Способ усиления днища вертикальной горной выработки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК Е 21 С) 1/00 ОПИСАН К АВТОРСКОМУ ИЗС) Б ЕТЕН ИДЕТЕЛ ЬСТВ Изобрете троительству еконструкц мелкого зало ользовано и аглубленныхчии ющ- сква массивов контура г вести бур кой грунта ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 332231, кл,. Е 21 0 1/16, 1969.Трупак Н,Г. Специальные способы проведения горных выработок. М.; Недра, 1976, 106 - 108, рис.54.(54) СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ДНИЩА ВЕРТИКАЛЬНОЙ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ(57) Использование: в области подземного строительства, а именно в строительстве и реконструкции вертикальных выработок ние относится к подземному , а именно к строительству и ии вертикальных выработок жения, а также может быть исри усилении и реконструкции помещений и фундаментов. Цель изобретения - повышение надежности усиления контакта днища выработки и повышение несущей способности основания,Доказательствами существенности отли признаков изобретения является слежинц для создания укрепленных выполняют снаружи внешнего рной выработки - это позволяет вые работы параллельно с выем, 1809073 А мелкого заложения, а также может быть использовано при усилении и реконструкции заглубленных помещений и фундаментов. Сущность изобретения: способ осуществляется следующим образом: снаружи вертикальной горной выработки последовательно выполняют скважины, которые ориентиру- . ют под углом 7583, одновременно с выполнением каждой скважины производят погружение в нее става труб, По окончании погружения приступают к созданию укрепленных массивов грунта, для этого перпендикулярно контуру выработки образуют щели струей закрепляющего раствора с одновременным заполнением этих щелей, Вслед за созданием укрепленного массива начинаютустраиватьдополнительные обойменные укрепленные массивы из вертикальных дополнительных скважин. 4 ил.- создание грунтового массива произ- ъ водят путем образования перпендикулярно Оф контуру выработки щелей с помощью струй С) закрепляющего раствора позволяет произ-. О водить цементационнце работы до разработки грунтового ядра (в нижней части), что значительно улучшает технику безопасности;Ы- образование каждой щели осуществляют посредством подъема струи закрепляющего раствора в пределах от почвы а укрепленного массива до достижения струей боковой поверхности стен горной выработки позволяет произвести целенаправленное прогноэируемое закрепление грунтового массива под днищем сооружения;- ось струи располагают перпендикулярно продольной оси скважины, которую ориентируют под углом к горизонтальной плоскости, назначаемым в пределах 7583 (0,2-0,23 радиана) - это увеличивает надежность работы за счет выноса всего грунта из-под днища сооружения, т.к. под действием гравитационных сил происходит отклонение раствороздушной струи вниз и образуется неразмываемый грунт; поднятие струи позволяет полностью вынести весь грунт из-под днища;- бурение дополнительных сопрягаемых с внешним контуром укрепленных массивов скважин и создание из последних дополнительных обойменных укрепленных массивов в грунте, располагаемых в зоне по вертикали от почвы укрепленных массивов до дневной поверхности, позволяет надежно закрепить грунтовый Массив вокруг вертикальной горной выработки,На фиг.1 изображена реализация способа, совмещенный разрез, где в левой части показан процесс создания укрепленного массива под днищем, а в правой части - процесс создания дополнительного обойменного массива; на фиг.2 - вертикальная горная выработка с усиленным днищем; на фиг.3 - разрез А - А для случая цилиндрической горной выработки; на фиг.4 - разрез А - А для случая протяженной горной выработки.Способ реализуют следующим образом. Снаружи вертикальной горной выработки 1 последовательно выполняют скважины, которые ориентируют под углом 75 - 83. Одновременно с выполнением каждой скважины производят погружение в нее става труб 2 с приспособлением (не показано) для формирования струи 3.По окончании погружения става труб 2 приступают к созданию укрепленных массивов 4 под днищем 5. Для этого перпендикулярно контуру выработки образуют щели струей 3 закрепляющего раствора с одновременным заполнением этих щелей последним при подьеме 3. Подьем струи 3 заканчивают в момент достижения ею низа боковой поверхности выработки 6, причем струю 3 при подъеме располагают перпендикулярно продольной оси скважины, в которой размещен став труб 2.