Способ проходки горной выработки Советский патент 1989 года по МПК E21D9/00 E21D9/08 

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам проходки горных выработок с применением тампонирования горных пород.

Целью изобретения является повышение безопасности проходческих работ в обводненных твердых породах и сокращение объема тампонажных работ путем послойного разделения прочностных и противофильтра- ционных функций зоны между контуром горной выработки и внешней границей защитного экрана.

На фиг. 1 изображена опасная по прорывам воды зона; на фиг. 2 - схема бурения тампонажных скважин; на фиг. 3 - схема образования зоны повышенной тре- щиноватости; на фиг. 4 - схема нагнетания тампонажного раствора в скважины; на фиг. 5 - схема бурения осевой скважины и дренаж горных пород; на фиг, 6 - схема формирования зоны

(фиг. 4) на ,внутренней границе зоны 9 повышенной трещиноватости.

С использованием комплекса тампонажного оборудования 11 производят нагнета- 5 ние тампонажного раствора (преимущественные пути движения раствора показаны стрелками) в зону 9 повышенной трещиноватости.

После затвердения тампонажного раствора образуется боковой противофильтра- ционный экран 12 (слабая по проницаемости пород зона) (фиг. 5), расположенный вокруг продольной оси выработки 1 и охватывающий опасную по прорывам воды зону 6. Затем из забоя горной выработки 1 приступают к бурению осевой там- понажной скважины 13 за пределы границы 7 (фиг. 6). Устье осевой скважины 13 оборудуют запорной аппаратурой и производят гидравлическое испытание кондуктора. Через осевую скважину 13 производят

10

повышенной трещиноватости в торцовой час- 20 дренаж пород в пределах зоны 6. ти; на фиг. 7 - схема нагнетания там-После дренажа пород формируют зону 9

понажного раствора в осевую скважину;повышенной трещиноватости (фиг. 6) в торцовой части путем камуфлетного взрывана фиг. 8 - сформированный защитный экран; на фиг. 9 - проходка горной выработки; на фиг. 10 - разрез А-А на фиг. 9.

Способ осуществляют следующим образом.

Проходку горной выработки 1 останавливают в водоупорах (слабопроницаемых или осушенных) породах 2 (фиг. 1) на расстоянии в, равном размеру барьерного целика 3, отстроенного от обводненных твердых пород 4. По трассе 5, намечаемой к проходке горной выработки, отстраивают опасную по прорывам воды

ния призабойной части осевой скважины 13, 25 выходящей за пределы границы 7. Зону 9 повышенной трещиноватости образуют так, чтобы она примыкала к противофильтра- ционному экрану 12.

В осевой скважине 13 (фиг. 7) выделяют интервал нагнетания тампонажного раствора 30 посредством установки тампона 10 на пересечении скважины 13 контура 7 опасной зоны 6. С использованием комлекса тампонажного оборудования 11 производят нагнетание тампонажного раствора (преимущественные пути движения раствора показаны

зону 6 с границей 7 на расстоянии от 35 стрелками) в зону 9 повыщенной трещи- подошвы а, кровли а и забоя аз выработки (фиг. 2). Размер опасной по прорывам воды зоны 6 можно определять по тем же зависимостям, что и ширину барьерного целика 3 с учетом структурного ослабления горных пород.

Из забоя горной выработки 1 разбуривают веер наклонных тампонажных скважин 8 (фиг. 2) за пределы границы 7 опасной по прорывам воды зоны 6.

40

новатости.

После затвердения тампонажного раствора в зоне 9 образуется торцовая часть противофильтрационного защитного экрана 12 (слабая по проницаемости пород зона, фиг. 8). Вследствие примыкания торцовой части противофильтрационного экрана к его боковой замкнутой вокруг опасной по прорывам воды зоны 6 поверхности

Устья тампонажных скважин 8 обору- обеспечивают изоляцию от подземных вод - -- горной выработки, намечаемой к проходке в обводненных твердых породах. Под защитой экрана 12 завершают проходку горной выработки 1 (фиг. 9 и 10) путем бурения и взрывания щпуров в пределах

дуют запорной аппаратурой и производят гидравлическое испытание кондукторов.

Затем формируют, зону 9 повышенной трещиноватости (фиг. 3) путем камуфлетного направленного взрывания призабойной

части тампонажных скважин 8, выходящей 50 контура трассы выработки и последуюза пределы границы 7. Тампонажные скважины 8 располагают таким образом, чтобы после взрыва получить зону 9 повышенной трещиноватости сплошной и замкнутой по боковой поверхности вокруг опас- ной по прорывам воды зоны 6.

В тампонажных скважинах 8 выделяют интервал- нагнетания тампонажного раствора посредством установки тампонов 10

55

щей отгрузки из забоя отбитой горной массы. Проходку горной выработки 1 останавливают на расстоянии аз от торцовой части противофильтрационного экрана 12.

При необходимости дальнейшей проходки горной выработки 1 цикл работ повторяют, используя искусственно созданный барьерный целик вместо барьерного цели

(фиг. 4) на ,внутренней границе зоны 9 повышенной трещиноватости.

