Способ подготовки гидроизолирующей перемычки к эксплуатации в аварийной ситуации

 

Использование: в горной промышленности, для быстрого и надежного отделения затапливаемого участка от рабочей части шахтного поля. Сущность изобретения: для конкретных горно-технических условий предварительно определяют тип и количество стандартных гидроизолирующих элементов, образующих перемычку. Затем производят контрольно-монтажную сборку перемычки во врубе, закрепляют в нем твердеющим материалом гидроизолирующие элементы, расположенные по контуру выработки. Осуществляют дополнительное уплотнение контакта между породой и твердеющим материалом, после затвердения которого перемычку демонтируют, оставляя только закрепленные во врубе гидроизолирующие элементы, к которым при угрозе затопления вновь прикрепляют ранее демонтированные гидроизолирующие элементы. В качестве стандартных гидроизолирующих элементов могут быть использованы тюбинги. После сборки при угрозе затопления осуществляют дополнительное уплотнение стыков между гидроизолирующими элементами. Могут быть возведены две параллельные перемычки с заполнением пространства между ними твердеющим материалом. 4 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предотвращения затопления рудников и шахт при прорыве воды при гидроизоляции горных выработок.

Известен способ возведения шахтной перемычки, включающей сооружение вруба в выработке по ее периметру, закрепление в нем бетоном изолирующего щита [1] Недостаток этого способа необходимость значительных затрат времени на возведение перемычки, что недопустимо в аварийной ситуации.

Наиболее близким к предлагаемым является способ сооружения шахтной гидроизоляционной перемычки [2] заключающийся в следующем. Сначала разделывают кольцевой вруб, во врубе устанавливают арматуру, концы которой заделывают во вмещающие породы, после чего сооружают бетонную стенку, контактирующую с вмещающими породами.

Недостатком этого способа и других известных конструкций перемычек гидроизоляционных и способов их сооружения является то, что возведение их начинается с момента появления угрозы затопления.

Предварительное сооружение гидроизоляционных перемычек известных конструкций и технология их сооружения приводит к исключению горной выработки из эксплуатации. С другой стороны, известные конструкции и технологии строительства подобных перемычек требуют длительного времени на их сооружение, а в аварийной ситуации (угрозе затопления) этого времени может не оказаться.

Цель изобретения сокращение до минимума сроков сооружения гидроизолирующей перемычки после возникновения аварийной ситуации (при угрозе затопления), что обеспечивается поэтапным возведением перемычки при сохранении эксплуатационного назначения горной выработки вплоть до возникновения аварийной ситуации.

Данная цель достигается тем, что в способе сооружения гидроизолирующей перемычки, включающем формирование вруба в выработке, возведение перемычки из гидроизолирующих элементов, для конкретных горно-технических условий предварительно определяют тип и количество стандартных гидроизолирующих элементов, образующих перемычку. Затем производят контрольно-монтажную сборку перемычки во врубе, закрепляют в нем твердеющим материалом изолирующие элементы, расположенные по контуру выработки. Осуществляют дополнительное уплотнение контакта между породой и твердеющим материалом. После затвердения которого перемычку демонтируют, оставляя только закрепленные во врубе гидроизолирующие элементы, к которым при угрозе затопления вновь прикрепляют ранее демонтированные гидроизолирующие элементы. Перемычку возводят, например, из тюбингов, а после сборки перемычки при угрозе затопления осуществляют дополнительное уплотнение стыков между гидроизолирующими элементами. Могут быть возведены две параллельные перемычки, а пространство между ними заполнено твердеющим материалом.

Ранее не осуществлялось двухэтапное сооружение гидроизолирующих перемычек. Предварительный, первый этап осуществляется заблаговременно (до непосредственной угрозы, может быть в период проходки выработки). Конструкция гидроизолирующей перемычки позволяет осуществить предложенный способ ее сооружения и сохранить эксплуатационное назначение горной выработки до наступления второго этапа, возведения элементов гидроизолирующей перемычки, перегораживающих непосредственно выработку (когда возникает угроза затопления). Второй этап сооружения гидроизолирующей перемычки уже требует значительно меньше времени по сравнению с известными конструкциями и технологиями строительства гидроизолирующих перемычек, что особенно важно в аварийной ситуации.

На фиг.1 дана общая схема возведения перемычки; на фиг.2 перемычка, вид сверху; на фиг.3 узел соединения тюбингов, закрепленных во врубе (контурных), с незакрепленными (центрально-съемными).

Способ сооружения гидроизолирующей перемычки предложенной конструкции состоит в следующем.

Осуществляется проходка вруба 1 по периметру горной выработки 2 в том месте, где намечено сооружение гидроизолирующей перемычки (фиг.1). Параметры вруба 1 определяются расчетно и зависят от формы сечения выработки и конструкции элементов (например, тюбингов), составляющих стенку, перегораживающую выработку. Предварительно определяют тип тюбингов или других элементов, их конструктивное соединение в перегораживающую горную выработку стенку, параметры размещены во врубе 1 контурных тюбингов или других составляющих элементов, в зависимости от размеров горной выработки 2, горно-технических и горно-геологических условий и ожидаемого давления (напора) на гидроизолирующую перемычку.

