Способ закрепления тонкотрещиноватых обводненных пород при проведении подземных выработок

(51)5 Е 20/00 2-( 43;4)41, 2 )302,11.8723.03.90, Бюл, 11 1Специализированноее геологическое об Г 2 1) ;22) (16) / -) идр од "льтгт роизводстединение паедочным ра -енн и геологоразвампонажгеологко, Ю,Н.СпичаБЫКОВ,О(088,8)1,Г,.пениальс.359,С БЬ 1 ДЕТ ЕЛ ЬС Т 1Е 2 г 11/ тамг;онажнымботам "Спецт(О 1 ОНКОТРЕШИНОРИ ПРОБЕ;.1 Е-. я к горномузакреп;1 енияяБлястсяепления тоння нагне -Рьна быть ия, 2 ил. кращениетвора. Дл ав. 11 а фиг.1 птисск з форми1 ОННЫХроходке- схем инъекц при и атых пород ования эллавес в сис горному закрпрове теме трещи ой горной выраоотк горизонталь одземных выработок,1 елью изобретепение надежноститрещиновгтых порарасхода инъекционНа фиг.1 изобрв отдельной трещи х обозначен трещ 1.11 а 2 ( турзавес отях 1 он нас ть и среднее р ы контур 1 Т - Т ), сква и отдельной 1, згкре 1 ляемо аскрыте тре з схемаботк, 3, кон ляется повь леьия тонко выра закре .1 1 с жин тре)кращени раствора е ОГО аже на не то участ НЫ Р. форма эа котрещн ГОсудАРстБенньй НОчитетпО изсБРетениям и ОщРцтиячпРи гннт сса(51) СГ 1 ОСОБ 3 - РЕРПЕНИН Т Блтых ОББОдненных 11 и 011 и 11 ИИ Г.ОНЗЕГН 1 ЬГХ БЬРА 110 ТОг (51) 2 ЗООРетение Отнаситс делу и предназначено для обводнепных пород 1.,елью повыщение надежности закр котрещиповатых порсд и со расхода инъекционного рас Изобрете 1 Ге атносится делу, в частности к спасо ленин обводненных порбд и дени тоннелей и других и зтого Оурят скважина и Поводят Бнх г намическе и,.с:е 11 овая.Б рез. е определяют пронцаемыеинтерва:1 и, мо 1 щность и фт;ьтрацонныепараметры обводненного участка, велчины раскрь 1 тия трещин и трещиннойГ 1 уа тот ности, Расчетам ОГределяют сте -пень трещиноватост пород, Затем по;род:Оженным расчетньь Формулам апре е, я ют к О и т р О.1 р у е му ю н е:111 ч 11 н у да Б: ня на гнетан:я, требуемый объеминъекцонн . о раствора 11 радусы егорасГространсния,ти ради сы рас -ст 1 Бают вниз 1 ннех по падениютрещины вправо н:ево От сквгжиныпа лини 1 ростргня плоскост тре -щи ны. После Го:уе ния рг с четных параметров устангв:нгьт н скважинепакет 1 ующее устрайс тБО нагнетаютрасчетикй объе 1. и Окционпого раствсра . При нагие тг ниш пссредствомманометра контра:ируют Бе.1 чинуСпас об ос уще ствляют следующим образом.На плане горных работ и геологическом разрезе определяют место пе 5 ресечения обвадненнагс тоцкотрещино-, ватога участка пород проводимой выработкой и ее положение по отношению к кровле и почве этого участка. Для предотвращения прорыва подземных вод и выхода инъекционного раствора в забой проходку выработки останавливают. Из забоя па оси выработки с помощью стандартного оборудования (например, бурового станка типа СКБ) бурят скважину диаметром 76 93 мм до пересечения участка обводненных пород, подлежащих закреплению, Б скважине проводят гидродинамические исследования с целью определения проницаемь)х интервалов мощности и фильтрационных параметров обводненного участка, величины раскрытия трещин и трещинцай пустот- насти, 25На этом этапе работ расчетом определяют, относятся ли обвадцецные породы к танкотрещицаватым. Для этага расчитывают2 о( ") -) созс(,гдекритическое раскрытие трещины, при котором силы трения раствора о стенки трещины уравцоведиваются с силой тяжести, .м;удельный вес раствора, Н/мудельный вес воды, Н)и ; 40 угол между плоскостью трещины и вертикалью, град;динамическое напряжение сдвига раствора, НаЕсли среднее раскрь.тие трещинс 3 к , то интервал трещицоватых пород относится к тоцкотрещицоватым и в этом случае ицъекционный растворпосле нагнетания в трещину удерживается в ней силами трения, а не стекает вниз по падению под действием4/ ф1(силы тяжести ( с ( ) .2Затем по данным гидродинамических55 исследований и прочностным характеристикам ццъекционного раствора определяют минимально необходмую величину радиуса распространения инъекцион нога раствора в трещинах г(а цаправ(пениям г.