Способ создания полости большого объема в горных породах Советский патент 1992 года по МПК E21D11/00 

Изобретение относится к горной промышленности и технологии строительства подземных объектов и может быть использовано при создании подземных крупных полостей, например для размещения в них оборудования подземных предприятий, при строительстве подземных ангаров и т.д.

Известен способ, включающий сооружение в земной коре выработки большого сечения и крепление ее стенок.

Недостатком способа является низкая устойчивость кровли, что не позволяет сооружать выработки большого объема особенно в породах низкой устойчивости.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, включающий формирование перекрытия для поддержания кровли и последующее создание под его защитой полости.

Недостатком данного способа является низкая устойчивость кровли, особенно если полость создается в земной коре, где высока сейсмическая активность, а также в зоне сейсмовоздействия мощных взрывов.

Цель изобретения - повышение эксплуатационных свойств полости за счет надежного крепления ее кровли.

Цель достигается тем, что согласно способу, включающему формирование перекрытия для поддержания кровли и создание под перекрытием полости, осуществляют формирование перекрытия на земной поверхности на разрушенных горных породах, снабжают перекрытие гибкими анкерными

VI

О (Л

ел

ioo

ю

стержнями, которые прикрепляют к нему одним концом и размещают равномерно по площади перекрытия, затем осуществляют удаление разрушенных горных пород под перекрытием с опусканием перекрытия и закладкой образующегося над перекрытием провала, после достижения перекрытием проектной глубины, осуществляют натяжение с поверхности гибких анкерных стержней, а затем под перекрытием удаля- ют горную массу.

Кроме того, осуществляют сначала натяжение анкеров, закрепленных в окрестности геометрического центра площади перекрытия, затем продолжают удаление пород под перекрытием, после чего натягивают анкеры, закрепленные по периферии площади перекрытия.

Кроме того, после натяжения гибких анкерных стержней осуществляют инъектиро- вание закладки над перекрытием твердеющей смесью, а удаление горной массы под перекрытием продолжают после затвердевания инъектированной закладки.

На фиг. 1 показан вертикальный разрез толщи горных пород до спуска перекрытия; на фиг. 2 - то же, после достижения перекрытием проектной глубины; на фиг. 3 - то же, после формирования полости под перекрытием; на фиг. 4 - гибкое перекрытие, общий вид; на фиг. 5 - полость с куполообразной кровлей.

Способ осуществляют следующим образом.

В горных породах 1 с поверхности или из подземных выработок создают вертикальную область 2 разрушенных горных пород путем бурения и взрывания пучков сближенных параллельных скважин, глубину области 2 принимают больше проектной глубины заложения полости. После этого на поверхности разрушенных горных пород формируют перекрытие 3, которое может быть гибким и состоять из железобетонных плоских блоков, связанных стальными кана- тами. Каждый блок перекрытия снабжают по крайней мере одним гибким анкерным стержнем в виде стального каната, длина которого больше проектной глубины заложения подземной полости. После закрепле- ния анкеров на перекрытии 3 осуществляют удаление горных пород из области 2, например, путем их выпуска в подземные горные выработки 4 с последующей их выдачей на поверхность. По мере выпуска горных по- род происходит опускание перекрытия 3 до проектной глубины. Пространство над перекрытием 3 заполняют сухой закладкой 5 по мере его спуска. Свободные концы гибких анкерных стержней 6 фиксируют на поверхности, что обеспечивает их вертикальное расположение в закладке 5. После достижения перекрытием 3 проектной глубины анкеры 6 натягивают и устанавливают на поверхности опорные плиты 7 анкеров 6. Натяжение анкеров 6 осуществляют с помощью мощных лебедок. При натяжении анкеров б закладка 5 уплотняется, а перекрытие 3 приподнимается на высоту, определяемую податливостью закладочного материала 5.

После запрессовки закладки 5 между перекрытием 3 и опорными плитами 7 осуществляют иньектирование закладки 5 твердеющей смесью, например цементным раствором, с образованием зоны 8 упрочненной закладки над перекрытием 3. После затвердевания закладки 5 над перекрытием 3 продолжают выпуск горных пород из области 2. После того как положение перекрытия 3 зафиксировано, происходит формирование полости 9 под ним. В полости 9 через выработки 10 после окончания выпуска горных пород укрепляют почву и создают искусственные целики 11 по контуру полости 9. После этого полость 9 готова к эксплуатации и размещения в ней технологического оборудования.

Для создания куполообразной кровли (фиг. 5) сначала натягивают и закрепляют анкеры, которые закреплены в окрестности геометрического центра перекрытия 3 (фиг. 4.отмечены точками), затем продолжают выпуск горных пород из области 2 и после прогиба краев гибкого перекрытия 3 натягивают остальные анкерные стержни 6. расположенные на периферии перекрытия,

Диаметр стальных канатов анкеров 6 принимают равным 50-100 мм. расстояние между анкерами 6 - 3-6 м. что позволяет создать надежную железобетонную кровлю над плоскостью 6, обладающую высокой сейсмоустойчивостью. В качестве закладки 5 может быть использован песок, гравий, добытые дробленые породы из области 2. Сооружение крупных полостей по описанной технологии возможно хак в скальных, так и в слабых горных породах. Кроме того, достоинством способа является высокая безопасность, так как основные работы производятся не под землей, а на поверхности.

Формула изобретения

1. Способ создания полости большого объема в горных породах, включающий формирование перекрытия и удаление из-под него горной массы, отличающийся тем. что, с целью повышения надежности крепления, с поверхности или из подземной выработки создают вертикальную область разрушенной горной массы и формируют на

ней перекрытие, к которому прикрепляют гибкие анкерные стержни, равномерно распределенные по его площади, а по мере удаления разрушенной горной массы перекрытие опускают и закладывают образующееся пространство, а после достижения перекрытием проектной глубины осуществляют натяжение анкерных стержней.

2. Способ поп. 1,отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости кровли путем придания ей куполообразной

0

формы, сначала осуществляют натяжение центральных анкерных стержней, а затем после удаления горной массы натягивают периферийные анкерные стержни.

3. Способ по п. 1,отличающийся тем, что после натяжения анкерных стержней осуществляют инъектирование закладки над перекрытием твердеющей смесью, а удаление горной массы под перекрытием продолжают после ее затвердевания.

Изобретение относится к подземному строительству, в частности технологии возведения полостей большого объема. Оно позволяет повысить надежность крепления кровли сооружений. С поверхности земли или из вспомогательной выработки создают вертикальную область разрушенной горной массы. На ней формируют перекрытие, к которому прикрепляют гибкие анкерные стержни, равномерно распределенные по его площади. Под перекрытием удаляют горную массу и опускают его. По мере опускания перекрытия пространство над ним закладывают. После достижения проектной отметки производят натяжение анкерных стержней. Для придания кровле куполообразной формы сначала натягивают центральные стержни, а потом периферийные. После натяжения анкерных стержней возможно инъектирование закладки твердеющей смесью. В этом случае удаление горной массы производят после ее затвердевания.2 з.п. ф-лы, 5 ил. ё

I tro т ЕПРН н и

Фиг. I.

28990AI

-,нШй

ЈЈ y №№t3L ,

H t-H

Э-1ЙР

IJ-Ut-HJ

Фиг. 4.

Ч

ъ

-Азхощ

/,

/

//////////////