Поверхность созданного вруба 1 обрабатывается определенным составом (например рассолом NaCl, KCl, водоцементным составом и др.) обеспечивающим удаление породной мелочи, пыли и ликвидации возможных микротрещин. Сооружение тела гидроизолирующей перемычки начинается с укладки в нижнюю часть 3 вруба (в почве выработки) по всей его ширине и длине на определенную высоту раствора твердеющего материала. В качестве твердеющего материала для заполнения полости вруба вровень со стенками, почвой и кровлей выработки может быть использован определенного состава бетон, с необходимыми добавками. При этом обеспечивается надежный контакт с вмещающими породами и контурными тюбингами 3 (или другими элементами), которые удерживаются в полости вруба 1 и воспринимают нагрузки от ожидаемого напора в местах заделки перегораживающей стенки (тюбинговой перемычки) во вруб.

На созданное основание в нижней части вруба, устанавливается нижний ряд контурных тюбингов 3. После закрепления бетоном контурных тюбингов 3 нижнего ряда во врубе; осуществляют монтажно-контрольную сборку всей перемычки. Затем закрепляют бетоном во врубе оставшиеся незакрепленные контурные тюбинги 3. После затвердения бетона демонтируют центрально-съемные тюбинги 4, предварительно осуществив их маркировку. Демонтированные центрально-съемные тюбинги 4 складируют в аварийном складе, вблизи от места возведения перемычки.

Соединение незакрепленных во врубе тюбингов 4 между собой производится аналогично соединению стволовой крепи. Для герметизирующих междутюбинговых стыков и болтовых соединений используются свинцовые прокладки (фиг.3). После подтяжки болтовых соединений и расчеканки тюбинговых стыков производится укладка бетона (твердеющего материала) в нижнюю часть вруба.

Возможно поэтапное возведение перемычки, когда первоначально закрепляются контурные тюбинги в нижней части вруба. Затем монтируются второй и последующие ряды закрепляемых (контурных) тюбингов 3. Расчеканка швов и окончательная подтяжка болтовых соединений выполняются только на контурных тюбингах 3, размещаемых по всему периметру горной выработки. Затем выполняются работы по возведению опалубки и укладке бетона в полость вруба и закреплению контурных тюбингов 3. По мере возведения опалубки и бетонирования, согласно расчетной схеме монтируются тампонирующие, опрессовочные, контрольные трубопроводы 5. После дополнительного тампонажа и опрессовки врубовой части гидроизолирующей перемычки, производится демонтаж незакрепленных во врубе тюбингов 4 (перегораживающих горную выработку, кроме контурных) и нумерация их соответствует конрольной сборке. Врубовая часть гидроизолирующей перемычки укрывается щитами, трапами или другими способами защиты сооружения от возможных повреждений.

Сборка перемычки осуществляется таким образом, что выпуклая часть перемычки направлена в сторону возможного прорыва воды (фиг.2). Этим заканчивается первый этап строительства гидроизоляционной перемычки данной конструкции и предлагаемой технологии (способа) строительства. Горная выработка 1 может эксплуатироваться по своему назначению (как вентиляционная, транспортная и др.).

При возникновении аварийной ситуации (угроза затопления) выполняется второй этап сооружения гидроизолирующей перемычки. Он заключается в доставке с аварийного склада тюбингов и других материалов к месту возведения перемычки, монтаж тюбинговой части гидроизоляционной перемычки согласно схемы контрольной сборки и последующей расчеканки тюбинговых стыков.

Подобная конструкция гидроиозирующей перемычки и технология ее сооружения во много раз сокращает время на их возведение в период аварийной ситуации за счет быстрой и надежной гидроизоляции затапливаемого участка, обеспечивается сохранность остальной части шахтного поля.

Формула изобретения

1. Способ подготовки гидроизолирующей перемычки к эксплуатации в аварийной ситуации, включающий формирование вруба в выработке, возведение перемычки из гидроизолирующих элементов, отличающийся тем, что для конкретных горнотехнических условий предварительно определяют тип и количество стандартных гидроизолирующих элементов, образующих перемычку, затем производят контрольно-монтажную сборку перемычки во врубе, закрепляют в нем твердеющим материалом гидроизолирующие элементы, расположенные по контуру выработки, осуществляют дополнительно уплотнение контакта между породой и твердеющим материалом, после затвердения которого центральную часть перемычки демонтируют, оставляя только закрепленные во врубе гидроизолирующие элементы, к которым при угрозе затопления вновь прикрепляют ранее демонтированные гидроизолирующие элементы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гидроизолирующих элементов используют тюбинги.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что тюбинги устанавливают на торцевую часть.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что после сборки перемычки при угрозе затопления осуществляют дополнительное уплотнение стыков между гидроизолирующими элементами.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что возводят две параллельные перемычки, заполняя твердеющим материалом пространство между ними.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3