Способ защиты подземных работ от проникновения вод

 

Изобретение относится к горной промети и предназначено для разработки глубинной части кимберлитовой трубки, расположенной под дном отработанного карьера в районах Крайнего Севера. Цель - обеспечение надежной изоляции подземных работ в многолетнемерзлых породах Крайнего Севера от проникновения вод из водоносных пластов, нарушенных горными работами на дневной поверхности. Между подземными горными работами и водоемом на дневной поверхности создают предохранительный целик. Причем ложе водоема на дневной поверхности создают выемкой горных пород, а дно формируют в зоне многолетнемерзлых пород. Со стороны ДН на дно водоема наносят покрытие из сцементированной замораживанием глинистой смеси. В качестве последней используют промывочные хвосты обогатительной фабрики с плотностью выше плотности подземных вод. Затем водоем заполняют водой из водоносных горизонтов, расположенных выше созданного покрытия. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (яis Е 21 С 41/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4474377/03 (22) 15.08.88 (46) 07.03.91. Бюл, М 9 (71) Институт горного дела Севера Якутского филиала СО АН СССР (72) Е.П, Валуев, Е,Ю, Сердюкова, А,И. Коробка, А.Д. Андросов и В.П. Щукин (53) 622.271 (088.8) (56) Хохлов И.В. Безопасная разработка месторождений полезных ископаемых под водоемами. — M. Недра, 1971, с. 193, 197-199.

Авторское свидетельство СССР

М 901385, кл. Е 02 В 3/12, 1980. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПОДЗЕМНЫХ РАБОТ QT ПРОНИКНОВЕНИЯ ВОД (57) Изобретение относится к горной промсти и предназначено для разработки глубинной части кимберлитовой трубки, расположенной под дном отработанного

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки глубинной части кимберлиовой трубки, расположенной под дном отработанного карьера в районах Крайнего

Севера, Цель изобретения — обеспечение надежной изоляции подземных работ в многолетнемерзлых породах Крайнего Севера от проникновения вод из водонасыщенных пластов нарушенных горными работами на дневной поверхности.

На фиг.1 показана принципиальная схема карьера, поперечный разрез; на фиг.2 и

3 — примеры выполнения способа.

Способ осуществляют следующим образом.

После завершения горных работ на дневной поверхности в карьере 1 кимберли„„ „„1 633125 А1 карьера в районах Крайнего Севера. Цель— обеспечение надежной изоляции подземных работ в многолетнемерзлых породах

Крайнего Севера от проникновения вод из водоносных пластов, нарушенных горными работами на дневной поверхности. Между подземными горными работами и водоемом на дневной поверхности создают предохранительный целик. Причем ложе водоема на дневной поверхности создают выемкой горных пород, а дно формируют в зоне многолетнемерзлых пород, Со стороны ДН на дно водоема наносят покрытие иэ сцементированной замораживанием глинистой смеси.

В качестве последней используют промывочные хвосты обогатительной фабрики с плотностью выше плотности подземных вод. Затем водоем заполняют водой иэ водоносных горизонтов, расположенных выше созданного покрытия. 1 з.п. ф-лы, 3 ил, товой трубки 2 до предельной глубины приступают с помощью подачи глинистой пульпы промывочных хвостов обогатительной фабрики по трубопроводу 3 к формированию искусственной многолетнемерзлой толщи в форме предохранительного перекрытия 4 на дне карьера 5 на предохранительном целике 6 между подземными и открытыми горными работами, расположенном в зоне 7 вечной мерзлоты. При этом для уменьшения количества незамерзшей воды, остающейся в создаваемом мерзлом массиве, намораживание толщи производят послойно, например, по 5 см и температуре воздуха не выше минус 20-30 С. Перед весенним паводком искусственное многолетнемерзлое перекрытие покрывают мерзлоэащитным слоем из вскрышных горныхх пород, вес которого соответствует удер1633125 живающей силе всплытия искусственнгого перекрытия на поверхность воды, и затем карьер затапливают водой 8, поступающей сверху.

Сформиоованному предлагаемым способам искусственному перекрытию обеспечивают стационарные условия среды толщи вечномерэлых пород за счет того, что глубина сезонного оттаивания и промерэания, достигающая 3 — 10 м, распространяется только на защитный слой горных пород и предохранительную толщу воды 8. Таким образом, в искусственном перекрытии создают условия, аналогичные природным условиям длительного физико-химического процесса образования устойчивой текстуры и структуры вечномерзлого грунта, который обеспечивает свойство надежной водонепроницаемости. При этом герметизацию контакта предохранительного перекрытия с бортами карьера производят ограничением площадного распространения объемного расширения фазового превращения вода— лед жидкой массы. В соответствии с криогенным строением мерзлых грунтов, зависящем от множества факторов, в том числе ориентировки первичных кристаллов воды, рост кристаллов льда-цемента происходит, главным образом, от поверхности обломкое (ядер кристаллизации, в данном случае дисперсных частиц глины), поэтому промерзание массы в замкнутом объеме сопровождается раздвижением минеральногс скелета на величину объемного расширения воды при фазовом переходе.

Обеспечив изоляцию водопритока, осуществляют полную разработку рудного тела под дном карьера подземным способом, напримерр эксплуатационными горизонтами

10 снизу вверх с закладкой выработанного пространства твердеющим материалом 11.

При наличии пластовой воды 12 (фиг.2) в толще вечной мерзлоты (в том числе напорной и в виде рассола) предварительно осуществляют углубку карьера ниже этого пласта под защитой окантуривающих карьер водопонижающих скважин 13 на величину, достаточную для размещения

45 искусственного перекрытия, после сооружения которо о выпускают пластовую воду в карьерное пространство выше созданного перекрытия, Напорная вода. заполняя карьерное пространство, поднимается до уровня 14 согласно величине напора.

В условиях невозможности углубления карьера ниже водоносного пласта с помощью водопониждющих сквджин сндчдлд сооружают вертикальную тампонажную завесу

15 (фиг,3) известным методом вокруг рудного тела высотой, соответствующей величине напора воды в пласте. Затем по достижении дном карьера необходимой отметки по глубине сооружают предлагаемое искусственное предохранительное перекрытие предлагаемым способом и выпускают пластовую воду в верхнюю часть карьерного пространства, прекращая дорогостоящую эксплуатацию водопонижающих скважин.

Формула изобретения

1, Способ защиты подземных работ от проникновения вод, включающий создание предохранительного целика между подземными горными работами и водоемом на дневной поверхности, нанесение покрытия со стороны дневной поверхности на дно водоема вяжущим веществом с гидроиэоляционным покрытием, отличающийся тем, что, с целью обеспечения надежной изоляции подземных работ в многолетнемерэлых породах Крайнего Севера от проникновения яод иэ водоносных пластов, нарушенных горными работами на дневной поверхности, ложе водоема на дневной поверхности создают выемкой горных пород, при этом дно формируют в зоне многолетнемерэлых пород, а покрытие выполняют из сцементированной замораживанием глинистой смеси, затем водоем заполняют водой из водоносных горизонтов, расположенных выше созданного покрытия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве глинистой смеси используют промывочные хвосты обогатительной фабрики с плотностью выше плотности подземных вод.

1633125

Фиг. 2

1633125

ФигЗ

Составитель С.Агапов

Техред М,Моргентал

Корректор М.Демчик

Редактор О,Головач

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

Заказ 604 Тираж 304. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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