Способ опускания крупногабаритных тел в подземное пространство

 

Способ предназначен для надежного опускания крупногабаритных тел под землю . Размещают тело на поверхности вертикальной зоны, заполненной сыпучим материалом . По достижении опускаемым телом глубины, превышающей высоту тела, выпуск горной массы прекращают. Провал заполняют твердеющей полимерной пеной . После затвердевания и образования твердой пробки возобновляют выпуск горной массы с подачей закладочного материала на поверхность образованной пробки. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕЮЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

СЭ

О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4769931/03 (22) 14.12,89 (46) 07.06.93. Бюл. ЬЬ 21 (75) В.И.Штеле и Д,В.Рашевский (56) Патент Японии hL 63-49797. кл, E 21 0

1/00, 1981. (54) СПОСОБ ОПУСКАНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ТЕЛ В ПОДЗЕМНОЕ ПРОСТРАН. СТВО (57) Способ предназначен для надежного опускания крупногабаритных тел под земИзобретение относится к технологии строительства крупных подземных сооружений и может быть использовано для доставки на заданную глубину крупногабаритных тел и для захоронения опасных объектов в подземном пространстве.

Целью изобретения является повышение надежности опускания крупногабаритных тел под землю.

На фиг. 1 показан разрез толщи горных пород при спуске тела под землю; на фиг.2то же с закладкой; на фиг. 3 — то же, когда высота столба закладки над телом меньше глубины вертикальной выработки; на фиг. 4

-то же с формированием зоны упрочненной закладки над опускаемым телом; на фиг. 5то же.с воронкообразным устьем вертикальной выработки.

Пример конкретного выполнения способа.

В толще горных пород 1 создают зону 2 из разрушенных горных пород путем бурения нисходящих скважин с поверхности или восходящих скважин иэ подземных горных выработок 3. Зону 2 создают до размещения,„,!Ж,„, 1820000 А1 (я)з E21D 1/00, Е02 0 23/08; Е21 Е 15/00

2 лю. Размещают тело на поверхности вертикальной зоны, заполненной сыпучим материалом. По достижении опускаемым телом глубины, превышающей высоту тела, выпуск горной массы прекращают. Провал заполняют твердеющей полимерной пеной. После эатвердевания и образования . твердой пробки возобновляют выпуск горной массы с подачей закладочного материала на поверхность образованной пробки.

5 ил. на ее поверхности крупногабаритного объекта 4 или непосредственно под объектом 4.

Зона 2 может создаваться в две стадии. На первой стадии дробят и выпускают горные породы через воронки выпуска и горные выработки 3. На второй стадии образованную вертикальную выработку заполняют сыпу- чей закладкой, не склонной к слеживаемости. Затем на поверхности закладки устанавливают объект 4. При двухстадийном формировании зоны 2 искусственное днище можно создавать открытым способом после выпуска горной массы и перед подачей закладки в зону 2.

Опускание объекта 4 осуществляют путем выпуска в выработки 3 горной массы или закладки из зоны 2. Объект 4 целесообразно размещать на монолитном мощном основании из железобетона. По мере выпуска горной массы из зоны 2 и опускания тела 4 в устье образующейся вертикальной выработки подают закладку 5, например, по трубопроводу 6. При этом в качестве закладки используют сыпучий материал, насыпной вес которого меньше насыпного веса выпу1820000 скаемого материала. например керамзит, шлак, песок.

В качестве закладки может быть использована твердеющая полимерная пена. При этом после погружения тела 4 на неболь- 5 шую глубину образовавшийся провал заполняют жидкой твердеющей полимерной пеной, например, на основе смол КФЖ. Пена приготавливается с низкой кратностью, что обеспечивает повышение ее прочно- 10

cTHbIx свойств. При дальнейшем погружении объекта 4 на поверхность образованной пенной пробки подают сыпучую закладку, например песок, Пенная пробка под действием веса. закладки уплотняется и надежно 15 защищает объект 4 от повреждений в процессе его спуска. Закладка 5 обеспечивает подпор стенок горных пород 1, что исключает динамическое воздействие горной массы на объект 4. 20

Горные выработки 3 и воронки 7 выпуска сооружаются ниже проектной глубины погружения тела 4. По достижении телом 4 проектной глубины выпуск горной массы из зоны 2 прекращают, на этом процесс погру- 25 жения тела 4 заканчивается.

