Способ поддержания горных выработок в глинистых породах Советский патент 1988 года по МПК E21D13/02 

00

о ел

4ib

gjus-t

Изобретение относится к горной прмышленности и предназначено для использования при строительстве капитальных горных выработок и других подземных сооружений в увлажненных глинистых породах, непосредственно примыкающих к водоносному горизонту.

Цель изобретения - увеличение срока безремонтного поддержания вьфабо- ток в глинистых породах, залегающих II водоносном горизонте.

На фиг. 1 показана выработка, про кодимая в глинистых породах, продоль ый разрезi на фиг. 2 - разрез А-А а фиг, 1.

i Способ осуществляется следующим образом.

Из поддерживаемой выработки 1, пройденной по пласту полезного иско- iiaeMoro 2, в глинистом массиве 3 в Направлении ведения подготовительных абот до уровня контакта глины с ; одоносным горизонтом 4 бурят опережающие скважнны-инъекторы 5. для рнижения водопритоков и улучшения Двойств водоносных пород. : Для создания противофильтрацион- 1ых завес и ограждений используются итумизация, с иликатизация двухра- Ьтворная и электрохимическое закреп- |1ение.

; Битумные эмульсии состоят из ра- Ьтвора тонкодисперсных однородных битумных частиц размером в 25-40 раз Меньшим среднего размера частиц по- оды. Эмульсия, коагулируя в толще еска с отделением воды, заполняет оры породы, связывает ее и снижает одопроницаемость. Для устройства завесы расстояния между скважинами в зависимости от состава песков могут изменяться от 0,5 до 3,5 м.

Для закрепления песков и придания им механической, прочности, устойчивости и водопроницаемости применяется также силикатизация двухраствор- .ная путем цементации твердеющими гидроокислами кремнекислоты. Через скважины-инъекторы в породу поочередно нагнетают жидкое стекло (силикат натрия Na O-nSiO) и хлористый кальций CaCl. В результате реакции образуется гидрогель кремнекислоты, который постепенно твердеет и цементирует песок, создавая противофчльтра- ционную завесу, отделяющую водоносный горизонт от нижележащего глинистого .массива.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

После того, как фильтрационная завеса достигает прочности большей, чем прочность нижележащего слоя глинистых пород, в массив подают тепло, производя термическую обработку глинистых пород. Для этого в скважины-инъекторы 3 нагнетают воздух, раскаленный в специальных агрегатах-калориферах, или непосредственно в скважинах производят сжигание горючего (га- ;за, солярки, нефти). Для усиления фильтрации в породу горячих продуктов горения и воздуха в них поддерживается избыточное давление 0,2- 0,3 МПа, что достигается герметичным перекрытием устья скважин. Герметическое закрепление распространяется на 1,0-1,2 м от скважины. Поэтому для создания сплошной зоны упрочненных пород расстояния между скважинами должны быть не более 2,0 м.

Под воздействием тепла глина теряет влажность и начинает растрескиваться. При этом до определенной влажности (14-16%) несущая способность увеличивается, несмотря на появление трещин, а затем при влажности 10-12% - резко снижается. Трещинообразование, наблюдающееся при высыхании глины, вызывает разупрочнение массива. В то же время трещины в массиве выполняют роль разгрузочных и снижают напряжения на контуре. Кроме того, снижение влажности массива дополнительно сказывается на повышении его несущей способности.

Формула изобретения Способ поддержания горных выработок в глинистых породах, включающий бурение в окружающей выработку массив скважин-инъекторов, нагнетание в них скрепляющего раствора и создание оболочки упрочненных за контуром выработки пород, отличающий- с я тем, что, с целью увеличения срока безремонтного поддержания выработок в глинистых породах, залегающих в водоносном горизонте, бурение скважин-инъекторов производят до уровня контакта глинистых пород с водоносньш горизонтом, а после набора оболочкой упрочненных пород прочности, большей прочности глинистых пород, производят подсушивание глинистых пород до влажности 14-16% путем подачи в скважины-инъекторы тепла.

Изобретение относится к горной пром-сти. Цепь изобретения - увеличение срока безремонтного поддержания вьфаботок в глинистых породах, залегающих в водоносном горизонте. Из поддерживаемой выработки 1, пройденной по пласту полезного ископаемого 2, в глинистом массиве 3 в направлении ведения подготовительных работ до уровня контакта глины с водоносным горизонтом 4 бурят опережающие скважины-инъекторы (СИ) 5. Для создания оболочки упрочненных пород м.б. использованы битумизация, силикатизация двухрастворная и электрохимическое закрепление. Скрепляющий раствор нагнетают в СИ 5. После набора оболочкой прочности большей, чем прочность глинистых пород, произво- дят подсушивание глинистых пород до влажности 14-16%. Для этого в СИ 5 подают раскаленный воздух или непосредственно в СИ 5 сжигают горючие вещества. Для усиления фильтрации в породу горячих продуктов горения и воздуха в них поддерживается избыточное давление 0,2-0,3 МПа, что достигается герметичным перекрытием устья СИ 5. 2 ил. € (Л

Составитель Л.Чистова Редактор И.Касарда Техред л.Олийнык Корректор М.Пожо

Заказ 5312/30

Тираж 459

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

(ftiB.2

Подписное