Способ ограждения хранилища отходов с помощью гидроизолирующего подземного устройства, охватывающего хранилище снизу и окружающего его со всех сторон, и установка для его осуществления

 

Изобретение относится к области ограждения хранилищ отходов, сооружаемых под земной поверхностью, и защиты сооружений от грунтовых вод. Способ ограждения с помощью гидроизолирующего подземного устройства, охватывающего хранилище снизу и окружающего его со всех сторон, включает проходку под ним и вдоль него продольной оси гидроизоляционного главного штрека и примыкающих к нему щелевых пространств, направленных к земной поверхности и заполненных забутовочным материалом. Способ отличается тем, что одни концы щелевых пространств соединяют с главным штреком, а другие выводят на земную поверхность. Проходку щелевых пространств осуществляют очистным забоем с помощью машин для очистной выемки, транспортирующего устройства и крепи. Полученную при проходке породу через устья забоя направляют в главный штрек и выносят на поверхность. Установка содержит врубовую машину с режущими барабанами, установленную с возможностью перемещения на цепном скребковом транспортере, и секции шагающей крепи с гидростойками и подвесными верхняками. Отличается тем, что стойки шагающей крепи на стороне закладки снабжены приемным устройством для катушек или бухт рулонов уплотнительной пленки. Последняя расположена с возможностью перемещения через щель между завальным концом верхняка и забойным концом опорного короба кровли. 11 з.п.ф-лы, 8 ил.

Изобретение касается способа ограждения захоронения отходов с помощью подземного гидроизолирующего устройства, в достаточной степени охватывающего хранилище снизу и окружающего его со всех сторон, которое вводится с помощью вспомогательных технических средств, применяемых при горных разработках, и имеет проходящий в продольном направлении гидроизолиующей конструкции главный штрек, а также по меньшей мере на одной стороне подсоединяемое к главному треку проведенное к поверхности земли щелевое пространство, причем в щелевом пространстве расположен забутовочный материал, а также в случае необходимости уплотняющие конструктивные элементы и/или дренажные элементы. Ограждение хранилища в рамках изобретения означает, что уже существующее хранилище, в частности специальное хранилище с помощью подземного герметизирующего устройства, заключается в оболочку, что загрязняющие вещества, которые содержатся или образуются в захороненных отходах, не выходят наружу в той степени, в которой они могут оказать вред, и не могут перемещаться, повреждая при этом, например, грунтовые воды. Порода означает всякий грунт или окружающую среду хранилища независимо от происхождения и геологических свойств, т. е. также и песок, глина, мергель, суглинок. Забутовочный материал означает все вещества, которые могут в достаточной степени подкрепить щелевое пространство и образовать сами по себе и/или в сочетании с уплотнительными элементами гидроизолирующую конструкцию, которая удовлетворяет требованиям гидроизоляции. Уплотняющими элементами являются, например, гидроизолирующие пленки. Дренажные элементы служат для того, чтобы под контролем отводить отвальные содержащие загрязнения, фильтрационные воды. Вспомогательные средства для технологии горных разработок означают машины и устройства, которые обычно применяются в подземных разработках каменного угля. В изобретении находит широкое применение также обычная при горных разработках терминология.

В известном способе (De-OS 3617956) щелевое пространство вырабатывается параллельно главному штреку, а именно в виде расположенных параллельно друг другу туннелеобразных участков с помощью соответствующего аппарата для щитовой проходки.Одновременно встраивается гидроизолирующая подошва. При этом отбитая со стороны проходки порода спрессовывается позади аппарата на стороне закладки. Излишняя порода выносится на поверхность. Стекающая по гидроизолирующей подошве фильтрационная вода может отводиться через главный штрек. Описанные выше известные мероприятия являются дорогостоящими, так как они могут ни проводиться или подкрепляться, ни управляться с поверхности земли.

В рамках других известных из практики мероприятий по обе стороны и снизу хранилища вырабатываются два проходящих в большинстве случаев в продольном направлении хранилища участка (штрека). С помощью машины для очистки забоя вырабатывается проходящее в основном по горизонтали или с некоторым уклоном относительно горизонтали щелевое пространство, которое не выведено на поверхность земли. Тем не менее устье забоя и входное отверстие забоя подсоединяются к штрекам. Штреки подсоединяются к шахтам. Эти мероприятия также являются дорогостоящими. Они требуют всей технологии горнопроходческого подземного предприятия с забоем для добычи, штреками и шахтами и вдобавок еще и работы и устройств по гидроизоляции. Известные мероприятия, несмотря на большие технологические издержки, не выполняют безоговорочно требования в отношении технологии гидроизоляции.