р = О,Кк 2(,"- (р - , ) сазсс 6 Р ( К + ч)( л 2(, (Кк - радиус распространения раствора вниз по падениюде трещины, и;К, - радиус распространения11раствора вверх по паг(еци)с трещины,м;К)(, - радиус распространенияраствора вправо и вд .)о от скважин по линии прастирания плоскости гре -щины, м;йР - допустимый перепад ацл -ний на преодоление гидравгических сопротивлец)вг при течении цнъекционцого ра створа в трен(илах. Г:а,:.Кс - радиус скважиць: и.На асцаве полученных данных рассчитывают объем инъекционцога раствора, необходимый и достаточный для закрепления обвадненнога учатска, который равен2)( 3 6 Р 1. г.".о-() -)с о воЯ ( протяженность закрепл)(еыаго участка подземной выработки, м;трещинная пустотнасть закрепляемь)х пород, д з:)и еЕ(Затем рассчить)вают кантролируемсе давление нагнетания, посредством которого формируют завесу заданных параметров, и которое определяется выражением 1 М, 1 иакс РкР 3 г - е,) 2 о + ( / - гв) )1 хх совй, 7 где- полярный угол между ли ией падения трещины и полярным рад(:усом- вектором контура завесы г (фиг,1):где Рдавл еьце ца 1 це; а цц 1 люкс-т. ( Г - Гс ) л срач,тЦ 35 где 40 50 где Р - давление нагнетания раствора в тоцкотрещцноватые породы, Пасреднее раскрытие трещин,м; максимальное раскрытие трещиц, и;М - угол наклона трещины к Бертикали, град;гидростатическое цавлениеподземных вод, Па;допустимая пластическая прочность ицъекционцого раствора, Па;приведен;1 ый радиус Бь;рабагки (радиус окружцост:1, Б которую вписывается к 01 тту 1 сечения подземной выработки),м;радиус скважины, м;пицамическое напряжение сдвига ицъекционнаго раствора, Па;удельньй Бес раствора, 11/л удельный вес воды, Н/лт после выполнения всех расподгатовительных работ в це 1:осредственно пе 1 ед Обводненным участком устанавлц:таютПаКЕруЮцЕЕ уС. райотва И С Пал 1 ащЬЮстандартного оборудования, распо;1 оженного на земной поверхности, па цагцетательцаму трубопроводу нагнетают расчетць 1 й объем ицъекццоннотораствора. С помощью манометра ко 11 ттролируют величину давлен:1 я нагнетания, которая не должна быгь 11 еньше расчетнога Р,Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я Способ закрепления тонкотрещинаватых обводненцых пород при проведении подземных выработок, включающийбурение скважин, проведение в них гидродинамических исследований., определение проницаемых интервалов, давления нагнетания и объема раствора для нагнетания и нагнетание в выявленные интервалы инъекционного раствора, при котором контролируютдавление нагнета тия, о т л и ч аю щ.и й с я тем, чта, с целью повыщения надежности закрепления тонкотрещтиноватых пород и сокращения расхода инъекциоцного раствора, контролируемую величину давления нагнетанияопределяют по формуле 1 с 1,Р,Р Р + ( ВЩ)(,- )1 т Бт 1,И:тЪЕКИИО Нца 1 а ра СТ:-Ора,1 а т гидростатическое давлеьц 1 еподзслгных воц, Па,5 гал наклоня трещ 1 тны к вертикали, град;МЯК С 51 Л 1 Я 1 Ь Н ОЕ рст С КрЫТИЕ трещин, м;ПРИБЕДЕЦЦЬтй РаДИУС ВЬРЯба тки, ы;рз:и 1 с скважиныл 1;,дЕЛ 1 а,. МЯСка БО,Ы, ./Л.25 а размеры кат:.утра распространения ицъекциоцнога 1 аствора Б ТрепниахОПРЕДЕ.т 1 ЯЮТ 1:З -Ь;Рат;Ет;1 нй Рс;:1 УС РЯСПРОСТРЯНЕНЦ 5 РЯСТБОРЯ БЦИЗ Па ПЯЦЕт 1 Ю Тт щс Н ЬЛ 1Е К - РатИУС РаСПРОСтРЯНЕЦИЯ3р=твора вверх па паде 1 т т Т,ц 1. т 1 уК, - рз;иус распространениякРстС 1 БОРЯ БПРЯБО И Б 1 ЕБО От СК ЧпжИН 1. На .ГИШШ Прастиран 11 я плоскости тре"1 твст11 Р - да 1 тус 1. 1"й перепад давт 1 ений на реадот:ение гидрявл 11 ческ 11 х сапротивлений при течеьц 1 и ицъекционога раствора Б трещинах, Па,.при этом цесбхадимый для закреплешя пород объем тт раствора определяют из выражения бс,т л21,5 Рст 1. 1 е т т-т1551808 трег 1 инная пустотки тьзакрепляемых пород, доли гп-протяженнос.ть закрепляемого участка подземной выработки, м; где 1,ед. Фдад 7 Составитель Б.усан-ПодгорновКорректор Б.Кабаций, Редактор И,Бланар Техред П.Олийнык аказ 312 Тираж 381йИИПИ Го ударственного комитета по иэо рб етениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб д. ГКНТ СССР роизводственно-издательскии ко зомбинат Патент , г.ужгород, ул. Гагарина,