Способ гидроизоляции шахтной крепи

(51)4 Е 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВ тдельными рядам аясь параллельно ла сверху вниз. л., 1 табл. ром производят скважин, переме дольной оси ств 1 з.п. ф-лы, 3 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу(56) Авторское свидетельство СССР Ф 899974, кл. Е 21 0 1/12, 1982.Авторское свидетельство СССР У 926298, кл. Е 21 Р 1/12, 1983. (54) СПОСОБ ГИДРОИЗОЛЯЦИИ ШАХТНОЙ КРЕПИ(57) Изобретение относится к горному и подземному строительству и касается гидроизоляции горных выработок, проходимых в рыхлых водоносных грунтах (породах) под защитой создаваемого льдогрунтового (льдопородного) огражения. Цель - обеспечение сплошности гидроизоляционной оболочки исокращение времени проведения гидроизоляционных работ. В ствол, сооруженный под защитой льдогрунтовогоограждения, подают теплоноситель дляоттаивания крепи 1 и контактного слольдопородного ограждения толщиной0,5-1 м. Сквозь крепь 1 последователно бурят скважины 3 горизонтальногоряда. В каждую скважину 3 вводяттрубку 4, по которой под давлениемнагнетают воду и производят вымывание оттаявшего грунта. Трубке 4 придают возвратно-поступательное движение вокруг ее оси, что увеличиваетрадиус действия струй воды, Вокругскважины 3 на контакте с крепыш 1создается замкнутая кольцевая полость 9, в которую нагнетают тампонажный раствор. Образование полостей9 за крепыш 1 и тампонаж их раствоИзобретение относится к горному и подземному строительству и касается гидроизоляции горных выработок, проходимых в рыхлых водоносных грун 5 тах (породах) под защитой создаваемого льдогрунтового (льдопородного)ограждения.Цель изобретения - предотвращение повреждения крепи за счет снижения нагрузок, обеспечение сплошности гидроиэоляционной оболочки и сокращение времени проведения гидроизоляционных работ.На фиг. 1 изображена фаза бурения горизонтального ряда скважин и вымывание рыхлого грунта; на фиг. 2 узел т на фиг, 1; на фиг. 3 - фаза инъектирования раствора в кольцевую полость. 20Способ осуществляют следующим образом.На участке, где произведено оттаивание крепи 1 и контактного слоя льдогрунтового ограждения 2, сквозь 25 крепь 1 последовательно бурят скважины 3 горизонтального ряда. В каждую скважину вводят трубку 4 с боковым отверстием (соплом) 5 на конце, расположенным так, что оно оказывается в пределах оттаявшего слоя. Поэтому длина трубки 4 должна соответствовать толщине крепи 1 и создаваемой оболочки 6 в слое льдогрунтового ограждения 2. Для точной фиксации положения трубки 4 с отверстиями 5 мож 35 но пользоваться ограничителем 7. По трубке 4 нагнетают воду под давлением. Выбрасываемой из отверстия струей воды размывают оттаявший слой грунта и разрушенная порода (пульпа) удаляется по затрубному пространству 8 внутрь ствола. При этом трубке 4 придают возвратно-вращательное, вокруг ее осн, движение, что увеличива 45 ет радиус действия струй. Таким путем создают вокруг скважины на контакте с крепыш полости 9, радиус которых зависит от скорости истечения воды иэ отверстий (от давления) и от степени связаности рыхлого грунта. Воду нагнетают до появления пульпы из предыдущей скважины За, после чего переносят трубку в следующую скважину Зб и цикл вымывания повторяют.Создава вокруг крепи 1 кольцевую полость определенной высоты Н (фиг.З) при сохранении целостности оставшегося льдогрунтового ограждения 10,крель 1 полностью освобождают от давления со стороны окружающего рыхлого массива.Далее приступают к второму этапу гидроиэоляции - нагнетанию тампонажного раствора в созданную полость 9. Поскольку отсутствует гидростатический напор (благодаря защите оставшегося льдогрунтового ограждения и наличию свободной полости 9), нагнетание раствора осуществляют при минимальном давлении 0,1-1 МПа, которое гораздо ниже горного давления.Образование полостей 9 эа крепыш и тампонаж их раствором производят отдельными ярусами (рядами) скважин, перемещаясь в направлении сверху вниз, чтобы обеспечить сплошность создаваемой гидроизоляционной оболочки (фиг. 3).П р и м е р. Применение предлагаемого способа производят в стволе подземного рудника в интервале заморожен ных песков на глубине 415-444 м.