Под хранилищем лишь сооружается гидроизолирующее основание. Полного заключения в оболочку с помощью этих мероприятий не достигают. Чтобы создать такое капсюлирование, к гидроизолирующему основанию следует подсоединить по краям вертикальные гидроизолирующие стенки, которые как бы образуют с гидрозизолирующим основанием открытый гидроизолирующий ящик. Это дополнительные мероприятия, которые должны осуществляться с большими расходами с помощью машин для прорезания шлицев вы стенках и агрегатов для технологии глубокой проходки.

Цель изобретения - осуществлять способ таким образом, чтобы проводимые мероприятия могли подкрепляться с земной поверхности и чтобы гидроизолирующее сооружение, удовлетворяющее всем требованиям, можно было создать с помощью более простой технологии.

Для решения этой задачи изобретение предлагает, чтобы щелевое пространство вырабатывалось поперек главного штрека, а также исходя из главного штрека к поверхности земли в виде горнопроходческого действующего очистного забоя с помощью машин для разработки сплошного забоя в виде машин для добычных работ, транспортирующих устройство и крепи, устье забоя разработки при этом расположено в главном штреке, а входное отверстие его выводит на поверхность, чтобы полученная в результате добычных работ горная порода с помощью транспортирующих устройств выносилась на земную поверхность по главному штреку, куда она попадает через устье забоя, и чтобы в щелевое пространство через входное отверстие, находящееся на поверхности земли, вводился по меньшей мере забутовочный материал гидроизолирующего сооружения. В формулировке, что применяются машины для работы в сплошном забое, находит выражение то, что эти машины подобны машинам, применяемым в горнопроходческом добычном сплошном забое. Они соответствуют им в отношении функционирования. В конструктивном отношении и по размерам может осуществляться подгонка к особым соотношениям, которые следует принимать во внимание в рамках изобретения. Типичная добычная машина в форме врубочной машины с режущими барабанами и транспортирующим устройством, а также оправдывающие себя крепежные устройства и закладочные устройства описаны, например, в стандартной литературе по горному делу и горной технике. Типичной добычной машиной является также так называемый добычной геликс.

Изобретение основывается на том, что с помощью описанных горнопроходческих мероприятий очень просто можно создать под хранилищем гидроизолирующее сооружение. При этом мероприятия горноопроходческой технологии, с помощью которых получается щелевое пространство, заметно упрощаются, так как значительная часть мероприятий этой технологии может сооружаться и осуществляться на земной поверхности. Особенно это касается введения забутовочного материала и гидроизоляционных мероприятий.

Если описанным образом изготовляют гидроизолирующую ванну, то она со стороны торцов еще открыта. Гидроизолирующее перекрытие может достигаться, с одной стороны, благодаря тому, что главный штрек со своей стороны направлен с уклоном по отношению к горизонтали до тех пор, пока он на достаточном расстоянии от хранилища не выйдет наружу (на поверхность земли). С другой стороны можно ванну перекрыть с помощью шлицевой стенки. Главный штрек располагают с некоторым равномерным уклоном, чтобы можно было отводить поступающие фильтрационные воды благодаря перепаду высот.

В зависимости от геологических соотношений и условий залегания грунтовых вод достаточно лишь к одной стороне подсоединить ведущее на поверхность щелевое пространство, чтобы капсюлирование было достаточным. По предпочтительной форме выполнения изобретения главный штрек подсоединяется к ведущему на поверхность щелевому пространству с обеих сторон. Благодаря этому под хранилищем оборудуется гидроизоляционная конструкция в форме корпуса корабля.

В частности, имеется много возможностей других вариантов изобретения. Так, например, главный штрек перед и позади хранилища подсоединяется к шахтам, которые веду на поверхность. Здесь можно осуществить перекрытие со стороны добавочного тора и конечного торца с помощью стенок щели. Предпочтительный вариант выполнения изобретения отличается тем, что главный штрек перед и сзади хранилища подсоединен к стоящим под уклоном шахтам и/или к наклонным участкам штрека, которые ведут на поверхность земли. Далее считается, что главный штрек и/или шахты и/или наклонные участки штрека закреплены с помощью горнопроходческой техники. В форме выполнения способа по изобретению, при котоpой введено гидроизоляционное сооружение в виде корпуса корабля, можно отказаться от стенок щели, опущенных с помощью техники подземных разработок, а в случае необходимости - также от шахт.

