Комплекс сооружений, создаваемый в несколько очередей строительства в области грунтовых вод горного массива под захоронением отходов, и способ изготовления комплекса сооружений

 

Изобретение относится к области защиты подземных сооружений от воздействия грунтовых вод. Комплекс сооружений включает расположенные под хранилищем сервисный штрек, щелевые пространства и гидроизолирующие слои. Он имеет ряд дренажных скважин с введенными в них дренажными трубами. Скважины сообщены с земной поверхностью, расположены под острым углом к вертикальной оси штрека и соединены с последним. Гидроизолирующий слой размещен вокру дренажных труб. Щелевые пространства выполнены под уплотнительным слоем. Способ изготовления комплекса включает три очереди строительства. В первую очередь сооружают сервисный штрек и дренажные скважины. Во вторую очередь в горную породу, окружающую обсадные трубы в скважинах, через их дренажные отверстия впрессовывают материал уплотнения. В третью очередь вырабатывают щелевые пространства и вводят в них уплотнительную закладку. Породу от проходки последних через сервисный штрек выносят на поверхность. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение касается комплекса сооружений, создаваемого в несколько очередей строительства, в области грунтовых вод горного массива под хранилищем отходов для ограждения хранилищ отходов и изготовления такого комплекcа сооружений. Ограждение хранилища отходов предназначено, в частности, для изоляции загрязняющих веществ отходов с помощью подземного гидроизолирующего сооружения, например от грунтовых вод.

Известен способ, согласно которому параллельно главному штреку вырабатывается щелевое пространство с помощью соответствующего аппарата для щитовой проходки. Одновременно сооружается уплотнительное основание. Добываемая со стороны проходки порода спрессовывается на стороне закладки позади аппарата. Излишняя порода выносится на земную поверхность. Стекающая по уплотнительному основанию фильтрационная вода может отводиться через главный штрек. По обе стороны хранилища и под ним вырабатываются два проходящих в продольном направлении хранилища штрека. С помощью машин для очистных забоев вырабатывается проходящее в основном по горизонтали или с некоторым уклоном по отношению к горизонтали щелевое пространство, которое не выводится на поверхность земли. Входное отверстие забоя и устье забоя примыкают к штрекам. Штреки примыкают к шахтам.

Известное техническое решение является дорогостоящим и, несмотря на большие технологические затраты, не удовлетворяет требованиям технологии гидроизоляции. Фактически под хранилищем сооружается лишь гидроизолирующее основание. Полного капсюлирования не достигается.

Цель изобретения - создать сооружение для ограждения хранилища отходов, для возведения которого не требуется дорогостоящего исследования геологических условий, включая условия залегания грунтовых вод и фильтрационных вод в окружающей среде и под хранилищем, а также создать способ, с помощью которого можно просто и надежно в отношении функционировать создать такое сооружение.

На фиг. 1 дано ограждаемое хранилище отходов со штреками технического обслуживания вдоль комплексов сооружений, вертикальный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (с сооружением первой очереди строительства); на фиг.3 - то же, с сооружением второй очереди строительства; на фиг.4 - то же, с сооружением первой, второй и третьей очередей строительства; на фиг.5 - то же, с другими элементами; на фиг.6 - узел II на фиг.5; на фиг.7 - ограждаемое хранилище, разрез, вторая очередь строительства; на фиг.8 - разрез Б-Б на фиг.7; на фиг.9 - узел I на фиг.4; на фиг.10 - разрез В-В на фиг.9.

Комплекс сооружений включает хранилище 1, сервисный штрек 2, дренажные скважины 3, область 4 грунта рядом с хранилищем; слой 5 уплотнительного материала, щелевое пространство 6 в горной породе под уплотнительным слоем 5, уплотнительную закладку, входное отверстие 8 щелевого пространства 6, находящееся на поверхности устье 9 щелевого пространства, входящее в сервисный штрек, уплотнительный материал 10 щелевого пространства, обсадные трубы 11, тюбинги 12 системы труб, отверстия 13 труб 11 для поступления фильтрационной воды, выходные сопла 14 тюбинга, добычную машину 15 с режущими барабанами 16, транспортирующим устройством 17 и стойками 18 шагающей крепи, стойки 19 шагающей крепи, служащие для введения гидроизолирующей пленки 20.