Вслед за созданием укрепленного массива 4 начинают устраивать дополнительные обойменные укрепленные массивы 7 из вертикальных дополнительных скважин 8 путем подъема горизонтальной струи 9 до дневной поверхности 10.Таким образом, под днищем 5 создается лепестковая конструкция из укрепленных массивов 4 и дополнительных обойменных массивов 7, причем в зоне на ложения массивов 4 и мощность (толщина) их увеличивается за счет наведения в еще незатвердевшем закрепляющем растворе турбулентных потоков горизонтальной струей 9. Вокруг выработки 1 и под массивом 4 создаются горизонтальной струей 9 дополнительные обойменные укрепленныемассивы 7, обеспечивающие гориэонтальный контакт укрепленных зон с грунтом и 10 стабилизацию положения зон в горизонтальной плоскости за счет осуществления контакта обойменного массива с боковой поверхностью горной выработки 1.Примером использования предложен ного способа усиления днища вертикальнойгорной выработки может служить следующее.С целью повышения надежности.усиления контакта днища выработки и повыше ния несущей способности последних,скважины диаметром 200 мм для создания 25 30 35 40 45 50 55 укрепленных массивов выполняют снаружи внешнего контура горной выработки, используя для этой цели буровые станки УРБ - 2,5 А 2 или УГБи т.д.Создание грунтовых массивов производят путем образования перпендикулярноконтуру выработки щелей с помощью струй закрепляющего раствора, подаваемых из осевого гидромонитора насосом 9 Т имеющего следующие параметры (Рчч=20".40 МПа, О = 10-12 м /мин, а воздух давлениемзРа = 1,2 МПа и расходом Оа = 45 м /мин, Причем закрепляющий раствор подают под углом 7583 (0,20,23 радиан), это делается для того, чтобы вынести весь грунт из-под днища (т.к. в результате действия гравитационных сил "свободно затопленная" растворовоздушная струя отклоняется вниз примерно на такую же величину (в зависимости от физико-механических свойств размываемого грунта). Затем при медленном подьемеосевого монитора(6=0,30,5 м/мин) в выработанное пространство подают закрепляющую смесь (объемный вес которой порядка 1,1,1,25 кгс/см, а расплыв. по стандартному конусу АзНИИ не должен превышать 1820 см.Базовый вариант совпадает с прототипом, Им является способ цементации трещиноватых горных пород при проходке шахтных стволов, включающий бурение скважин из забоя ствола, нагнетание цементного раствора с земной поверхости через став высоконапорных труб.Недостатком данного способа является большая трудоемкость и недостаточная надежность.Преимущества заявленного способа с базовым вариантом, который совпадает спрототипом, заключается в том, что повышение надежности и уменьшение трудоемкости происходит за счет повышения надежности усилия контакта днища выработки и повышения несущей способности основания.формула изобретения Способ усиления днища вертикальной горной выработки, включающий создание под днищем укрепленных массивов в грунте из заранее пробуренных скважин путем нагнетания в укрепляемые массивы закрепляющего раствора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности усиления контакта днища и выработки и повышения несущей способности последних, скважины бурят под углом к горизонтальной оси 75-83 снаружи внешнего контура горной выработки, а нагнетание закрепляющего раствора производят путем образования перпендикулярно контуру выработки щелей из скважин с помощью струи закрепляющего раствора и заполнения этих щелей по следним, причем образование каждой щелиосуществляют посредством подъема струи закрепляющего раствора в пределах от почвы укрепляемого массива до достижении струей боковой поверхности стен горной 10 выработки, а ось струи при атом располагают перпендикулярно продольной оси скважины, после чего бурят дополнительные сопрягаемые с внешним контуром укрепленных массивов скважины и из последних 15 создают дополнительные обойменные укрепленные массивы .в грунте, располагаемые в зоне по вертикали от почвы укрепленных массивов до дневной поверхност.и.-А оставитель Б,Остюкоехред М.Моргентал Корректор А.Мотыль кт каз 1268 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 П