Подают в ствол подогретый воздух, оттаивают крель и контактный слой льдогрунтового ограждения толщиной 0,4-0,5 м. Затем, начиная с кровли песков, сквозь крепь, до пересечения оттаявшего слоя, бурят ряды горизонтальных скважин диаметром 50 мм. В скважины последовательно вводят трубку диаметром 18 мм с боковым соплом на конце, к трубке подсоединен нагнетательный рукав насоса, Нагнетая насосом воду по трубке и придавая ей медленное вращение, выбрасываемой струей воды вымывают оттаявший песок, образуя за крепыш полость. После чего трубку переносят в следующую скважину этого ряда и вымывают песок, Такую же операцию по вымыванию песка производят последовательно в следующих скважинах, формируя эа крепыш сплошную кольцевую полость. Образование полости от скважины происходит вверх и в боковых направлениях, Радиус образуемой полости и время ее образования зависят от скорости и производительности истечения водяной струи, а также от связности вымываемого грунта. Смыкание соседних полостей определяют по моменту появления пульпыиз соседнего тампонажного отверстия. Завершение размывания массива определяют по моменту прекращения исте1372048 2 К)1 К,Ствол по способу Показатели Предлагаемый Известный Водоносный пластпеска Келловейский Келловейский Глубина залеганияпласта, м 41 9-447 415-444 28 29 Мощность пласта, м чения из тампонажных отверстий пульпы и появления осветленной воды.Расстояние между скважинами 1 должно задаваться в пределах где К - радиус вымывающего действияводяной струи. 10В данном случае радиус действия водяной струи составляет К=0,8-1 м, а расстояние между скважинами 1=1,55 м.Ширина образуемой полости по радиусу ствола (толщина оболочки) зави сит от величины погружения трубки в оттаявший слой и может регулироваться в определенных пределах. В данном случае ширина полости 0,15-0,2 м,После образования полости вокруг 20 крепи ствола по всему периметру приступают к нагнетанию тампонажного раствора в одну из скважин, Используют раствор состава цемент:вода=1:1 с добавкой жидкого стекла в количест ве 20 л/м для ускорения схватывания и твердения раствора. Раствор готовят на поверхности и бадьями подают на подвесной полок, с которого производят гидроизоляционные работы З 0 и на котором установлены тампонажный насос с приемной емкостью. По мере появления раствора иэ соседних скважин (тюбинговых тампонажных отверстий) их закрывают пробками. Макси 35 мальное давление раствора при окончании нагнетания, когда прекращается растворопоглощение, что свидетельствует о полном заполнении полости, составляет 1,0 МПа.40Затем приступают к бурению ниЖе- расположенного ряда скважин, через которые в описанном порядке производят вымывание песка и тампонаж кольцевой полости. Для обеспечения сплош ности создаваемой противофильтрационной оболочки образование и тампонаж кольцевых полостей производят в нисходящем порядке, поскольку формирование полости происходит интенсивно вверх и гарантируется вымывание песка до контакта с затвердевшим раствором вышерасположенного пояса оболочки.В описанном порядке производят гидроизоляцию крепи ствола по всей зоне келловейского песка. В таблице приведены полученные результаты работ. Как видно по данным таблицы, способ гидроиэоляции требует минимального давления при нагнетании раствора 1,0 МПа по сравнению с 8,0 МПа в известном способе,Формула изобретения 1. Способ гидроиэоляции шахтной крепи, включающий подачу в ствол, сооруженный под защитой льдогрунтового ограждения, теплоносителя для оттаивания ограждения, бурение рядов горизонтальных скважин через крепь и нагнетание в них тампонажного раствора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения сплошности гидроизоляционной оболочки и сокращения времени проведения гидроизоляционных работ, производят вымывание оттаявшего грунта эа крепыш водой, подачу которой осуществляют под давлением через скважины в крепи, для образования за крепыш замкнутой кольцевой полости, в которую нагнетают тампонажный раствор, при этом ряды скважин для нагнетания тампонажного раствора бурят, перемещаясь параллельно продольной оси ствола в направлении сверху вниз.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что льдогрунтовое ограждение оттаивают на 0,5-1 м.1372048 Продолжение таб;ицы Известный 3,34-4,8 3,3-4,8 Тампонаж кольцевыхполостей, образуемых путем вымывания песка 8,0 1,0 1036 1678 35,7 60 180 96 6,4 3,3 182 295 6,72 10,5 4,5 Показатели Суммарное горноеи гидростатическоедавление на крепь,ИПа Способ гидроизоляции крепи Максимальное давление нагнетанияраствора, МПа Расход раствора,и То же, в пересчете на 1 м ствола, м Затрата времени на гидроиэоляционные работы,сут в пересчете на1 м ствола Стоимость приготовления и нагнетания тампонажного раствора, тыс. руб. То же в пересчетена 1 м ствола Остаточный водо- приток по окончании гидроизоляционных работ, м/ч Предлагаемый Последующийтампонаж крепи после полного оттаивания льдопородного огражденияставитель А. Бере хред М.Моргентал Редактор М ина Корректор Зимокосов лана Подп тета СССР4/5 к изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,аказ 462/27 Тираж 459 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, Ж, 1372048 Х