Способ тампонажа горных выработок

(51)4 Е 2 ТЕН понажно величин дческих кважины 3 влияниятампоизоляци ельно ув очностны о СССР02, 1983аа- д(54) СПОСОБ ТАМПТОКи ГОРНЫХ ВЫРАБО(57) Изобретенделу и м,б. ис тельстве капит ток (ГВ) . Цель ности и качест ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Специализированное производственное геологическое объединение по тампонажным и геолого-разведочным работам "Спецтампонажгеология" (72) Э.Я.Кипко, Ю,А.Полозов, В.В.Забора, А.В.Попов и Ю.Н.Спичак (53) 622.281,9(088,8)(56) Давыдов В.В, и др. Справочник по сооружению шахтных стволов специальными способами. М.: Недра, 1980 с, 133-135.Авторское свидетельств У 1023099, кл. Е 21 П 13/ е относится к горному ользовано при строиальных горных вырабо - повышение эффектива водоподавления и предотвращение выходов тамраствора в ГВ. Определяютзоны 3 влияния горно-прохоработ (ГПР). Тампонажные с1 бурятся за пределы зоныГПР. Нагнетанием в скважиннажного раствора формируютонные завесы 4, последоватличивая реологические и пр х-ки тампонажного раствора до пределов его прокачиваемости, Радиус Нвлияния ГПР определяют из соотношения е = 1 вхп ы - ГЛ й , где ь ирасстояние от устья скважины до интервала нагнетания, м;- угол нклона скважины, град, Ч - объем зкачанного раствора, м, М - мощностьводоносного интервала, м, ш - тре",щинная пустотность, м. Совокупностьсформированных изоляционных завес внеобходимом количестве тампонажныхскважин образует общую водонепроницаемую тампонажную завесу вокругГВ, 1 з.п. ф-лы, 2 ил,)делу .и может быть использовано пристроительстве капитальных горных выработок,5Цель изобретения - повышение эффективности и качества водоподавления и предотвращение выходов тампонажного раствора в горную выработку.На Фиг. 1 представлена общая схема формирования изоляционной завесыза пределами зоны влияния горно-проходческих работ вокруг шахтного ствола; на фиг, 2 - схема внедрения изоляционной завесы ь зону влияния горно-проходческих работНа Фиг 1 и 2 обозначены тампонажйая скважина 1, вертикальная горнаявыработка 2, эона 3 влияния горнопроходческих работ, изоляционная завеса 4, место 5 установки пакерующегоустройства, канал б выхода тампонажного раствора, требуемый профиль 7изоляционной завесы.Способ осуц)ествляется в следующейпоследовательности,Определяют величину зоны влияниягорно-проходческих работ, Тампонажная скважина 1 бурится эа пределы эоны 3 влияния горно-проходческих раЗОбот, образовавшейся после проведения вертикальной горной выработки 2,Устанавливая пакерующее устройство,нагнетанием тампонажного раствораформируют изоляционную завесу(Фиг. 1).35Совокупность сформированных изоляционных завес в необходимом количестве тампонажных скважин образует общую водонепроницаемую тампонажную завесу вокруг горной выработки, кото 40рая расположена за. пределами зонывлияния горно-проходческих работ,Если место 5 установки пакерующегоустройства определено неправильно иизоляционная завеса 4 внедряется взону 3 влияния горно-проходческихработ с образованием канала б выходатампонажного раствора, необходимопроизвести перестановку пакерующегоустройства для обеспечения Формиро 50 Рвания изоляционной завесы требуемогопрофиля 7. тическим напором подземных вод поуравнению 8КкК =л где 8 - величина раскрытия водоносных треплин, м,К - давление на контуре распрокстранения тампонажного раствора, ИПа,ь - динамическое напряжение сдвига тампонажного раствора, ИПа.В соответствии с полученной величиной К подбирают оптимальный дляконкретных гидрогеологических условийсостав тампонажного раствора, прочностные параметры которого обеспечивают возможность формирования завесы 4 требуемой мощности при выбранной схеме расположения тампонажныхскважин 1, Необходимое количествои глубину таких скважин и их пространственную ориентацию определяютграфоаналитическим методом из условия надежного смыкания единичных завес эа контуром зоны 3 влияния горнопроходческих работ (Фиг. 1),Устанавливая по имеющейся горногеологической информации проходкиствола ориентировочные размеры зонывлияния горно-проходческих работ вгоризонтальной плоскости, выбираютнеобходимое расстояние от устьяскважины до места 5 установки пакерующего устройства (фиг. 1).