Способ закрепления грунтов

ОП ИСАНИЕизовеетенияК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 15.03.83. Бюллетень М 10Дата опубликования описания 15 03 83 вф аелам изобретений и еткрытий(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно. исследовательский и проектно-коистррсторскийинститут по осушению месторождений полезных. ископаемых,(54) СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ 1Изобретение относится к строительству в сложных гидрогеологических условиях, вчастности к закреплению грунтов, преимущест. венно при проходке подземных выработок.Известен способ закрепления просадочных грунтов, включающий бурение скважин, нагнетание через них силиката натрия (.Недостатками данного способа являются высокая вязкость силиката натрия, сложность управления скоростью протекания реакции твердения и относительно быстрое старение материала с потерей прочности грунта, что исключает его применение для долговременного закрепления грунта, особенно при про. ходке подземных выработок.Наиболее близким к предлагаемому явля. ется способ закрепления грунтов при проходке подземных выработок, включающий об. разование расположенных в направлении проходки скважин, нагнетание через них в ограниченную контуром выработки зону силикат. ного раствора и синтетической смолы с от вердителем - в зону эа пределами контуравыработки 12 . 2Недостаток указанного способа заключаетсяв низкой прочности грунта в переходном слое между зонами, закрепленными силикатным раствором и синтетической смолой, из-за нахож.дения в этом слое непрореагировавшего силиката натрия, повышающего показатель рН, в. результате избыточная щелочь нейтрализуетотвердител смолы, что приводит к прорыву по этому слою грунтовых вод и снижает на.дежность закрепления грунта вокруг подземной 1 Овыработки, в результате этого скорость про.ходки выработки снижается.Цель изобретения - повышение скоростипроходки,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему образование в направлении проходки скважин, нагнетание через низ в ограниченную контуром выработки зону силикатного раствора и синтетической смолы с отвердителем - в зону за пределами контура выработки, после нагнетания в зону силикатного раствора осу.ществляют введение по ее внешней границе вещества, снижающего кислотность закреплея3 1004 ного силикатным раствором грунта, с образо.васпсем переходного слоя.На фиг. 1 изображена схема подачи эакреп. ляющего раствора через внутриконтурные сква. жины и закрепленный этим раствором массив; на фпг. 2 - схема подачи нейтрализующего раствора через эаконтурные скважины; на фиг. 3 - схема подачи закрепляющего раствора в законтурную зону горной выработки с образованием переходного слоя. 6Способ осуществляют следующим образом,527 4Прочность образцов на сжатие закрепленногопеска массива 4 составляет 8 - 10 кг/см, за.крепленного грунта в зоне 10 - 30 - 35 кг/см,и в переходном слое 5 - 10 - 15 кг/см. В контрольном опыте беэ операции нейтрализациипрочность закрепленного грунта составляет0,5 - 1 кг/см, т.е. прочность повышается в10 - 20 раз.Использование предлагаемого способа закрепления грунтов обеспечивает надежныйконтакт между закрепленными зонами с раэ.личными химическими свойствами, что исклю.част возможность прорыва воды в выработкуи тем самым повышает темпы проходки выработки, а также позволяет применять смолы,ранее не рекомендуемые в таких условияхиз- эа санитарно- гигиенических .соображений.Все это обеспечивает Широкую область применения предлагаемого способа нри проходкевыработок и сложных гидрогеологических условиях, когда необходимо получить прочнуюоболочку за контуром выработки и легкоразрабатываемый массив внутри контура выра.ботки,Формула изобретенияСпособ закрепления. грунтов, преимущественно при проходке подземных выработок, вклю.чающий образование в направлении . проходкискважин, нагнетание через них в ограниченнуюконтуром выработки зону силикатного раство.ра и синтетической смолы с отвердителемв зону за пределами контура выработки, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения проиэводисельности, после нагнетания взону силикатного раствора осуществляют введение по ее внешней границе вещества, снижающего кислотность закрепленного силикатнымраствором грунта, с образованием переходного слоя. Из горной выработки 1 в пределах ее кон.тура бурят скважины 2 и насосом (не показан) нагнетают в направлении стрелки 3 силн.,кат натрия и хлористый кальций. Силикатнатрия, реагируя с хлористым кальцием, обра.зует силикагель, который скрепляет несвязанньсе грунты внутри контурного массива 4.Непрореагировавший силикат натрия за кон.туром 1 образует зону 5. Затем в зоне 6 законтуром вьсработки 1 бурят скважины 7 ианалогичным образом закачивают под давле.нием нейтрализующий раствор в направлениистрелки 8, снижая водородный показатель рНзакрепленного грунта зоны 5 до величины( 8.В качестве нейтрализующих агентов используют кислый отвердитель смол или слабыерастворы щавелевой кислоты, хлористого каль 1 ля и др. Продолжительность операции нагне 36.ания нейтрализующих растворов составляет- 2 мин. Во время последующей подачи за.крепляющего раствора 9 с отвердителем черезге же скважины 7 нейтрализуюший раствор.;тжимается в зону 5, Этой операцией дости. Игают прочноезакрепление массива 10,П р и м е р, В промышленном эксперименте при проходке горизонтальной горной выработки 1 с обводненным песком внутри ееконтура производят закрепление песка, используя известные средства, путем двухрастворнойсиликатизации, при этом в зоне 6 нагнетанияиспользуется смола УКС - А с 3%-ным раствором НС в качестве отвердителя, а в качественейтрализующего агента используют также 453%-ный раствор НС 1. Источники информации.принятые во внимание при экспертизе1. Костерин Э, В. Основания и фундаментьс. М "Высшая школа", 1978, с. 135 - 139.2, Фатеев Н, Т., Власов Н. Г. Совершенствование технологии закрепления массива пород при проходке горных выработок, выл. 23, Белгород, ВИОГЕМ, 1977, с. 124 - 129.1004527 Составитель А. ПрямТехред А.Бабинец едактор А. Гульк аказ 1815/38 сное иал ППП "Патент" Тираж 671 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 035, Москва, Ж - 35, Раушская набд. 4/5