштван Хаваши и Ласло Сентирмаи (HU) (53) 622.281.9 (088.8) (56) Комплексный метод тампонажа при строительстве шахт. М.: Недра,. 1978, с. 13-14.

Групак Н. Г. Специальные способы проведения горных выработок. М.:

Недра, 1964, с. 479-480. (54) СПОСОБ ПЕРЕКРЫТИЯ ПОЛЫХ ПОДЗЕМНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ И СИСТЕМ ХОДОВ

С ПРОТЕКАЮЩЕЙ С БОЛЬШОЙ СКОРОСТЬЮ

ВОДОЙ (57) Изобретение относится к горному делу и используется яри перекрытии текущей воды в подземных натуральных и искусственных полых образованиях (ПО) или системах протоков (ходов). Цель — повышение надежности перекрытия подземных ПО в недоступных для человека местах от воды, протекающей с большой скоростью.

Способ .осуществляют следующим образом. После определения местоположения ПО с поверхности земли в него

Изобретение относится к горному делу и используется при перекрытии текущей воды в подземных натураль2 бурят скважины (С). По меньшей мере одну С, предназначенную для отвода воды, продольная ось которой совпада ет с потоком воды, оснащают открытой с обеих сторон обсадной трубой. Другие С предназначены для нагнетания скрепляющихся растворов для формирования запорной для воды эоны. Перед нагнетанием в С скрепляющих растворов полости, находящиеся в породном массиве, заполняют кусковатым материалом пород. В качестве последнего используют измельченную посредством взрывов окружающую горную породу. Одновременно текущую воду отводят через водоотводные С. Интенсивность протекания воды в С для отвода воды усиливают насосами путем создания в подлежащем перекрытию ПО неподвижного состояния воды. Воду отводят в соединенную с местом отвода воды горную выработку. В зоне поступления воды и в зоне вытекания воды создается эона малого гидравлического сопротивления из крупнокусковых материалов °

Выбранная для перекрытия лежащая между ними зона заполняется мелкозернистым наполняющим материалом с большим гидравлическим сопротивлением с целью последующей инъекции. Затем С для подачи наполняющего материала заполняются скрепляющей суспензией. Это обеспечивает создание водоперекрывающей эоны. 7з.п. ф-лы, 11 ил.

I ных и искусственных полых образованиях или системах протоков (ходов).

3 1501926

Целью изобретения является повышение надежности перекрытия подземных полых образований в недоступных для чеповека местах от воды, протека- 5 ющей с большой скоростью.

На фиг. 1 — 5 показаны этапы осуществления способа, когда скважины пробурены с поверхности земли; на фиг. 6 и 7 — схема осуществления спо- 10 соба при горизонтальном направлении потока воды; на фиг. 8 и 9 — схема осуществления способа с применением буровзрывных работ; на фиг. 10 и 11— схема осуществления способа с об- 15 работкой пород различными методами.

Способ осуществляют следующим образом.

В подземном полом образовании 1 после определения известным способом 20 его положения с поверхности 2 земли бурят оборудованные обсадными трубами для отвода воды скважины 3 в водоподводящую зону 4. Продольная ось водоотводящих скважин 3 примерно совпадает с направлением потока воды

Положение башмаков колонны обсадных труб в оборудованных ими водоотводящих скважин 3 над подошвой полого образования 1 регулируется так, чтобы 30 вода водоподводящей зоны могла свободно течь в трубу. В водоотводящей зоне 5 полого образования 1 в трубах водоотводящих скважин 3 выполняют путем перфорации отверстия 6 для отвода воды, После бурения. скважин 7 для укладки закладочного материала и инъекционных скважин 8 через скважины 7 начинают укладку подобранного по со- 40 ответствующим размерам фракций, целесообразнее всего смешанного с водой заполняющего материала. В зонах

4 и 5 создается зона малого гидравлического сопротивления из крупно- 45 кусковых материалов ° Выбранная для перекрытия лежащая межцу ними зона заполняется мелкозернистым наполняющим материалом с большим гидравлическим сопротивлением с целью после50 дующей инъекции.

В водоотводящих скважинах 3 известным способом и известным оборудованием между зоной 4 входа воды и зоной 5 вытекания воды измеряют количество протекающей воды. Если заполнение объема успешное, скважины 7 заполняют с укрепляющей суспензией, например цементным тестом. 3атем через скважины 8 цементное тесто вводится ь объем для заполняющего материала 9 и создается водоперекрывающая зона 10.

Заполнение инъекционных скважин

8 проводится снизу вверх непрерывно.

Бывает необходимо применять известную селективную инъекцию IIQ отдельным участкам или зонам, причем обсадную трубу скважин 8 для инъекции перфорируют по участкам и инъекцируемый участок охватывают двумя пакерами.

Затем производится перекрытие снабженных обсадными трубами водоот водящих скважин 3, если водоперекрывающая зона 10 уже достаточно затвердела и проведенные в водоотводящих скважинах 3 измерения потока воды показывают, что над водоперекрывающей зоной 10 нет более потока воды либо поток продолжается, но поступление воды не превышает допустимые нормы. В противном случае должна проводиться дальнейшая инъекция скрепляющих растворов, при необходимости с прокладкой новых скважин 8 для инъекции.

После проведения измерений водоотводящие скважины 3 временно перекрывают пакерами. 11, которые можно размещать с, помощью полых рычажных механизмов 12. После этого проводят контроль эффективности перекрытия.