Допустимое давление нагнетаниятампонажного раствора определяют иэвыражения Р (Р +АР +ьР , +ьР Р ) Я (2) где Р дРФормирование изоляционной завесыначинают через скважину 1, .вскрывшуюмаксимальный водоприток, при этом Первоначально устанавливают необходимую мощность изоляционной завесы вокруг горной выработки 2 из условия обеспечивания устойччвости тампонажного раствора в трещинах против выдавливания его в выработку гидростапластовое давление, ИПа,потери давления в колоннебурильных труб, ИПа,потери давления в трещинахгорных пород, ИПа,потери давления в манифольдной линии, МПа,гидростатическое давлениестолба тампонажного раствора, ИПа,коэффициент гидравлическихсопротивлений в запорной арматуре,) 20 Ч = Ь з 1 пЮ --- и ЯМщт 30 35 где Ьи следят за процессом распространения " тампонажного раствора с целью точного определения развития зоны влияния горно-проходческих работ.5Если происходит выход тампонажного раствора в горную выработку или создается дополнительная нагрузка на постоянную крепь до достижения необходимого объема нагнетания в скважину, зто означает, что формируемая изоляционная завеса 4 внедряется в зону Э влияния горно-проходческих работ. В этом случае необходимо скорректировать место установки паке рующего устройства в скважине с учетом истинной мощности нарушенной зоны вокруг горной выработки, величину которой определяют из соотношения где Ь - расстояние от устья скважиины до интервала нагнетания,м,Й - угол наклона скважины, град;7 - объем закачанного раствора;мздаМ - мощность водоносного интервала, м,ш т - трещинная пустотность, м,Для предотвращения потерь изоляционного материала при его выходе вствол поступают следующим образом.В момент выхода эа счет измененияколичественного соотношения компонентов тампонажного раствора резко изменяют его реологические и прочностные характеристики до величин, обеспечивающих его устойчивость к выдавливанию из образовавшегося канала 6 выхода под воздействием гидростатического напора подземных вод. При этом режим доставки тампонажного раствора с измененными параметрами в канал выхода задают в соответствии с кинетикой его структурообразования.Это позволяет, во-первых, исключить потери ранее инъектированного изоляционного материала через неуплотненные стыки крепи, во-вторых, позволяет использовать тампонажную скважину 1, соединившуюся с каналом выхода для дальнейшего формирования требуемого профиля 7 изоляционной завесы 4,и наконец, обеспечивает возможность эффективно реагировать на любую горно-техническую ситуацию в процессе,тампонажных работ безусложнения их технологии,После постановки тампонажной завесь 1 в водоносном интервале под еезащитой производят укрепительную водоизляцию зоны влияния горно проходческих работ с целью разобщениявскрытых выработкой горных пород иусиления несущей способности постоянной крепи. При этом используют там-понажный раствор повышенной прочносты (без изменения типа компонентов, как было описано). В этом случае достигают смыкания тампонажнойзавесы с постоянной крепыш выработки, а образовавшаяся структура имеет трехслойную конструкцию с нарастающей прочностью слоев, что позволяет крепи эффективно восприниматькакие-либо проявления горного давления. Формула изобретения 1. Способ тампонажа горных выработок, включающий бурение скважин, нагнетание в них тампонажного раствора и создание изоляционной завесы, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности и качества водоподавления и предотвращения выходоь тампснажного раствора вгорную выработку, определяют величину зоны влиячия горно-проходческихработ, создание изоляционной завесыпроизводят за зоной влияния горнопроходческих работ, последовательноувеличивая при этом реологические ипрочностные характеристики тампонажного раствора до пределов его прокачиваемости,2. - Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что радиус влияния й горно-проходческих работ определяют из соотношения- ф з.пп л фрасстояние от устья скважины до интервала нагнетания,м;угол наклона скважины, град,объем закачанного раствора,1346810 Составитель Л.БерезкинРедактор Н.Лазаренко Техред А.Кравчук орректор М,Шароши Подписное к роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород ул тная з 5106/33 ВНИИПИ Госуд по делам 113035 Моск