Способ водоизоляции и укрепления горного массива при сооружении горных выработок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 830 9) (1) ю Е 21011/3 ГОСУДАРСТВЕН ЮЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ яцко весы;5 - водонос 6 - укрепля трещиновэтости7 - полезное ый горизонт;емая зона сопв кровле,вырэбископаемое(уго ствующейки;ь);(71) Специализированное производственное геологическое обьединение по тампонежным и геологоразведочным работам (72) Э.Я.Кипко, Ю,А.Полозов, Ю.Н.Спичек, Г.С.Левчинский, В,Н.Литовченко, А.З,Кипко и В,Л,Шляфер(56) 1. Трупак Н.Г.,Специальные способы проведения горных выработок, М.: Недра, 1976.2,Кипко Э.Я. и др. Комплексный метод тэмпонэжа при строительстве шахт, М.: Недра, 1984, с. 114-115.(54)СПОСОБ ВОДОИЗОЛЯЦИИ И УКРЕПЛЕНИЯ ГОРНОГО МАССИВА Изобретение относится к горному делу и предназначено для водоизоляции и укрепления горного массива при сооружении горных выработок в сложных горногеологических условиях при наличии неустойчивых горных пород.Целью изобретения является повышение качества водоизоляции и обеспечение устойчивости кровли горнойвыработки.Поставленная цель достигается тем, что горный массив над выработкой упрачняют посредством натяга и закрепления на поверхности обсадных колонн, для чего после тампонэжа водоносных горизонтов над горной выработкой, в зоне сопутствующей трещиноватости путем гидроразрыва создают иекуествениые трещины, в которыв под давлением нагнетают тампонажный раствор, а затем (после структурирования раатварэ)(57) Использование: изобретение относится к горному делу и предназначено для водо- изоляции и укрепления горного массива при сооружении горных выработок в сложных горногеологических условиях при наличии неустойчивых горных пород. Сущность - после тампонажа водоносных горизонтов создают путем гидро разрыва в зоне сопутствующей трещиноватости над сооружаемой выработкой искусственные трещины, в которые под давлением нагнетают тампонажный раствор, затем с помощью наземных средств осуществляют натяг и последующее закрепление на поверхности обсадных колонн, при этом гидроразрыв осуществляют вязкопластичным, глиноцементным раствором. 1 ил,осуществляют натяг и закрепление обсадных колонн, При этом гидроразрыв осуществляют вязкопластичным глинвцементным раствором пониженной плотности.На фиг. 1 схематично показан геологический разрыв укрепляемого массива, соответствующий примеру конкретного исполнения.На рисунке и в тексте приняты следующие обозначения:1 - глина;2 - плывун;3 - песчаный сланец;4 - проектный контур изол нной за.ущелтвляют способ в следующей по.1 яяаельности:с поверхности бурят скважины 8 налубину ниже сооружаемой выработки;- скважины 8 обсаживают обсаднымитрубами до кровли сооружаемой выработки;в зоне 6 обсадные трубы перфориру - в зоне сопутствующей трещиноватости 6 путем нагнетания через пакер снизу- вверх тампонажного раствора создают еодоизоляционную темпонажную завесу 4 вокруг сооружаемой выработки;- в зоне 6 над выработкой с целью повышения надежности водоиэоляционной завесы путем нагнетания глиноцементного раствора низкой плотности осуществляют направленный гидроразрыв затампонированной зоны сопутствующей трещиноватости (зона влияния буровзрыеных работ), в результате чего образуются искусственные трещины;- в образовавшиеся искусственные трещины под давлением нагнетают тампонажный раствор повышенной плотности, заполняя таким образом как и вновь образованные искусственные трещины, так и оставшиеся незатампонированными тонкие трещины;- после структурирования раствора с помощью наземных средств (например, буровых лебедок) осуществляют натяг обсадных колонн и последующее их закрепление на поверхности;- после натяжения обсадных колонн в них нагнетают тампонажный раствор, заполняя до отказа (ликвидационный тампонаж).Таким образом, обсадные колонны начинают "работать" как иньекционный напряженный анкер, в результате чего после проведения выработки кровля последней не проседает,Примером конкретного осуществления способа является водоиэоляция и упрочнение горного Массива при проходке главного наклонного ствола шахты "Садкинская" е интервале 130,0-190,0 м,С целью повышения несущей способности масс.ва и предупреждения прорыва обводненного песка был проведен комплекс работ по укреплению массива, в .лючающий следующиГ операции (см. фиг, 1);" бурение с поверхности 17 тампонажных скважин 8 е 3 ряда до кровли выработки, - крепление скв ,",ин обсадными трубами О 108 мм; 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55- выполнение в скважинах комплексагеофизических и гидродинамических исследований с целью уточнения параметров трещиноватости укрепляемого массива;- перфорацию труб в интервале 6;- нагнетание расчетного (10,0-15,0 м)количества глиноцементного раствора екаждую скважину;- разбуривание интервала тампонирования в интервале 6, направленный гидроразрыв глиноцементным тампонажнымраствором плотностью 1230 кгlм;- тампонаж искусственной трещиноватости и тонких водопроводящих трещинвяэкопластичным глиноцементным раствором плотностью 1280 кг/м;- натяг обсадных колонн с помощьюбуровой лебедки, закрепление на поверхности путем бетонирования устья;- ликвидационный тампонажОставление в тампонажных скважинахи последующий натяг зацементированныхдо поверхности обсадных труб в качествескрепляющей арматуры (иньекционных напряженных анкеров) позволило упрочнитьнеустойчивый горный массив над сооружаемой выработкой и предотвратить проседание кровли выработки.Создание искусственной трещиноватости позволило вскрыть незатампонированные тонкие трещины и осуществлять ихдополнительный тампонаж в интервалегидроразрыва, что гарантирует надежнуюизоляцию водопроеодящих трещин с размерами 0,15-0,2 мм и менее и позволит исключить прорывы воды из водоносногогоризонта, залегающего непосредственнонад породами кровли главного наклонногоствола.Формула изобретенияСпособ водоиэоляции и укрепления горного массива при сооружении горных выработок, включающий бурение скважин,крепление их обсадными трубами, перфорацию труб и нагнетание тампонажного раствора для тампонажа водоносных горизонтов,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения качества водоиэоляции и обеспечения устойчивости кровли горной выработки. после тампонажа водоносныхгоризонтов в зоне, сопутствующей трещиноватости над сооружаемой выработкой посредством гидрораэрыва, формируютискусственные трещины, в которые под давлением дополнительно нагнетают тампонажный раствор, а после структурированияраствора в них осуществляют натяг и последующее закрепление на поверхности обсадных колонн.Ре Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагари каз 2517 ВНИИП Составитель Т. ГорбуноваТехред М.Моргентал Корректор А. Козориз Тираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45