Способ поддержания горной выработки в неустойчивых грунтах

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при строительстве тоннелей, метрополитенов и других подземных выработок. Целью изобретения является повышение устойчивости выработки за счет учета напряженного состояния. Бурят измерительные скважины, оборудуют их датчиками давления и определяют величину действующих в массиве напряжений. Затем определяют ожидаемые параметры зоны растягивающих напряжений и величины последних, которые будут иметь место в приконтурном массиве пройденной выработки , после чего бурят нагнетательные скважины в эту зону и ведут подачу твердеющего раствора с одновременным контролем величин сжимающих напряжений, создающихся в данной зоне. Величины упомянутых сжимающих напряжений должны превышать абсолютные величины ожидаемых растягивающих напряжений не более чем на величину прочности грунта на сжатие . Твердение раствора обеспечивают в условиях объемного напряженного состояния. После набора раствором необходимой прочности осуществляют проходку выработки на длину упрочненной зоны. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 Е 21 D 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

;;),О Ug9 $

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВОЕСОЮЗНАЯ

Ф ЩЛЕНТЧО ь i

3й9%СФР (Л

-(21) 4286941/63 (22) 25.05.87 (46) 23.04.92. Бюл. N. 15 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства и Управление строительства "Бамтоннельстрой" (72) К.П.Безродный, В.А.Бессолов, Р.И.Касапов, А.Г.Мацегора, В.М.Пермитин и В.Ф.Шпак (53) 622.281(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 794222, кл. Е 21 D 9/00, 1979, Методическое руководство по упрочнению неустойчивых горных пород нагне "анием магнезиального состава. — М.: ИГД им.

А.А.Скочинского, 1985, с. 20, 23, рис. 8,10. (54) СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ ГОРНОЙ

В Ы РАБОТКИ В Н ЕУСТОЙЧИ В ЫХ ГРУНТАХ (57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при строительстве тоннелей, метрополитенов и других подземных выработок. Целью изобретения

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при строительстве тоннелей, метрополитенов и других подземных выработок.

Известен способ поддержания горной выработки, включающий бурение опережающих скважин, камуфлетное взрывание с созданием разгруженной зоны, бурение нагнетательных скважин, инъекцию через них твердеющего раствора и проходку выработки в укрепленной зоне, Недостатком известного решения являются значительные затраты труда и материалов, низкие темпы проходки выработки, а является повышение устойчивости выработки за счет учета напряженного состояния.

Бурят измерительные скважины, оборудуют их датчиками давления и определяют величину действующих в массиве напряжений.

Затем определяют ожидаемые параметры зоны растягивающих напряжений и величины последних, которые будут иметь место в приконтурном массиве пройденной выработки, после чего бурят нагнетательные скважины в эту зону и ведут подачу твердеющего раствора с одновременным контролем величин сжимающих напряжений, создающихся в данной зоне. Величины упомянутых сжимающих напряжений должны превышать абсолютные величины ожидаемых растягивающих напряжений не более чем на величину прочности грунта на сжатие. Твердение раствора обеспечивают в условиях объемного напряженного состояния.

После набора раствором необходимой прочности осуществляют проходку выработки на длину упрочненной зоны. также недостаточный учет напряженно-деформированного состояния массива пород.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ поддержания горной выработки, предусматривающий предварительное бурение горизонтальных скважин вокруг будущей выработки и нагнетание в них твердеющих растворов перед проходкой подземной выработки.

Недостатком известного решения является недостаточная устойчивость пород кровли выработки за счет действия в них значительных растягивающих напряжений.

1728494 рых не превышает суммы абсолютных величин ожидаемых растягивающих напряжений и предела прочности грунтов на сжатие.

В процессе нагнетания твердеющего раствора контролируют изменение напряженного состояния массива в обрабатываемой зоне, возникающее в процессе инъектирования. После подачи в обрабатываемую зону необходимого количества твердеющего раствора обеспечивают твердение его в условиях объемного напряженного состояния, для чего, например, используют запорную

10 арматуру в элементах нагнетательной системы, после чего снимают давление подающих насосов.

Проходку выработки ведут после твердения раствора под защитой упрочненной

15 зоны на длину последней. На границе данной зоны забой останавливают и при необходимости операции по упрочнению пород

20 и овто ря ют.

Формула изобретения

Способ поддержания горной выработки в неустойчивых грунтах, включающий создание упрочненной зоны в приконтурном массиве нагнетанием твердеющего раство25 ра через скважины, пробуренные впереди забоя, и проходку выработки в упрочненной зоне твердения раствора на длину последучета напряженного состояния, предварительно бурят дополнительные измерительные скважины, оборудованные датчиками

50 давления, устанавливают величины действующих в массиве напряжений, определяют зону и ожидаемое значение растягивающих напряжений, которые будут иметь место в приконтурном массиве пройденной выработки, после чего через нагнетательные скважины в этой зоне создают сжимающие напряжения нагнетанием твердеющего раствора с одновременным контролем изменения напряженного состояния, обеспечивая превышение величиной упомянутых сжимающих напряжений абсолютных значений ожидаемых растягивающих напряжений не более, чем на величину предела прочности грунта на Сжатие.

Составитель Н,Борщ — Компанеец

Техред М,Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор Е,Папп

Заказ 1391 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Цель изобретения — повышение устойчивости выработки за счет напряженного состояния.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу поддержания горной выработки в неустойчивых грунтах, включающему создание упрочненной зоны в приконтурном массиве нагнетанием твердеющего раствора через скважины, пробуренные впереди забоя, и проходку выработки после твердения раствора в упрочненной зоне на длину последней, предварительно бурят дополнительные измерительные скважины, оборудованные датчиками давления, устанавливают величины действующих в массиве напряжений, определяют зону и ожидаемые значения растягивающих напряжений, которые будут иметь место в приконтурном массиве пройденной выработки, после чего через нагнетательные скважины в этой зоне создают сжимающие напряжения нагнетанием твердеющего раствора с одновременным контролем изменения напряженного состояния, обеспечивая превышение величиной упомянутых сжимающих напряжений абсолютных значений ожидаемых растягивающих напряжений не более, чем на величину предела прочности грунта на сжатие.

Способ реализуют следующим образом.

До начала проходки выработки в приконтурную ее зону бурят измерительные скважины, устанавливают в них датчики напряжений и определяют величины действующих в массиве напряжений. На основании полученных результатов с учетом физикомеханических характеристик вмещающих пород и параметров проводимой выработки определяют, например, методом расчета, параметры зоны ожидаемых растягивающих напряжений у контура будущей выработки и величины последних, Затем бурят инъекционные скважины в приконтурном массиве будущей выработки и подают в них твердеющий раствор под давлением, величина которого определена из условия создания в приконтурном массиве сжимающих напряжений о; абсолютное значение кото30 ней, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости выработки эа счет