Способ формирования подземных полостей Советский патент 1990 года по МПК E21C45/00 

Изобретение относится к строительству и горному делу и может быть использовано для формирования полостей различного назначения через скважины.

Цель изобретения - повышение эффективности и безопасности работ при небольшой глубине формирования полостей.

На фиг. 1 представлена схема формирования полости, общий вид, в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно задаются проектным контуром 1 полости 2. Затем вне проекции этого контура 1 на поверхности проводят траншею 3. В том случае, если проектный контур 1 представляет окружность, то ось траншеи 3 располагают параллельно касательной к этой окружности. Если предполагается формировать полость 2 прямоугольной формы, тотраншеюЗ проводят параллельно длинной стороне прямоугольника. Глубину траншеи 3 принимают немного ниже уровня закрепления пород.

После этого из указанной траншеи 3 с помощью серийно выпускаемых станков горизонтального бурения в горизонтальной плоскости бурят .ряд параллельных друг другу скважин 4, Площадь контура обурива- ния должна перекрывать проекцию проектного контура 1 полости 2.

Затем в скважины 4 вводят перфорированные трубы 5 на всю длину этих скважин, Устья последних герметизируют и через трубы 5 под давлением иньектирорания нагнетают твердеющую смесь, в качестве которой могут быть использованы тампо- нажные растворы, синтетические смолы, силикатные растворы и т,д. Нагнетание производят до тех пор, пока не происходит наложение зон инъектирования всех соседних скважин, т,е. пока все породы в пределах площади обуривания не насытятся твердеющей смесью. Для эффективного закрепления пород определяют проницаемость пород и максимальный радиус эффективного закрепления. При сла бопроницаемых породах уменьшают расстояние между параллельными скважинами 4, а при хорошо проницаемых породах это расстояние увеличивают.

В результате нагнетания тверденэщей смеси образуется сплошная зона 6 закреп- ленных пород с арматурой в виде перфорированных труб 5.

Указанная арматура, выполнявшая ранее функции инъекторов, после схватывания твердеющей смесью песет основную нагрузку, а укрепленная зона предотвращает возможность местных вывалов пород в полость 2,

После проведения указанных операций траншею 3 засыпают, выравнивая поверх- ность.

По центру проектного контура 1 с помощью специальной базовой машины 7, бурят эксплуатационную скважину 8 через толщу закрепленных пород до нижней про- ектной отметки. В скважину 8 заводят сква- жинный гидромониторный агрегат 9 известной конструкции,

С помощью агрегата 9 приступают к образованию полости 2, Для этого по напор- 5 ному ставу агрегата под давлением подают воду, которая, истекая из насадки, формируется в струю. При круговом вращении агрегата 9 струя размывает породу с формированием цилиндрообразной поло- 0 сти 2, Пульпа самотеком поступает к всасу агрегата 9 и с помощью гидроэлеватора по выдачной колонне выдается на поверхность.

При формировании полостей другой 5 формы могут быть пробурены несколько эксплуатационных скважин.

Так как сводом полости 2 является зона 6 закрепленных пород с усилительной арматурой в виде труб 5, т,е, горизонтальная 0 перекрывающая плита, массовое обрушение налегающих пород, а также и вывалы в полость 2 практически исключаются как в процессе создания полости, так и в процессе эксплуатации. Одновременно с этим зона 5 6 с усиливающей арматурой воспринимает нагрузку не только от веса налегающих пород, но также и от базовой машины 7, обеспечивая полную безопасность ведения выемочных работ,

0Благодаря небольшой глубине расположения верхней отметки формируемой полости зона закрепления может создаваться на границе покрывающих пород, например торфов, суглинков, глин и так далее с более 45 крепкими породами. Кроме того, формируемые полости могут быть использованы в качестве подземных хранилищ различного рода материалов. При этом, предлагаемый способ может быть использован и в горном 50 деле, например, при опробовании мощных продуктивных горизонтов, когда необходимо предотвратить оседание земной поверх- ности и засорение извлекаемых пород продуктивного горизонта налегающими по- 55 родами.

Формула изобретения 1, Способ формирования подземных полостей, включающий бурение эксплуатационной и дополнительных скважин над проектным контуром полости, нагнетание

твердеющей смеси в дополнительные скважины, углубление эксплуатационной скважины, размещение в ней скважинного гидромониторного агрегата, размыв пород с подъемом горной массы на поверхность и образованием полости под закрепленными породами, отличающийся тем, что. с целью повышения эффективности и безопасности работ при небольшой глубине формирования полостей, вне проекции проектного контура полости на поверхности проводят траншею, из которой в одной горизонтальной плоскости бурят ряд параллельных одна другой скважин с перекрытием контура полости площадью контура обуривания, вводят в дополнительные сква- жины перфорированные трубы, а нагнетание твердеющей смеси осуществляют через ука занные трубы с наложением зон иньек- тирования соседних скважин.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что траншею располагают параллельно касательной к контуру полости.

Изобретение относится к строительству и горному делу и может быть использовано для формирования полостей различного назначения через скважины. Цель - повышение эффективности и безопасности работ при небольшой глубине формирования полостей. Способ осуществляется следующим образом. Предварительно задаются проектным контуром 1 полости 2, затем вне проекции контура 1 на поверхности проводят траншею 3, ее располагают параллельно касательной к контуру полости. Из последней в одной горизонтальной плоскости бурят ряд параллельных друг другу скважин (С) 4 с перекрытием контура полости площадью контура обуривания. Затем в скважины 4 вводят перфорированные трубы 5, через которые под давлением инъектирования нагнетают твердеющую смесь. В качестве последней могут быть использованы тампонажные растворы, синтетические смолы, силикатные растворы и т.п. В результате нагнетания твердеющей смеси образуется сплошная зона 6 закрепленных пород с арматурой в виде перфорированных труб 5. Затем траншею засыпают, выравнивания поверхность. По центру проектного контура 1 с помощью базовой машины 7, бурят эксплуатационную С 8 через толщу закрепленных пород по нижней проектной отметки. В С 8 заводят скважинный гидромониторный агрегат 9 и образуют полость 2 под закрепленными породами. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

V

(Риг.2