Способ сооружения противофильтрационной завесы за контуром шахтного ствола в пористых породах Советский патент 1993 года по МПК E21D1/00 

Изобретение относится к горному делу, в частности, к области шахтного строительства и предназначено для водоизоляции вертикальных шахтных стволов, сооружаемых в пористых водоносных горизонтах.

Цель изобретения - повышение надежности противофильтрационной завесы и снижение затрат на ее сооружение.

На фиг.1 и 2 показаны схемы формиро вания изоляционной завесы вокруг ствола в разрезе и сечения в плане; на фиг.З - аксонометрическое изображение сформированной противофильтрационной завесы.

Способ осуществляют следующим образом.

- из забоя 1 шахтного ствола 2 по его периметру на расстоянии а от контура бурят наклонные законтурные скважины 3 (расстояние а выбирают из условий технологии);

- рассчитывают величину

hD

m + a

sin у

hp - расстояние от устья скважины до точки нарезки радиальных щелей, м;

а - технологическое расстояние от устья скважины до контура ствола, м;

m - минимальное технологическое расстояние-от контура ствола до контура скважины, м;

у - угол наклона скважины, град.;

- в скважинах 3 на глубине hp перпендикулярно оси скважины нарезают (например, методом пескоструйной перфорации) радиальные трещины 4 в направлениях. противоположных шахтному стволу (на практике установлено, что оптимальное число трещин 3);

- от радиальных трещин 4 вниз, по всей длине скважины нарезают продбльные трещины 5;

Ё

СО

о

го

со ел

- путем нагнетания под давлением в скважины жидкости или тампонажного раствора осуществляют гидрорасчленение нарезанных щелей;

- восходящими заходками (снизу - вверх) осуществляют нагнетание в полученные трещины тампонажного раствора, формируя таким образом от скважины к скважине противофильтрационную завесу вокруг ствола.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Опытно-промышленные испытания способа сооружения противофильтрацион- ной завесы (ПФЗ) за контуром шахтного ствола в пористых породах осуществлены при проведении северного вентиляционного ствола шахты Горская 1-2 ПО Лерво- майскуголь.

В гидрогеологическом отношении поле шахты Горская характеризуется весьма сложными условиями: большим числом напорных водоносных горизонтов, сложенных пористыми и трещиновато-пористыми породами, в.которых прогнозные водопритоки достигали 380 м/с. При проходке вентиляционного ствола были последовательно применены предварительная цементация горных пород, химизация и силикатизация.

Несмотря на осуществление целого комплекса работ по предварительному тампонированию с поверхности, в наиболее по- ристом водоносном песчанику, расположенном в интервале глубин 297-324 м. из опережающей скважины был получен приток воды 12,5 м /ч, что в пересчете на ствол составляет 100 м /ч.

Примененный на данном участке разработанный в порядке служебного задания способ сооружения противофильтрацион- ной завесы за контуром шахтного ствола в пористых породах показал высокую эффективность и надежность.

Способ осуществлялся в технологической последовательности, изложенной выше. Для гидрорасчленения и гидроразрыва

начальных щелей под избыточным давлением нагнетали тампонажный раствор, что по- зволило совместить операции гидроразрыва и тампонирования.

После окончания работ п.о сооружению ПФЗ остаточный водоприток в ствол составил 1,3 м /ч, что значительно ниже допустимого (согласно СНиП, с.Ill, раздел Б допустимый остаточный водоприток в ствол

составляет 5,0 м /ч).

Проведенные испытания дают основание утверждать, что разработанный способ универсален и может быть использован в различных пористых породах при любой

мощности водоносных горизонтов. Формула изобретения Способ сооружения противофильтраци- онной завесы за контуром шахтного ствола в пористых породах, включающий бурение

скважин вокруг ствола, нарезку щелей в стенках скважин, создание искусственных трещин путем гидроразрыва в направлении полученных щелей и нагнетание тампонажного раствора в полученные трещины, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения эффективности в эксплуатации противо- фильтрационной завесы и снижения затрат на ее создание, скважины бурят из забоя под углом к вертикали, по длине скважин

нарезают продольные щели, а над ними перпендикулярно оси скважин нарезают радиальные щели на глубине

35

hp

m + a sin у

где hp - расстояние от устья скважины до точки нарезки радиальных щелей, м;

m - минимальное расстояние от контура ствола до контура скваж.ины, м;

а - технологическое расстояние от устья скважины до контура ствола, м;

у - угол наклона скважины, град, при этом радиальные щели нарезают в направлении, противоположном шахтному стволу.

Использование: в горном деле, в частности в шахтном строительстве, и предназначено для водоизоляции вертикальных шахтных стволов, сооружаемых в пористых водоносных горизонтах. Сущность изобретения: завесу формируют вокруг ствола отдельными заходками из забоя в двух взаимно перпендикулярных направлениях, для чего скважины бурят под углом к стволу, по длине скважин нарезают продольные щели, а над ними перпендикулярно оси скважины нарезают радикально-кольцевые щели на определенной глубине. 3 ил.