Первая очередь строительства включает сооружение проходящего вдоль комплекса сооружений штрека технического обслуживания 2, а также по меньшей мере ряда дренажных скважин 3 с введенными в них дренажными трубами, которые проведены из области 4 рядом с хранилищем 1 от земной поверхности вниз с некоторым уклоном к сервисному штреку 2 и впадают в него. Во вторую очередь формируют гидроизолирующий слой 5 из уплотнительного материала, который через дренажные трубы дренажных скважин 3 впpессован в горную породу, причем дренажные трубы погружены в гидроизолирующий слой.

В случае необходимости комплекс сооружений дополняется также сооружением третьей очереди строительства. Сооружение состоит из щелевого пространства 6 в горной породе под уплотнительным слоем 5, которое выработано в виде действующего горнотехнического забоя и забутовано уплотняющей полной закладкой 7. Входное отверстие 8 щелевого пространства 6 находится на поверхности земли, устье 9 входит в сервисный штрек. Сервисный штрек 2 расположен в области середины горизонтальной проекции под хранилищем 1. Дренажные скважины 3 и дренажные трубы примыкают к этому сервисному штреку 2, направляясь в обе стороны на поверхность под острым углом. По обе стороны сервисного штрека 2 расположено по два ряда дренажных скважин 3 и дренажных труб с некоторым расстоянием друг над другом по мере высоты вводимого позже щелевого пространства 6 и с некоторым смещением относительно друг друга. Уплотнительный слой 5 расположен, по меньшей мере, в области нижнего ряда или нижних рядов дренажных скважин 3. Он может быть расположен также дополнительно в области верхнего ряда или верхних рядов дренажных скважин 3. В щелевом пространстве 6 или в щелевых пространствах 6 находится уплотнительный материал 10 и дополнительно гидроизолирующая пленка. Комплекс сооружений в целом представлен на фиг.5 и 6. Дренажные скважины 3 для улавливания фильтрационной воды имеют обсадные трубы 11 и тюбинги 12 системы труб, которые например, применяются обычно при добыче нефти в нефтяных скважинах. Тюбинги имеют отверстия для поступления фильтрационной воды 13. Тюбинги 12 применяют для ухода за внутренним пространством обсадных труб 11 и отверстий для поступления фильтрационных вод 13. Обсадные трубы 11 расположены на некотором расстоянии друг от друга и образуют колодезную решетку, на которую поступают фильтрационные воды, при случае вместе с грунтовыми водами, и вытекают из нее к сервисному штреку 2 или откачиваются. Расстояние между обсадными трубами 11 выбирают таким, что фильтрационные воды, благодаря гидростатическому потенциалу, который существует в каждой точке между обсадными трубами 11 и внутренним пространством обсадных труб 11, а также в остальной окружающей среде вокруг этого места, по гидродинамическим условиям не может проходить через колодезную решетку. Трубы составлены из отдельных состыкованных звеньев обсадных труб 11 и трубных звеньев тюбингов 12. Звенья обсадных труб 11, а также звенья труб тюбингов 12.1 могут вводиться с земной поверхности. По мере подвода звенья обсадных труб могут удаляться из сервисного штрека 2.

Тюбинги 12 имеют очистные устройства для обсадных труб 11 или входных отверстий для фильтрационных вод 13. Тюбинги 12 снабжены как бы входными соплами для промывной воды 14. Промывочная вода при этом подается через тюбинги 12. Через входные отверстия для фильтрационных вод 13 в окружающую горную породу впрессован уплотнительный материал и там образовался гидроизолирующий слой 5, который показан перекрестной штриховкой. Гидроизолирующий слой 5 расположен и рассчитан так, чтобы просачивающиеся воды могли направляться к тюбингам 12 и входным отверстиям 13 для просачивающихся вод.