С использованием комплекса тампонажного оборудования 11 производят нагнета- ние тампонажного раствора (преимущественные пути движения раствора показаны стрелками) в зону 9 повышенной трещиноватости.

После затвердения тампонажного раствора образуется боковой противофильтра- ционный экран 12 (слабая по проницаемости пород зона) (фиг. 5), расположенный вокруг продольной оси выработки 1 и охватывающий опасную по прорывам воды зону 6. Затем из забоя горной выработки 1 приступают к бурению осевой там- понажной скважины 13 за пределы границы 7 (фиг. 6). Устье осевой скважины 13 оборудуют запорной аппаратурой и производят гидравлическое испытание кондуктора. Через осевую скважину 13 производят

дренаж пород в пределах зоны 6. После дренажа пород формируют зону 9

цовой части путем камуфлетного взрывания призабойной части осевой скважины 13, выходящей за пределы границы 7. Зону 9 повышенной трещиноватости образуют так, чтобы она примыкала к противофильтра- ционному экрану 12.

В осевой скважине 13 (фиг. 7) выделяют интервал нагнетания тампонажного раствора посредством установки тампона 10 на пересечении скважины 13 контура 7 опасной зоны 6. С использованием комлекса тампонажного оборудования 11 производят нагнетание тампонажного раствора (преимущественные пути движения раствора показаны

стрелками) в зону 9 повыщенной трещи-

стрелками) в зону 9 повыщенной трещи-

новатости.

После затвердения тампонажного раствора в зоне 9 образуется торцовая часть противофильтрационного защитного экрана 12 (слабая по проницаемости пород зона, фиг. 8). Вследствие примыкания торцовой части противофильтрационного экрана к его боковой замкнутой вокруг опасной по прорывам воды зоны 6 поверхности

обеспечивают изоляцию от подземных вод горной выработки, намечаемой к проходконтура трассы выработки и последую

щей отгрузки из забоя отбитой горной массы. Проходку горной выработки 1 останавливают на расстоянии аз от торцовой части противофильтрационного экрана 12.

При необходимости дальнейшей проходки горной выработки 1 цикл работ повторяют, используя искусственно созданный барьерный целик вместо барьерного целика 3 в водоупорных (слабопроницаемых или осушенных) породах 2 (фиг. 1).

Зона между контуром намечаемой к проходке горной выработки и внешней границей противофильтрационного экрана 12 разделяется на два слоя как по вещественному составу и способу формирования, так и по функциональному назначению. Первый слой представлен собственно про- тивофильтрационным экраном 12, образованным посредством формирования в твердых породах зоны 9 повышенной трещинова- тости и последующего нагнетания в нее тампонажного раствора. Роль противофильтрационного экрана 12 состоит в предотвращении фильтрации подземных вод в горную выработку при ее проходке. Противофильтрационный экран 12 передает гидростатическое давление на следующий слой. Второй слой представлен твердыми породами между горной выработкой и внутренней границей противофильтрационного экрана 12. Его назначение состоит в том, чтобы принять гидростатическое давление и исключить разрушение горных пород под его действием. Поэтому параметры слоя (ai, а2 и аз) рассчитываются на прочность.

Формула изобретения

Способ проходки горной выработки, включающий бурение опережающих осевой и наклонных тампонажных скважин, созда- ние защитного экрана путем камуфлетно- го взрывания горной массы за контуром выработки и нагнетания в нее тампонажного раствора, дренаж пород, бурение и взрывание шпуров в пределах контура

выработки и отгрузку отбитой горной массы из забоя выработки, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности проходческих работ в обводненных породах и сокращения объема тампонажных работ

г путем послойного разделения прочностных и противофильтрационных функций зоны между контуром горной выработки и внешней границей защитного экрана, последний создают вокруг опасной по прорывам воды зоны путем последовательного обра0 зования бокового экрана вокруг продольной оси выработки, дренажа пород и образования торцовой части экрана, при этом камуфлетное взрывание горной массы производят из призабойной части тампонажных скважин, а дренаж пород осуществляют

5

через осевую тампонажную скважину.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при проходке горных выработок с применением тампонирования горных пород. Цель изобJ / ретения - повышение безопасности проходческих работ в обводненных твердых породах и сокраш,ение объема тампонажных работ. Способ включает бурение из забоя горной выработки 1 наклонных скважин 8 за пределы границы 7 опасной по прорывам воды зоны и осевой скважины 13, затем осуществляют создание защитного экрана 12 путем комуфлетного взрывания горной массы за контуром выработки 1 и нагнетания в нее тампонажного раствора. После этого производят дренаж пород, бурение и взрывание щпуров в пределах контура выработки и отгрузку горной массы из забоя. Защитный экран 13 создают вокруг опасной по прорывам зоны путем последовательного образования бокового экрана вокруг продольной оси выработки, дренажа пород и образования торцовой части экрана 12. Камуфлетное взрыва- ние горной массы производят из приза- бойной части тампонажных скважин. Дренаж пород осуществляют через осевую тампонажную скважину 13. 10 ил. (О (Л fkiS сд о:) О ND Is5

.1

8 8 7 а

А

Ф«.г

Фие. J

ю

Ф14г.