Горнопроходческие работы можно проводить с помощью оправдывающих себя устройств и машин. Так, например, один из вариантов выполнения изобретения отличается тем, что при эксплуатации в условиях сплошного забоя работа проводится с цепным скребковым транспортером, по транспортирующему желобу которого направляется врубовая машина, причем приводные агрегаты для цепного скребкового транспортера и врубовой машины расположены в области образованного заранее входного отверстия забоя на поверхности земли, и что при эксплуатации в условиях сплошного забоя к желобу транспортера подсоединяются стойки шагающей крепи, которые регулируются в соответствии с размерами перемещающейся разработки лавы, следуя за прогрессирующей отбойкой породы. При этом к стойкам шагающей крепи можно подсоединить вспомогательные короба в виде стоек шлагающей крепи, которые сооружены для размещения гидроизоляционных конструктивных элементов, например, в форме гидроизолирующей пленки, причем гидроизолирующие элементы, например, в виде гидроизолиpующей пленки, размещаются во вспомогательных ящиках, а также вместе с забутовочным материалом направляются с поверхности и вводятся в щелевое пространство.

Другая форма выполнения изобретения по технологии горных разработок отличается тем, что в действующем очистном забое работают в каждом случае с добычной машиной по типу добычного геликса, которая имеет добычной шнековый агрегат и примыкающие к главному штреку крепежные короба в виде станка крепи, а также транспортирующие устройства для отбитой породы, что добычной геликс с помощью тяговых органов, которые проведены в одной или нескольких вспомогательных скважинах на поверхность земли, направляется в участке добычного забоя и что забутовочный материал, а также гидроизолирующие элементы и/или дренажные элементы вводятся в соответствующий свободно разрезанный участок добычного забоя через его входное отверстие с земной поверхности. При этом в свободно разрезанном участке добычного забоя могут быть расположены утраченные элементы крепи, которые одновременно могут воспринимать и/или направлять гидроизолирующие конструктивные элементы и/или дренажные элементы.

Других преимуществ можно достичь благодаря тому, что работы проводятся с помощью добычных машин, которые свободно прорезают в породе канавы, причем в канавы с земной поверхности вводятся дренажные элементы в виде дренажных труб.

На фиг.1 представлен продольный разрез через хранилище с главной горизонтальной разработкой (штреком); на фиг.2 - то же, с обозначенными действующими очистными забоями (лавами); на фиг.3 - узел I на фиг.2; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - то же, вариант; на фиг.6 - то же, вариант; на фиг.7 - то же, вариант; на фиг.8 - вид В на фиг.3.

На фиг.1 и 2 видно хранилище 1, которое заложено обычным образом. Необходимо оградить это хранилище окружающим его в достаточной степени гидроизолирующим сооружением.

В осевом направлении в области середины под хранилищем 1 производилась выработка главного штрека 2. Он служит для отвода полученной при выработке щелевого пространства 3 породы и для дальнейшего ее перемещения. К главному штреку 2, начиная от одного конца штрека, примыкают сходящие по обе стороны поперек главного штрека, ведущие под уклоном вверх щелевые пространства 3 (фиг.2).

К главному штреку подсоединены перемещающиеся действующие очистные забои, которые рядом с хранилищем 1 посредством находящегося на поверхности входного отверстия 4 забоя выходят наружу. В этих действующих очистных забоях работают машины для очистки забоев, а именно добычная машина 5, транспортирующее устройство 6, крепежные устройства 7 и закладочные устройства 8. Полученная с помощью добычных машин 5 порода с помощью транспортирующего устройства 6 направляется в главный штрек 2 и по нему выносится на поверхность земли (стрелка на фиг.2). Далее, вводится, по меньшей мере, забутовочный материал 9 гидроизолирующего сооружения через расположенное на поверхности земли отверстие 4 забоя в щелевое пространство 3. Главный штрек 2 перед и сзади хранилища 1 имеет расположенные под уклоном шахты 10 или наклонные участки штрека, которые ведут на поверхность земли (фиг.1). Главный штрек 2 и/или шахты 10 и/или наклонные участки штрека построены с помощью горнопроходческой технологии. Под хранилищем 1 возникает гидроизоляционное сооружение в форме корпуса корабля (фиг.1, 2).