Если тело 4 представляет собой установку, которую необходимо эксплуатировать в подземных условиях, то из выработок

: 8 пробуривают скважины 9 с пересечением 30 закладки 5. Затем нагнетают в закладку 5 твердеющий состав, например цементный раствор или раствор полимерной смолы.

При этом образуется искусственное перекрытие 10, а закладку 11 (фиг. 4) под пере- 35 крытием удаляют, например, путем гидромониторного размыва через дополнительные выработки (не показаны). После удаления закладки 11 осуществляют упрочнение кровли перекрытия 10 с помощью на- 40 брызг-бетонирования, установки у анкеров и т.д. Для повышения устойчивости перекрытия .10 тело 4 до его спуска снабжают канатными анкерными стержнями 12, которые размещаются вертикально в закладке 5 45 по мере спуска тела 4. Анкеры 12 обеспечивают форми вание железобетонного перекрытия 10, которое надежно защищает технологическое пространство, где размещено тело 4. Если тело 4 характеризуется 50 повышенной радиоактивностью, то после формирования перекрытия 10 закладку 11 не извлекают; а осуществляют упрочнение всей закладки в окрестности тела 4.

С целью снижения статического давле- 55 ния закладки 5 на тело 4 высота столба закладки над елом 4 может быть постоянной в процессе его спуска, а после достижения телом 4 проектной глубины и формирования перекрытия над ним осуществляют дозакладку выработки 13. В этом случае по мере спуска тела 4 с поверхности столба закладки

5 (фиг, 3) осуществляют упрочнение стенок выработки 13, например, устанавливая анкеры. Столб закладки 5 (фиг. 3) обеспечивает подпор стенок выработки 13 в районе тела

4 и выполняет функции защитной подушки при возможном обрушении стенок выработки 13 выше столба закладки 5. Высоту столба закладки 5 выбирают из условия исключения разрушения или деформации тела 4 под действием веса столба закладки

5.

В тех случаях, когда выработка 13 формируется в устойчивых горных породах 1, рассчитывают максимальную глубину устойчивого обнажения стенок выработки 13 и поддерживают эту глубину постоянной путем подсыпки заклаДки 5 по мере опускания тела 4. Это также снижает давление закладки на тело 4 и повышает безопасность работ.

Незаложенному участку выработки в ее устьевой части можно придавать форму воронки 14, что повышает ее устойчивость.

После спуска тела 4 воронку 14 заполняют закладкой. Если опускание тела 4 осуществляют в абразивной крупнокусковой среде, то до начала спуска тела 4 его снабжают защитным кожухом 15, который может быть выполнен из бывших в употреблении автомобильных покрышек, которые связывают друг с другом с образованием ячеистого полотна.

Таким образом, как видно из описания, способ обеспечивает повышение эффективности подземного строительства при размещении в недрах крупногабаритных объектов, а также позволяет осуществлять захоронение опасных объектов, например аварийных ядерных реакторов.

Формула изобретения

Способ опускания крупногабаритных тел в подземное пространство, включающий размещение тела на поверхности вертикальной зоны, заполненной разрушенной горной массой или сыпучим материалом, выпуск горной массы или сыпучего материала в подземные горные выработки с одновременным опусканием тела под землю и закладкой образующегося провала сыпучим материалом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности опускания тела под землю за счет снижения динамических нагрузок при зависании и обрушении закладки над телом, при достижении опускаемым телом глубины, превышающей высоту тела, выпуск горной массы прекращают, провал заполняют твердеющей полимерной пеной, а после ее затвер5 1820000 6 закладочного материала на поверхность обдевания и образования твердой пробки возобновляют выпуск горной массы с подаче р и азованной пробки.

1820000

Фиг. 4

1820000

ЩгХ

Составитель В.Штеле

Техред М.Моргентал Корректор Q.Êðàâöîâå

Редактор

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

Заказ 2012 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета Ао изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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