Можно проводить выработку щелевого пространства. На фиг.9 показано щелевое пространство 6 с частями для очистных забоев. На фиг.9 и 10 показана добычная машина 15 с режущими барабанами 16, транспортирующим устройством 17 и стойками шагающей крепи. Устройства типа стоек шагающей крепи 18 служат для введения гидроизолирующей пленки 20 и уплотнительного материала 10.

Формула изобретения

КОМПЛЕКС СООРУЖЕНИЙ, СОЗДАВАЕМЫЙ В НЕСКОЛЬКО ОЧЕРЕДЕЙ СТРОИТЕЛЬСТВА В ОБЛАСТИ ГРУНТОВЫХ ВОД ГОРНОГО МАССИВА ПОД ЗАХОРОНЕНИЕМ ОТХОДОВ, И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСА СООРУЖЕНИЙ.

1. Комплекс сооружений, создаваемый в несколько очередей строительства в области грунтовых вод горного массива под захоронением отходов, включающий расположенные под хранилищем сервисный штрек, размещенный вдоль продольной оси хранилища, щелевые пространства и гидроизолирующие слои из уплотнительного материала, отличающийся тем, что комплекс снабжен по меньшей мере рядом проведенных с земной поверхности дренажных скважин с введенными в них дренажными трубами, размещенных в области рядом с хранилищем под острым углом к вертикальной оси сервисного штрека и соединенных с ним, при этом последний вместе с дренажными скважинами сооружен в первую очередь строительства, гидроизолирующий слой из уплотнительного материала для строительства второй очереди размещен вокруг дренажных труб, впрессованных в уплотнительный материал в окружающих горных породах, а щелевые пространства выполнены в горной породе под уплотнительным слоем в третью очередь горно-проходческим действующим очистным забоем и шабутованы уплотняющей закалкой.

2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что сервисный штрек расположен в середине горизонтальной проекции хранилища, а дренажные скважины с дренажными трубами примыкают к нему по обе стороны под острым углом к земной поверхности.

3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что на одной или на обеих сторонах сервисного штрека расположены по два ряда дренажных труб, размещенных на расстоянии одна от другой со смещением относительно друг друга.

4. Комплекс по пп. 2 и 3, отличающийся тем, что уплотнительный слой второй очереди строительства расположен по меньшей мере в области нижнего ряда или нижних рядов дренажных скважин и дренажных труб.

5. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен уплотнительной гидроизолирующей пленкой, размещенной в щелевых пространствах третьей очереди строительства.

6. Способ изготовления комплекса сооружений, создаваемого в несколько очередей строительства в области грунтовых вод горного массива под захоронением отходов, включающий проходку под хранилищем сервисного штрека для отвода воды и щелевых пространств и формирование гидроизолирующих слоев из уплотнительного материала, отличающийся тем, что создание комплекса сооружения осуществляют последовательно в три очереди, при этом сервисный штрек сооружают в первую очередь с помощью машины для проходки штреков, при этом с помощью буровой техники дополнительно бурят дренажные скважины, которые оборудуют обсадными трубами, составленными из отдельных звеньев с дренажными отверстиями, во вторую очередь строительства в горную породу, окружающую обсадные трубы, через их дренажные отверстия впрессовывают материал уплотнения, а в третью очередь вырабатывают с помощью добычных машин, транспортирующего устройства и крепи действующим очистным забоем щелевые пространства из сервисного штрека, которые располагают поперек последнего в направлении к земной поверхности с выходом на нее, при этом устье забоев располагают в сервисном штреке, а породу от проходки щелевых пространств с помощью транспортера через устье забоя направляют в сервисный штрек и выносят на поверхность земли, причем после создания щелевого пространства в него через входное отверстие с поверхности земли вводят уплотнительную закладку.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что в обсадные трубы после вытягивания буровых штанг вводят тюбинги для ухода за обсадными трубами.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что в действующем очистном забое работы проводят с помощью цепного скребкового транспортера, по желобу которого перемещают врубовую машину, причем приводные агрегаты транспортера и врубовой машины располагают в области входного отверстия забоя на земной поверхности, а в действующем очистном забое располагают с примыканием к транспортирующему желобу стойки шагающей крепи, которые регулируют по мере перемещения действующего забоя, следуя за опережающей выемкой породы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10