В действующем очистном забое работают сцепным скребковым транспортером (устройством 6), в желобе 11 которого в качестве добычной машины перемещается врубовая машина. Приводные агрегаты для цепного скребкового транспортера и врубовой машины 5 находятся в области заранее изготовленного входного отверстия 4 забоя (фиг.2), находящегося на поверхности земли. В действующем очистном забое к транспортному желобу 11 в качестве крепежных устройств примыкают стойки шагающей крепи (устройство 7), которые могут регулироваться в соответствии с размерами перемещающейся действующей лавы, следуя за прогрессирующей добычей породы. К стойкам шагающей крепи (устройства 7) в качестве закладочных устройств подключены вспомогательные станки (устройства 8) в виде стоек крепи, которые устроены для закладки и гидроизолирующих конструктивных элементов, причем уплотнительные конструктивные элементы размещаются во вспомогательных станках (8) в виде гидроизолирующей пленки 12. Они вводятся, как и забутовочный материал 9, с земной поверхности и заполняют щелевое пространство 3. Забутовочный материал 9 вводится со стороны пневматической закладки (фиг.4). Работа производится с помощью добычной машины 5, которая свободно прорезает канавки 13 в породе. В канавки 1 в земной поверхности вводятся дренажные элементы в виде дренажных труб 14. Забутовочный материал 9 имеет строение уплотнительной смеси и вводится в качестве уплотнительного слоя. Дополнительная гидроизоляция достигается с помощью гидроизолирующей пленки 12, которая, например, представляет собой полосы пластмассы. Фильтрационные воды поступают в дренажные трубы 14 и направляются в главный штрек 2.

На фиг.6 и 7 показана система шагающих стоек крепи (устройства 7) с горизонтальными полозьями 15 и подвесным верхняком 16 по типу стоек крепи очистного забоя горнопроходческого подземного предприятия, машинный агрегат, состоящий из цепного скребкового транспортера (устройства 6) и перемещаемой по нему добычной машины 5 с режущими барабанами 17, и устройство 18 для ввода забутовочного материала 9, которое со стороны закладки имеет примыкающий к соответствующей стойке шагающей крепи опорный короб кровли 19 с закладочным щитом 20 и направляющие трубы для забутовочного материала 21. Стойки шагающей крепи (устройства 7) могут регулироваться в соответствии с величинами продвижения впереди щелевого пространства. Опорные короба кровли (устройство 19) шарнирно подсоединены к стойкам шагающей крепи вокруг перпендикулярной относительно направления проходки и лежащей в плоскости проходки оси. Опорные короба с закладочными щитами подсоединены к опорным коробам кровли (с одной степенью свобод догоняющего шага Nachholxhriff-Frliheifsgard) и с помощью конструкции поршня-цилиндра 22 для (обеспечения) запаздывания (в соответствии с данными величин заданной толщины вводимых в направлении проходки слоев забутовочного материала могут подаваться с наверстыванием (nachholbar).

На фиг. 6 и 7 видно, что стойки шагающей крепи (устройства 7) в каждом случае со стороны закладки имеют приемное устройство для бухт для рулонов уплотнительной пленки 23, и пленка 12 через щель направляется к обращенному к стороне закладки концу подвесного верхняка 16 стойки шагающей крепи (устройство 7) и к подсоединенному опорному коробу кровли и примыкающему к нему опорному коробу для закладки щитов, а также благодаря этому в забутованное щелевое пространство 3.

Опорные короба кровли (устройство 18) и опорные короба 19 с закладочными щитами выполнены в виде крепежных стоек забоя с горизонтальными полозьями 15 и подвесным верхняком 16. Подвесной верхняк 16 оснащен конструкцией подъемный цилиндр-поршень 24. Подвесной верхняк 16 опорных коробов кровли (устройстве 18) на стороне закладки и подвесной верхняк 16 опорных коробов 19 с закладочными щитами со стороны направления проходки с направляющими элементами 25 входят друг в друга, подобно гребенке, и благодаря чему осуществляется степень свободы с наверстыванием (Nachhol-Freiheifsgard).

Фиг.8 поясняет, что способ по изобретению может проводиться также с помощью других добычных машин. В действующих очистных забоях работают в каждом случае с добычной машиной 5 с добычным геликсом 26 (gewinnunhshelix), которая имеет примыкающие к главному штреку, выполненные в виде стоек крепи крепежные стенки 27, а также транспортирующие устройства 28 для добытой породы. Добычной геликс (gewinnungshelix) 26 перемещается с помощью тяговых органов 29, которые проходят на поверхность земли в одном или нескольких вспомогательных отверстиях. Забутовочный материал 9, а также уплотнительные конструктивные элементы и/или дренажные элементы вводятся в соответствующий свежеразрезанный участок добычного забоя через его входное отверстие 4 с поверхности земли.

