Способ возведения крепи горных выработок

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советским

Социалистических

Республик («) 985304 л ъЪ,,/ =- : (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено02.07.80 (21) 2953033/22-03 (gq j g+ 3

E 21 0 11/10 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (И) УДК 624, 291 (088. 8) Опубликовано 30.12. 82.Бюллетень Ко 48

Дата опубликования описания 30. 12. 82

В.А. Хямяляйнен, Е.Г. Дуда, Ю.В. Бурков и Г.И. Комаров;: . ":-..".я,.,;.

„./ .< I

Научно-исследовательский институт стройгемьдтва угольных и горнорудных предприятий . " .» f

/ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ КРЕПИ ГОРНЫХ

ВЫРАБОТОК

Изобретение относится к горному делу, а именно к строительству подземных сооружений, в частности к возведению крепи горных выработок в тонкотрещиноватых породах.

Известен способ возведения крепи горных выработок, включагиций возве.дение грузонесущей оболочки и тампонирование пустот за оболочкой тампонажным раствором 1 1).

К недостаткам способа относится неиспользование несущей способности горного массива, необходимость возведения грузонесущей оболочки и его высокая стоимость.

Наиболее близким к предлагаемому является способ возведения крепи горных выработок, включающий установку оболочки с тампонажными отверстиями, бурение скважин и нагнетание в них цементного раствора.

Указанный способ позволяет возводить облегченные .крепи за счет использования несущей способности горного массива, упрочненного нагнетанием цементационного раствора (21.

При упрочнении тонкотрещиноватых горных пород. и пород с ограниченной зоной трещиноватости вокруг выработки невозможно получить качест-венное упрочнение горного массива вследствие отфильтровывания жидкой фазы иэ раствора в процессе течения его по трещинам горных пород.

Цель изобретения — повышение качества крепи и снижение.затрат на ее возведение.

Указанная цель достигается тем, что в способе возведения крепи горных выработок включающем установку оболочки с тампонажными отверстиями, бурение скважин и нагнетание цементационного раствора в них, нагнетание цементационного раствора производят лишь в приконтурную зону массива и отводят отфильтровывающуюся иэ приконтурной эоны и поступающую в пустоты между породным контуром и оболочкой жидкую фазу раствора через тампонажные отверстия в оболочке, а затем тампонируют вышеупомянутые пустоты цементно-песчаным раствором.

На фиг. 1 изображен вертикальный продольный разрез горной выработки; на фиг. 2 — разрез A-A на фиг.1 °

Способ осуществляется следующим образом.

По мере подвигания забоя в выработке устанавливают оболочку 1крепь

985304 или опалубку 1, бурят скважины 2 по контуру выработки. Устанавливают в скважине инъектор 3 (трубу, не доходящую до забоя скважины на 1/3 ее длины ) с герметизатором 4. Если . трещи ны з аполне ны в тори чным матери алом или необходимо определить удельное водопоглощение для определения начальной концентрации цементационного раствора, то производят нагнетание воды в . скважины при известных режимах. Цементационной установкой 5 нагнетают цементационные растворы в скважины, При этом установленная оболочка (крепь или опалубка кроме своего основного назначения служит f5 ,также и предохранительной крепыш на случай, если произойдет непредвиденный гидроразрыв или отслаивание пород под действием давления нагнетания. Давление нагнетания ус- 20 танавливают в зависимости от крепости пород комплексного параметра трещиноватости и принимают в пределах

10-25 кгс/cM 2;

В процессе нагнетания в массив 25 раствора дренирующаяся из массива жидкая фаза раствора 6 и предварительно закачанная .в массив вода растекаются в пространство за оболочкой. Не исключено попадание в это прост- З0 ранство и цементных частиц вследствие каких-либо непредвиденных прорывов раствора. В этом случае цементные частицы растекаются в пространстве за оболочкой вместе с дрениро- 35 ванной водой. При этом вследствие малых скоростей движения цементные частицы будут интенсивно оседать.

Осевший слой 7 впоследствии будет нижней частью будущего тампонажного слоя за оболочкой. Скапливающуюся над осевшей твердой фазой воду периодически удаляют через отверстия

8 в оболочке. В первую очередь выпускают воду через нижние отверстия в оболочке. При появлении в них не- 45 посредственно раствора эти отверстия перекрывают и открывают вышерасположенные. Отверстия в оболочке располагают на расстоянии 2-5 м друг от друга по длине выработки. 50

После упрочнения пород на некотором участке выработки отверстия в оболочке перекрывают и производят нагнетание под. давлением 2-3 кгс/см другого более густого раствора в пусте- 55 ты эа оболочкой, например цементнопесчаного.

В результате реализации предлагаемого способа повышается качество упрочнения горного массива за счет его более плотного заполнения цементом вследствие отфильтровывания жидкой фазы раствора из массива в пространс1 во за оболочкой и последующего ее удаления через отверстия в опалубке. Кроме того, одновременно обеспечивается качество тампонирования пустот между оболочкой и контуром слоя пород. Одновременное повышение качестна упрочнения горных пород и тампонирования пустот эа оболочкой, т.е. повышение качества крепи, позво ляет уменьшить несущую способность оболочки и даже выполнить ее в виде ограждающей конструкции, а также уменьшить глубину зоны упрочнения.

Это приводит к уменьшению физических объемов работ и расхода материалов.

Применение предлагаемого способа позволяет сократить трудоемкость и стоимость крепления на 30-40%, а также производить упрочнение, не ожидая развития интенсивной трещиноватости вокруг выработки, т.е. практически вслед за подвиганием ее забоя.

Формула изобретения

Способ возведения крепи горных выработок, включающий установку оболочки с тампонажными отверстиями, бурение скважин и нагнетание цементационного раствора в них, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с це лью повышения качества крепи и снижения затрат на ее возведение, нагнетание цементационного раствора производят лишь в приконтурную зону массива и отводят отфильтровывающуюся из приконтурной зоны и поступающую в пустоты между породным контуром и оболочкой жидкую фазу раствора через тампонажные отверстия в оболочке, а затем тампонируют вышеупомянутые пустоты цементно-песчаным раствором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 417570, кл. Е 21 0 11/10, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 629347, кл . Е 21 О 11/10, 1970 °

985304

Яъса 2

Составитель Л. Березкина

Редактор Ю. Середа Техред К.Мыцьо Корректор Л. Бокшан

Заказ 10114/45 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4