Способ сооружения подземных выработок в слабоустойчивых и неустойчивых породах

,0 1)4 Е 2 ННЫЙ КОМИТЕТНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ГОСУД АРСТПО ИЗОБРЕТЕПРИ ГКНТ С Я 1 АНИЕ ИЗОБРЕТ ПЬСТВ пецкцион Нед(71) Специализированный проектноизыскательский институт "Гидроспроект"(56) Заславский 13,3. и др, Инъеное упрочнение горных пород. И,ра, 1984, с.159-162.Там же, с,142-143.(57) Изобретение относится к горнделу, в частности к способам прохки шахт, гидротехнических и транспортных тоннелей. Цель изобретенисокращение сроков строительства иснижение затрат на крепление. Дляэтого по контуру выработки 1 буря 80147965 скважины . Скважины 2 бурят на глубину, превышающую зону 4 влияния выработки 1 на первичное напряженно- деформированное состояние пород массива. За пределы эоны 4 влияния нагнетают сгяэующий состав 3 с предварительно стабилизированными объемными свойствами, например ПАВ. Связующий состав 3 включает два связующих вещства с различным временем отверждения. При этом проходку выработки 1 осуществляют после отвержд: ния одного иэ вяжуцпх веществ связующего состава 3, Это приводит к тому, что породы 5 приобретают большую прочность и устойчивость. Зону 4 влияния выработки 1 на первоначально деформированное состояние пород массива определя.от иэ условия: 1 -" Н д(45/2), где ц - угол внутреннего трения в породе; Н - высота подземной выработки. Затем осуществляют возведение крепи. 2 э.п. Л-лы, 1 ил.Изобретение относится к горномуделу, в частности к способам проходки шахт, гидротехнических и транспортных тоннелей, камер и другихподземных выработок в слабоустойчивых и неустойчивых породах.Целью изобретения является сокращение сроков строительстра и снижениезатрат на крепление. 10На чертеже приведена схема реализации описываемого способа.Способ осуществляется следующимобразом,По контуру выработки 1 бурят 15скважины 2, затем в них нагнетаютсвязующий состав 3 и проходят выработку 1 с последуюцим возведениемкрепи, Скважины 2 бурят на глубину,превышающую зону 4 влияния выработки 201 на первоначальное напряженно-деформированное состояние массива, и запределы указанной зоны 4 производятнагнетание связующего состава 3 спредварительно стабилизированными 25объемными свойствами, например ПАВ,включающего по крайней мере два вяжущих вещества с различным временемотверждения. В качестве таких вяжущих веществ могут быть использованы 30синтетические смолы, жидкое силикатное стекло, цемент, гипс,известь,битум и т.д., предпочтительно полиэфируретановые, эпоксидно-фурановыегипсополимерные связующие составы.Состав готовят путем смешивания двухвяжущих веществ в специальных смесителях. Далее стабилизируют объемныесвойства связующей смеси путем введения поверхностно-активных веществ 40(алкилсульфонатов), т.е, предотвращают расслаивание их под действиемгравитационных сил или физико-химических процессов (сорбции) во времядальнейшего нагнетания. Нагнетание 45связующего состава 3 производят толь"ко за пределы указанной зоны 4, Этообъясняется тем, что за пределамиэоны 4 порода, 5 сохраняет естественное напряженно-деформированное состояние и еце не возникают растягивающие напряжения, При упрочнении такойпороды, находящейся в естественномсостоянии, обеспечивается ее работав благоприятном режиме с точки зрения напряженного состояния впоследствии при проходке выработки 1.Проходку выработки 1 осуществляютпосле отверждения одного из вяжущих веществ связующего состава 3 до отверждения другого вяжущего вещества, После отверждения одного из вяжущих веществ состава 3 порода 5 приобретает большую прочность и устойчивость за счет сокращения количества пор и трещин, ранее заполненных газом и водой. Эта прочность обеспечивает воэможность проходки выработки 1;без заметных нарушений и вывалов породы 5. Однако изменения в напряженно- деформированном состоянии массива все же происходят, что в конечном итоге (за время эксплуатации подземной выработки 1) может привести к нарушению ее устойчивости. Вместе с породой 5 деформируется связующий состав 3 как элемент единой системы порода - крель. В первой полимерной сетке, образованной отверждением первого вяжущего вещества, накапливаются напряжения, в то время как второе вяжущее вещество находится в вязкотягучем состоянии, при котором напряженное состояние невозможноЧерез определенное расчетное время после проходки выработки отверждается второе вяжущее вещество, но уже после возникновения определенной деформации породы 5. Таким образом, вторая полимерная сетка начинает работать в напряженном режиме, при этом прочность и долговечность выработки увеличиваются. Кроме того, благодаря наличию в связующем составе 3 второго вяжущего вещества, которое в первый момент времени играет роль пластификатора, в связующем составе 3 снижаются внутренние напряжения, что сказывается на когезионной прочности связуюцего. состава 3, 1Зону 4 влияния выработки 1 на первоначальное напряженно-деформированное состояние пород массива определяют иэ условия:Р = Н К (45 -- - )о2где р - угол внутреннего трения впороде, град;Н - высота подземной выработки, м.Выбор зоны 4 такой длины обуславливается тем, что любая порода 5 имеет свои физико-механические характеристики, определяющие устойчивость массива. Главным образом на устойчи1479 б 58 вость массива оказывает влияние такназываемый угол внутреннего тренияпороды 5 (угол 4). С учетом этогоугла по геометрическим законам можноустановить длину зоны 4 влияния выработки 1 на первоначальное напряженно-деформированное состояние массива,Формула изобретения 1 = Н сд (45 --- )о2 Составитель Л,Березкина Редактор И,Рыбченко Техред М.Ходанич Корректор И,КелемешЗаказ 2517/33 Тираж 450 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственв.-иэцагельский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 1. Способ сооружения подземных выработок в слабоустойчивых и неустойчивых породах, включающий бурение скважин по контуру выработки, на гнетание в них связующего состава и проходку выработки с последующим возведением крепи, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью сокращения сроков строительства и снижения за О трат на крепление, скважины бурят на глубину, превышающую зону влияния выработки на первоначальное напряженно-деФормированное состояние пород массива, и нагнетают в скважины сос тав, состоящий из двух вяжущих веществ с различным временем отверждения, при этом проходку выработки 1осуществляют после отверждения одного из вяжущих веществ до отверждения другого,2, Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что величину эоны влияния выработки на первоначальное напряженно-деформированное состояние пород массива определяют иэ условия: где цФ - угол внутреннего тренияв породах;Н - высота подземной выработки, м.3. Способ. по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что для нагнетания используют состав с предварительно стабилизированными свойствами, например ПАВ.