Формула изобретения

1. Способ ограждения хранилища отходов с помощью гидроизолирующего подземного устройства, охватывающего хранилище снизу и окружающего его со всех сторон, включающий проходку вдоль продольной оси хранилища и под ним с помощью технических средств, используемых при горных разработках гидроизоляционного главного штрека и примыкающих к нему по меньшей мере с одной стороны щелевых пространств, направленных к земной поверхности и заполненных забутовочным материалом и/или уплотняющими элементами, и/или дренажными элементами, отличающийся тем, что щелевые пространства проходят в поперечном по отношению к главному штреку направлении, при этом одни концы щелевых пространств соединяют с главным штреком, а другие выводят на земную поверхность, проходку щелевых пространств осуществляют очистным забоем с помощью машин для очистной выемки, транспортирующего устройства и крепи с перемещением забоя от главного штрека к земной поверхности с выходом на нее, полученную при проходке щелевых пространств породу с помощью транспортирующих устройств через устья забоя направляют в главный штрек и выносят по нему на поверхность земли, причем забутовочный материал гидроизолирующего сооружения вводят в щелевое пространство через входное отверстие с поверхности земли.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при наличии шахт, имеющих выход на земную поверхность, главный штрек впереди и сзади хранилища соединяют с указанной шахтой.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что при наличии наклонных шахт и/или наклонных штреков с выходом к земной поверхности, главный штрек соединяют с наклонной шахтой и/или участками наклонного штрека.

4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что главный штрек и/или шахту, и/или участки наклонного штрека крепят используемыми при горных разработках средствами.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что щелевые пространства проходят с обеих сторон главного штрека, при этом формируют гидроизолирующее сооружение в форме корпуса корабля.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в действующем очистном забое транспортировку породы осуществляют с помощью цепного скребкового транспортера, в желобе которого перемещают врубовую машину, причем приводные агрегаты для транспортера и врубовой машины располагают на земной поверхности в области образованного заранее входного отверстия для забоя и что в очистном забое к желобу транспортера присоединяют стойки шагающей крепи, положение которых регулируют в соответствии с размерами перемещающегося очистного забоя вслед за выемкой породы.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что к стойкам шагающей крепи подсоединяют вспомогательные короба в виде стоек крепи, в которых размещают уплотнительные конструктивные элементы и забутовочный материал, при этом последний вводят с земной поверхности в щелевые пространства.

8.Способ по пп.1 - 5, отличающийся тем, что в действующем очистном забое выемку породы осуществляют с помощью врубовой машины с рабочим органом в виде шнекового агрегата, имеющего примыкающие к главному штреку короба крепи типа стоек крепи, при этом рабочий орган врубовой машины с помощью тяговых органов, которые располагают в одной или нескольких вспомогательных скважинах, проводимых с земной поверхности, перемещают в участке выемки породы, при этом забутовочный материал, уплотнительные элементы и/или дренажные элементы вводят в выработанное пространство через входное отверстие с поверхности земли.

9.Способ по пп.1 - 8, отличающийся тем, что добычными машинами в породе прорезают канавки, в которые с поверхности земли вводят дренажные элементы в виде дренажных труб.

10. Установка для ограждения хранилища отходов с помощью гидроизолирующего подземного устройства, охватывающего хранилище снизу и окружающего его со всех сторон, содержащая машинный агрегат, состоящий из врубовой машины с режущими барабанами, установленный с возможностью перемещения на цепном скребковом транспортере, и секций шагающей крепи, содержащих связанные гидростойками горизонтальные полозья и подвесные верхняки для крепления горных выработок, установленных с возможностью перемещения за врубовой машиной вслед за очистным забоем по мере проходки щелевого пространства и устройство для введения забутовочного материала со связанными со стойками и завальными концами верхняков горизонтальными шарнирами, оси которых перпендикулярны направлению проходки, опорными коробами кровли, соединенными с опорными закладочными коробами, имеющими закладочные щиты и трубы для подачи забутовочного материала, и установленными с возможностью перемещения посредством гидроцилиндров на шаг передвижки в зависимости от заданной толщины вводимых слоев забутовочного материала, отличающаяся тем, что стойки шагающей крепи на стороне закладки снабжены приемным устройством для катушек или бухт для рулонов уплотнительной пленки, которая расположена с возможностью перемещения через щель между завальным концом верхняка и забойным концом опорного короба кровли и далее по опорному коробу кровли и примыкающему к нему закладочному коробу в забутованное щелевое пространство.

11.Установка по п.10, отличающаяся тем, что опорные короба кровли и закладочные короба выполнены в виде стоек крепи с горизонтальными полозьями и дополнительным подвесным верхняком, оснащенным гидроцилиндром.

12. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что дополнительный верхняк опорных коробов кровли со стороны закладки и дополнительные верхняки закладочных коробов с забойной стороны выполнены с направляющими элементами, установленными один в другом по типу гребенок с возможностью перемещения на шаг передвижки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8