Способ сооружения вертикальных стволов Советский патент 1987 года по МПК E21D1/08 

Изобретение относится к шахтному строительству, в частности к способу сооружения стволов в неустойчивых обводненных породах методом погружения крепи в тиксотропной рубашке, и может применяться на объектах промыш ленного и коммунального строительства. Цель изобретения - повьшение эффективности проходки стволов без посадок поверхности. На чертеже изображена погружная крепь, общий вид. Она содержит крепь 1, опорный воротник 2, контрольные трубки 3 с глу бинными реперами, тампонажные трубки 4 и соединяющий их тампонажный коллектор 5, насос 6 подачи смеси и емкость 7 смеси. Способ осуществляют следующим образом. После разработки котлована одновременно с тампонажными трубками 4 устанавливают контрольные трубки 3 с глубинными реперами, расположенные по внутренней окружности в опорном воротнике 2 на расстоянии 1,2-1,5 м одна от другой. Радиус окружности контрольных трубок на 0,5-1 м меньше радиуса окружности тампонажных трубок. Это обусловлено образованием пустот под опорным воротником 2 от центра к периферии. Выбранные параметры заглубления контрольных трубок с глубинными ре.перами в породу на 250-300 мм, обусловлены толщиной слоя породы, налипающей на днище опорного воротника. На основании практических данных тол щина слоя колеблется от 100 до 200 мм. Поэтому для срабатывания глу бинных реперов на ранней стадии смещения вмещающих пород, а также для получения оперативной информации о ходе заполнения пустот не схватывающим ся раствором, контрольные трубки должны выступать за пределы налипаю щей породы на 100-150 мм, Б процессе задавливания крепи 1 выемки породы при пересечении крепь неустойчивых пород (плывунов) возмо жен прорыв плывунов под ножевой частью крепи внутрь ствола. При это вслед за движением плывунных пород происходит смещение вмещающих пород в районе опорного воротника 2, всле ствие, чего под опорнымворотником 2 появляются пустоты, о чем будут сиг нализировать глубинные репера контрольных трубок 3, включается в работу насос 6 тампонажной трубки и в полость под опорный Воротник 2 подается песчано-глинистая смесь. О заполнении пустот сигнализируют глубинные репера контрольных трубок 3, которые работают в двух направлениях, В дальнейшем при повторном прорыве плывуна пустоты образуются по закладочному массиву, не нарушая монолитности вмещающих пород, а заполнение вновь образовавшихся пустот происходит в том же порядке, Применение в качестве несхватывающегося раствора песчано-глинистой смеси в соотношении 2:1 исключает применение глинистого раствора, В период заполнения пустот важно, чтобы раствор был пластичным и тяжелым и заполнял малейшие пустоты, вытесняя при этом воду, В последующем его подвижность должна обеспечивать образование пустот в закладочном массиве без нарушения монолитности вмещающих пород. Когда же проходка закончена, упрочнение массива должно происходить в короткие сроки, с минимальными затратами средств. При закреплении глин электрохимическим путем получается уплотненный материал незначительной прочности и легко разрушается - на массив воздействует электрический ток, Смесь глины и песка после упроч- нения электрохимическим способом обладает значительной прочностью в силу того, что применяют для его упрочнения раствор хлористого кальция и жидкое стекло, что само по себе образует породу значительной прочности. Применение песка в качестве несхватывающегося раствора затруднено в силу жесткости смеси и быстрого выпадания в осадок частиц, т,е, его расслоения. Поэтому пустоты сложной конфигурации останутся незаполненными. Если для заполнения пустот применять смесь песка и жидкого стекла, добавляемого для пластичности смеси, можно получить конечный материал заданных параметров. Однако себестоимость такого раствора будет выше стоимости цементно-песчаного примерно в два раза. Таким образом, наиболее экономичным является песчано-глинистая смесь в соотношении 2:1. Электрохимическое упрочнение ее производится следующим образом. После окончания проходческих работ и заполнения возможньк пустот раствором через тампонажные трубки (в местах образования пустот) в закладочньй массив вводят инъекторы и производят нагнетание жидкого стек ло п SiO заходками. Затем через контрольные трубки в массив забивают инъекторы и по ним подают раствор хлористого кальция с одновременным подключением электрического

ляют массив. тока. Причем к инъекторам с раствором подключают положительную клемму анод, а к инъекторам, пропущенным через тампонажные трубки, отрицательную клемму - катод. Происходит электрохимическое упрочнение массива. При этом раствор хлористого кальция просачивается через массив от анода к катоду, реагируя с жидким стеклом, он образует кремнезем. Кроме того, в результате электрического процесса в порах песчаноглинистого раствора образуются новые соединения - гидраты окиси металлов. которые в еще большей степени закреп

1. СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ, включающий установку тампонажных трубок в опорный воротник , укладку бетона и обратную засыпку котлована, проходку ствола, контроль за состоянием пород под опорным воротником и заполнение пустот под его Основанием, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности прохода без просадок поверхности, параллельно с тампонажными трубками по окружности опорного воротника устанавливают контрольные трубки и оборудуют их глубинными реперами, а контроль за состоянием пород под опорным воротником и заполнение пустот по мере их образования производят одновременно, причем заполнение пустот осуществляют песчано-глинистой смесью, а упрочнение массива осуществляют после проходки ствола на конечную глубину электрохимическим закреплением . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что контрольные трубки устанавливают по окрзпкности i опорного воротника, а радиус ее оп(Л ределяют из выражения R R; Rf. где RT-- радиусы окружности контрольных и тампонажных трубок, соответ00 ственно, м; - радиусы погружной :лэ пи и форщахты соответСд ственно, м. О5