При положительном результате контроля посредством рычажных механизмов

12 все отводящие скважины 3 заполняют скрепляющим материалом, например цементными пробками 13. При больших потоках воды требуется большой расход уплотнительного материала и создание вокруг полого образования водоперекрывающей наружной зоны 14.

Рассмотрим случай, когда водный поток направлен горизонтально и через водные протоки 15 и сброс 16 затоплены ниже расположенные горные выработки 17. Для прокладки водоотводящей скважины 3 может быть использована только выше расположенная еще не затопленная водой горная выработка 18. Из выработки 18 под защитой провентера 19 прокладывают водоотводящун> скважину З,продольная ось которой примерно соответствует направлению движения воды в подлежащей пЕрекрытию

1926 условиях быстро текущей воды обеспечивает надежное перекрытие. Способ не требует затопления водой шахтных выработок и/или других подземных по5 лых образований с целью надежного их перекрытия в стоячей воде.

С поверхности 2 земли выполняют шурфы 20 и в них известным способом закладывают взрывные заряды 21 в необходимом количестве. Заряды или шпуры снабжают соответствующим уплотнением. На месте полого образования

1 неиэнестного контура и протяженности после взрывных работ образуются измельченные горные породы и частич-но заполненная материалом 9 не затопленная водой пещера, в которой вначале прокладывают водоотводящие скнажины 3, а затем скважины 7 для закладки заполняющего материала. В промежуточные пространстна, выемки и трещины между взорванными кусками горной породы, а также в оставшиеся полые пространства засыпают мелкий зернистый материал. Далее выполняют операции, аналогичные вьппеописанным.

Если в предназначенном для ле†" рекрытия воды пространстве (полом образовании 1) в зонах 4 и 5 свойства изменены и в водоотводящей скважине 3 не обеспечен непосредственный гидравлический контакт с низким сопротивлением, посредством пакерной инъекционной трубы 21 с инъецируемой жидкостью

22 известным способом с использовани5

150 подземной зоне (полом образованием 1).

Далее прокладывают скважины 7 для закладки материала и скважины 8 для инъекции, которые используют аналогично описанному выше ° .

Когда показатели системы водных протоков неудовлетворительны, в качестве заполняющего объем материала может применяться не. только вводимый через скважины уплотняющий материал, но и отделяемые от горной породы куски в качестве уплотнительного, заполняющего и закладочного материала.

Если подлежащая перекрытию подземная система протоков (полое образование) имеет неправильные контуры, т.е. состоит из пещерообразных проходов в породе, и определение ее положения затруднено, ее форму меняют с применением буровзрывных работ. ем известных средств посредством послойной обработки по Фраку обеспечивается заданное соединение 23 с малым сопротинлением вначале в зоне 4, а затем в зоне 5.

Предлагаемьп1 способ — даже при изменениях естественных соотношений в

Формула изобретения

1. Способ перекрытия полых под- земных образований и систем ходов с протекающей с большой скоростью водой, включающий бурение открытых для входа и выхода воды скважин, отвод воды из одной иэ них и нагнетание скрепляющих растворов в остальные для формирования запорной для воды зоньг, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности перекрытия полых подземных образований путем перекрытия их. в труднодоступных местах, по меньшей мере одну скважину, предназначенную для отвода воды, продольная ось которой совпадает с потоком воды, оснащают открытой с обеих сто» рон обсадной трубой, при этом перед нагнетанием в скважины скрепляющих растворов полости, находящиеся в породном массиве, заполняют кусковатымматериалом пород и одновременно текущую воду отводят через водоотводные скважины и затем через скважины с наполнителем, которые располагают проходящими через созданную запорную для воды зону, после формирования которой скважины окончательно перекрывают.

2,Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что скважины для отвода воды, введения эаполняющего объем полостей кусковатого материала пород и нагнетания скрепляющих растворов бурят с поверхности земли.

3. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что скважины для отвода воды бурят под землей из горных выработок, а скважины для заполнения кусковатым материалом пород бурят с поверхности земли.

4. Способ по пп. 1-3, о т л ич а ю шийся тем, что предварительно контур и протяженность полого образования или системы ходов изменяют, или модифицируют, посредством взрывов, проведенных с помощью выполненных скважин.

5. Способ по пп. 1-3 или 4, о тл и ч а ю шийся тем, что для

1501926

Фиг. 5

Фиг,ч заполнения полостей в породном массиве используют измельченную посредством взрывов окружающую горную породу.

6. Способ по пп.1-3, о т л и— ч а ю шийся тем, что в скважинах для отвода воды на входе воды и3ти выходе воды для повышения пропускной способности пород, окружающие горные породы обрабатывают гидравлическим методом, или кислотой, или измельчают посредством взрывов породы, или комбинацией этих методов.

7. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что интенсивность протекания воды в скважинах для отвода воды усиливают насосами путем создания в подлежащем перекрытию полом образовании неподвижного состояния воды, 8. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что воду отводят в соединенную с местом отвода воды горную выработку.

1501926

Физ. Х

Фиа. б

1501926

Фиа.8

1501926

Фиг. 10

1501926

Составитель Л.Березкина

Т р д М.Ходанич Корректор M.0àì îðñêàÿ

Редактор И. Рыбченко

Заказ 4897/59 Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101