Способ крепления уступа карьера в условиях вечной мерзлоты

 

Способ предназначен для использования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых в условиях вечной мерзлоты. Сущность способа состоит в том, что производят анкерное закрепление массива породы и его упрочнение инъецированием полимерными смолами. Закрепление замковой части трубчатых анкеров производят за зоной сезонного протаивания пород путем заполнения замковой части твердеющим раствором. Инъецирование зоны сезонного протаивания пород полимерными смолами осуществляют через перфорацию в трубах. Устья трубчатых анкеров закрывают при положительных температурах окружающей среды, а при отрицательных температурах - открывают и размещают в них полимерные трубки меньших диаметра и длины. Способ позволяет повысить устойчивость уступов карьеров в условиях вечной мерзлоты. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых.

Известен способ крепления уступа карьера, включающий бурение вертикальных и наклонных с горизонту скважин с попарным соединением забоев, охлаждение пород холодным воздухом, намораживание льдогрунтового массива и нанесение теплоизоляционного слоя (Колыма, 1992, N 6, стр. 14).

Недостатком данного способа является значительный объем капитальных работ и невозможность дополнительного подзамораживания массива, что снижает его устойчивость в летне-осенний периоды.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату является способ крепления уступа карьера, включающий анкерное закрепление массива породы и его упрочнение инъецированием полимерными смолами ("Устойчивость бортов и осушение карьеров" Арсентьев А.И. и др. М., Недра, 1982, стр. 100 - 102).

Способ не обеспечивает достаточной устойчивости уступа при его использовании в условиях вечной мерзлоты.

Целью изобретения является повышение устойчивости уступов на карьерах, работающих в условиях вечной мерзлоты.

Поставленная цель достигается тем, что в отличие от известного способа, включающего анкерное закрепление массива и его упрочнение инъецированием полимерными смолами, в предлагаемом способе замковую часть трубчатых анкеров раскрепляют за зоной сезонного протаивания пород и заполняют твердеющим раствором, а инъецирование зоны сезонного протаивания пород осуществляют через перфорацию в трубах. Кроме того, при положительных температурах среды закрывают, а при отрицательных температурах среды открывают устья трубчатых анкеров и размещают в них полимерные трубки меньших диаметра и длины.

Способ поясняется рисунками. На фиг. 1 изображен общий вид крепления уступа; на фиг. 2 - вертикальный разрез по плоскости трубчатого анкера.

Способ заключается в следующем. Определяют зону сезонного протаивания пород уступа 1, которая по данным наблюдений достигает 3 - 6 метров. В зависимости от величины зоны сезонного протаивания пород определяют длину замковой части анкера 2, достаточную для удержания анкером массива пород. По расчетной схеме уступ обуривают скважинами. В скважинах раскрепляют трубчатые перфорированные анкера 3 известными способами. Замковую часть трубчатого анкера 2, расположенную за зоной сезонного протаивания пород 1, заполняют твердеющим раствором и перекрывают с помощью забойки 4. В качестве твердеющего раствора используют полимерные смолы или цементные смеси. Прочностные свойства мерзлого массива пород снижаются вследствие вытаивания льда, играющего роль цементирующего состава в трещинах и породах. Поэтому после набора нормативной прочности твердеющим раствором зону сезонного протаивания пород 1 через перфорацию в трубчатом анкере под давлением инъецируют полимерными твердеющими смолами. Перед инъецированием упрочняемый массив промывают водой от льдопородной мелочи. Все работы проводят при положительной температуре среды в конце летнего периода. При отрицательной температуре среды устья трубчатых анкеров открывают и помещают в полую часть анкеров полимерные трубки 5 меньших диаметра анкера и длины зоны сезонного протаивания пород, не доводя до забойки 4. Это выполняется с целью циркуляции холодного воздуха в анкере. При сезонной смене температуры на положительную устья трубчатых анкеров перекрывают пакерами 6, а при необходимости пространство трубчатого анкера заполняют охлаждающим составом (фреон, азот).

Кроме того, на поверхность упора могут наносить теплоизолирующий, светоотражающий экран.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет по сравнению с прототипом повысить устойчивость бортов карьера в условиях вечной мерзлоты.

Формула изобретения

1. Способ крепления уступа карьера в условиях вечной мерзлоты, включающий анкерное закрепление массива породы и его упрочнение инъецированием полимерными смолами, отличающийся тем, что замковую часть трубчатых анкеров раскрепляют за зоной сезонного протаивания пород и заполняют твердеющим раствором, а инъецирование зоны сезонного протаивания пород осуществляют через перфорацию в трубах.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при положительных температурах среды закрывают, а при отрицательных температурах среды открывают устья трубчатых анкеров и размещают в них полимерные трубки меньших диаметра и длины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2