Способ охраны подрабатываемых объектов Советский патент 1989 года по МПК E21F15/00 E21C41/06 

1

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке полезных ископаемых в пределах предохранительной зоны для объек-. тов на земной поверхности в условиях крутого падения залежей, приуроченных к зонам тектонического нарушения массива пород с высокой прочностью и устойчивостью, при отработке которых возможно образование провала (воронок) под охраняемым объектом, наличия под объектом зоны выветрелых (дезинтегрированных) коренных пород, обладаюших высокой проницаемостью, или галечниковых отложений.

Цель изобретения - повышение эффективности подрабатываемых объектов, расширение области применения способа охраны на крутопадающие месторождения, приуроченные к зонам тектонических нарушений, за пределами которых массив представлен крепкими, устойчивыми породами, а на контакте наносов и KOpeHHbix пород под охраняемым объектом имеется зона высокопроницаемых выветрелых пород или галечниковых отложений.

На фиг. 1 представлен разрез вкрест простирания залежи; на фиг. 2 - план подрабатываемого участка поверхности.

На фиг. 1 и 2 обозначены объект 1, подлежащий охране, охраняемая площадь 2 земной поверхности, границы предохранительной зоны 3 объекта, зона 4 тектони

О5

о оо

ческого нарушения с неустойчивыми породами, залежь . 5 полезного ископаемого, массив 6 устойчивых пород высокой крепости, зона 7 высокой проницаемости вывет- релых пород или галечниковых отложений, границы 8 перекрытия, вееры 9 скважин нагнетания твердеющего раствора, закладочные 10 и контрольно-наблюдательные 11 скважины.

Способ осуществляется следующим образом.

По данным геолого-разведочного или инженерно-геологического бурения определяют горизонтальную мощность тектонического нарушения и зоны его влияния, мощность, коэффициенты фильтрации отдельных интервалов, обводненность зоны выветрелых пород Или галечниковых отложений.

На основе этих данных определяют мощность зоны высокопроницаемых пород, проектную ширину перекрытия из расчета опоры его краев (по 10-20 м) на высокоустойчивые породы массива, состав твердеющей смеси (по прочности, консистенции и др.), требуемую мощность перекрытия из соотношения

/Имакс

1 ггде Он - нормативная прочность твердеющей

смеси; Ммакс - максимальный изгибающий момент

балки данной длины при ее ширине,

равной 1 м;

W - момент сопротивления этой балки. Вокруг объекта 1 строят границы охраняемой площади 2 и предохранительной зоны 3 объекта.

В пределах этой зоны (по простиранию) и по ширине перекрытия 8 с земной поверхности забуривают вееры нагнетательных скважин до нижней границы перекрытия. Расстояние между концами скважин в веере и веерами в рядах определяют исходя из проницаемости пород расчетным или опытным путем.

Производят нагнетание твердеющего раствора с задачей создания сплошного массива перекрытия. Для повышения проницаемости пород подбирают соответствующую консистенцию закладочной смеси, давление нагнетания, применяют добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ), веществ, замедляющих начало твердения, производят нагнетание зажимным способом. При обводненности зоны высокой проницаемости производят одновременную откачку воды из центральной скважины группы скважин. Подачу твердеющего раствора производят до полного прекращения его поглощения. В конце цикла нагнетания производится опрес- совка массива перекрытия подачей более жидкой смеси под повышенным давлением. Сплошность сформированного перекрытия может быть проверена после бурения контрольно-наблюдательных скважин одним из известных геофизических способов (электрозондирование, ультразвуковое зондирование и др.).

После формирования искусственного перекрытия и набора твердеющей смесью нормативной прочности (проверяется контрольным выбуриванием керна) бурят ряд спаренных закладочных 10 и контрольно-наблюдательных 11 скважин, служащих для

„ контроля за полнотой заполнения пустот закладкой, наблюдения за состоянием перекрытия. Количество спаренных скважин определяется из расчета наибольшего заполнения пустот смесью под перекрытием образующихся в результате обрушения неус5 тойчивых пород зоны тектонического нарушения и перепуска закладки при понижении горных работ.

Отработку залежей в пределах предохранительной зоны начинают с верхнего горизонта наиболее производительной для данных горно-геологических условий системы разработки с обрушением вмещающих пород. При выходе купола области обру- щения под перекрытие по закладочным скважинам подают породную закладку: песок,

5 песчано-гравийную смесь, хвосты и др. Полноту заполнения обеспечивают однпм из известных способов.

В аналогичном порядке производят закладку образовавшихся пустот под всей площадью перекрытия. При понижении очист ных работ, перекуске обрушенных пород и закладке, усадке закладочного массива производят своевременную дозакладку пустот под всей площадью перекрытия.

Контроль и дозакладку пустот производят до полного прекращения усадки мас5 сива и подбучивания перекрытия закладочным материалом.

0

Формула изобретения

Способ охраны подрабатываемых объектов от вредного влияния подземных разработок полезного ископаемого, включающий бурение нагнетательных скважин с земной поверхности в толщу пород в пределах

зоны опасного влияния на охраняемый объект и закладку образующихся пустот с постоянной их дозакладкой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охраны подрабатываемых объектов и расширение области охраны на крутопадающие месторождения, приуроченные к тектоническим нарушениям, за пределами которых массив представлен крепкими, устойчивыми породами, а на контакте наносов и коренных пород под охраняемым объектом имеется зона высокопроницаемых выветрелых пород или галечниковых отложений, перед выемкой полезного ископаемого определяют нижнюю границу расчетной мощности перекрытия, которое создают под охраняемым объектом в зоне высокопроницаемых вывет- релых пород или галечниковых отложений, скважины бурят до расчетной нижней границы перекрытия и нагнетают твердеющий раствор в высокопрокицаемые породы зоны перекрытия, а в процессе закладки и дозакладки пустот, образующихся под всей площадью перекрытия, производят контроль за полнотой закладки через контрольно- наблюдательные скважины, которые бурят с поверхности до нижней границы перекрытия и соединяют с закладочными.

Изобретение относится к горному делу и м. б. использовано при подземной разработке полезных ископаемых под охраняемыми объектами. Цель - повышение эффективности охраны подрабатываемых объектов и расширение области охраны на круп- нопадаюшие месторождения, приуроченные к тектоническим нарушениям, за пределами которых массив представлен крепкими, устойчивыми породами, а на контакте наносов и коренных пород под охраняемым объектом имеется зона высокопроницаемых выветрелых пород или галечниковых отложений. Для этого осуш,ествляют бурение нагнетательных скважин (С) с земной поверхности в толщу пород в пределах зоны опасного влияния на охраняемый объект и закладку образующихся пустот с постоянной их дозакладкой. Перед выемкой полезного ископаемого определяют нижнюю границу расчетной мощности перекрытия (П), которое создают под охраняемым объектом в зоне высокопроницаемых выветрелых пород или галечт1иковых отложений. Бурят С до расчетной нижней границы П и нагнетают твердеющий раствор в высокопроницаемые породы зоны П. В процессе закладки и до- закладки пустот, образующихся под всей площадью П, производят контроль за полнотой закладки через контрольно-на люда- тельные С, которые бурят с поверхности до нижней границы П и соединяют с закладочными С. 2 ил. «3 (Л

S