Способ поддержания горной выработки в неустойчивых грунтах Советский патент 1992 года по МПК E21D11/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при строительстве тоннелей, метрополитенов и других подземных выработок.

Известен способ поддержания горной выработки, включающий бурение опережающих скважин, камуфлетное взрывание с созданием разгруженной зоны, бурение нагнетательных скважин, инъекцию через них твердеющего раствора и проходку выработки в укрепленной зоне.

Недостатком известного решения являются значительные затраты труда и материалов, низкие темпы проходки выработки, а

также недостаточный учет напряженно-деформированного состояния массива пород. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ поддержания горной выработки, предусматривающий предварительное бурение горизонтальных скважин вокруг будущей выработки и нагнетание в них твердеющих растворов перед проходкой подземной выработки.

Недостатком известного решения является недостаточная устойчивость пород кровли выработки за счет действия в них значительных растягивающих напряжений.

XI ю оо

Ј ю N

Цель изобретения - повышение устойчивости выработки за счет напряженного состояния.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу поддержания горной выработки в неустойчивых грунтах, включающему создание упрочненной зоны в приконтурном массиве нагнетанием твердеющего раствора через скважины, пробуренные впереди забоя, и проходку выработки после твердения раствора в упрочненной зоне на длину последней, предварительно бурят дополнительные измерительные скважины, оборудованные датчиками давления, устанавливают величины действующих в массиве напряжений, определяют зону и ожидаемые значения растягивающих напряжений, которые будут иметь место в приконтурном массиве пройденной выработки, после чего через нагнетательные скважины в этой зоне создают сжимающие напряжения нагнетанием твердеющего раствора с одновременным контролем изменения напряженного состояния, обеспечивая превышение величиной упомянутых сжимающих напряжений абсолютных значений ожидаемых растягивающих напряжений не более, чем на величину предела прочности грунта на сжатие.

Способ реализуют следующим образом.

До начала проходки выработки в при- контурную ее зону бурят измерительные скважины, устанавливают в них датчики напряжений и определяют величины действующих в массиве напряжений. На основании полученных результатов с учетом физико- механических характеристик вмещающих пород и параметров проводимой выработки определяют, например, методом расчета, параметры зоны ожидаемых растягивающих напряжений у контура будущей выработки и величины последних. Затем бурят инъекционные скважины в приконтурном массиве будущей выработки и подают в них твердеющий раствор под давлением, величина которого определена из условия создания в приконтурном массиве сжимающих напряжений ст, абсолютное значение которых не превышает суммы абсолютных величин ожидаемых растягивающих напряжений и предела прочности грунтов на сжатие. В процессе нагнетания твердеющего раствора контролируют изменение напряженного состояния массива в обрабатываемой зоне, возникающее в процессе инъектиро- вания. После подачи в обрабатываемую зону необходимого количества твердеющего

раствора обеспечивают твердение его в условиях объемного напряженного состояния, для чего, например, используют запорную арматуру в элементах нагнетательной системы, после чего снимают давление подающих насосов.

Проходку выработки ведут после твердения раствора под защитой упрочненной зоны на длину последней. На границе данной зоны забой останавливают и при необходимости операции по упрочнению пород повторяют.

Формула изобретения Способ поддержания горной выработки в неустойчивых грунтах, включающий создание упрочненной зоны в приконтурном массиве нагнетанием твердеющего раствора через скважины, пробуренные впереди забоя, и проходку выработки в упрочненной зоне твердения раствора на длину последней, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости выработки за счет учета напряженного состояния, предварительно бурят дополнительные измерительные скважины, оборудованные датчиками

давления, устанавливают величины действующих в массиве напряжений, определяют зону и ожидаемое значение растягивающих напряжений, которые будут иметь место в приконтурном массиве пройденной выработки, после чего через нагнетательные скважины в этой зоне создают сжимающие напряжения нагнетанием твердеющего раствора с одновременным контролем изменения напряженного состояния, обеспечивая

превышение величиной упомянутых сжимающих напряжений абсолютных значений ожидаемых растягивающих напряжений не более, чем на величину предела прочности грунта на сжатие.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при строительстве тоннелей, метрополитенов и других подземных выработок. Целью изобретения является повышение устойчивости выработки за счет учета напряженного состояния. Бурят измерительные скважины, оборудуют их датчиками давления и определяют величину действующих в массиве напряжений. Затем определяют ожидаемые параметры зоны растягивающих напряжений и величины последних, которые будут иметь место в приконтурном массиве пройденной выработки, после чего бурят нагнетательные скважины в эту зону и ведут подачу твердеющего раствора с одновременным контролем величин сжимающих напряжений, создающихся в данной зоне. Величины упомянутых сжимающих напряжений должны превышать абсолютные величины ожидаемых растягивающих напряжений не более чем на величину прочности грунта на сжатие. Твердение раствора обеспечивают в условиях объемного напряженного состояния. После набора раствором необходимой прочности осуществляют проходку выработки на длину упрочненной зоны. СО с