Способ опускания крупногабаритных тел в подземное пространство Советский патент 1993 года по МПК E21D1/00 E02D23/08 E21F15/00 

Изобретение относится к технологии строительства крупных подземных сооружений и может быть использовано для доставки на заданную глубину крупногабаритных тел и для захоронения опасных объектов в подземном пространстве.

Целью изобретения является повышение надежности опускания крупногабаритных тел под землю.

На фиг. 1 показан разрез толщи горных пород при спуске тела под землю; на фиг.2- то же с закладкой; на фиг. 3 - то же, когда высота столба закладки над телом меньше глубины вертикальной выработки; на фиг. 4 -то же с формированием зоны упрочнен ной закладки над опускаемым телом; на фиг. 5 - то же с воронкообразным устьем вертикальной выработки.

Пример конкретного выполнения способа.

В толще горных пород 1 создают зону 2 из разрушенных горных пород путем бурения нисходящих скважин с поверхности или восходящих скважин из подземных горных выработок 3. Зону 2 создают до размещения

на ее поверхности крупногабаритного обь- екта 4 или непосредственно под объектом 4. Зона 2 может создаваться в две стадии. На первой стадии дробят и выпускают горные, породы через воронки выпуска и горные выработки 3. На второй стадии образованную вертикальную выработку заполняют сыпучей закладкой, не склонной к слеживаемо- сти. Затем на поверхности закладки устанавливают объект 4. При двухстадий- ном формировании зоны 2 искусственное днище можно создавать открытым способом после выпуска горной массы и перед подачей закладки в зону 2.

Опускание объекта 4 осуществляют путем выпуска в выработки 3 горной массы или закладки из зоны 2. Объект 4 целесообразно размещать на монолитном мощном основании из железобетона. По мере выпуска горной массы из зоны 2 и опускания тела 4 в устье образующейся вертикальной выработки подают закладку 5. например, по трубопроводу 6. При этом в качестве закладки используют сыпучий материал, насыпной вес которого меньше насыпного веса выпуел

с

со ю

о о о о

скаемого материала, например керамзит, шлак, песок.

В качестве закладки может быть использована твердеющая полимерная пена. При этом после погружения тела 4 на небольшую глубину образовавшийся провал заполняют жидкой твердеющей полимерной пеной, например, на основе смол КФЖ. Пена приготавливается с низкой кратностью, что обеспечивает повышение ее прочностных свойств. При дальнейшем погружении объекта 4 на поверхность образованной пенной пробки подают сыпучую закладку, например песок. Пенная пробка под действием веса .закладки уплотняется и надежно защищает объект 4 от повреждений в процессе его спуска. Закладка 5 обеспечивает подпор стенок горных пород 1, что исключает динамическое воздействие горной массы на объект 4,

Горные выработки 3 и воронки 7 выпуска сооружаются ниже проектной глубины погружения тела 4. По достижении телом 4 проектной глубины выпуск горной массы из зоны 2 прекращают, на этом процесс погружения тела 4 заканчивается.

Если тело 4 представляет собой установку, которую необходимо эксплуатировать в подземных условиях, то из выработок 8 пробуривают скважины 9 с пересечением закладки 5. Затем нагнетают в закладку 5 твердеющий состав, например цементный раствор или раствор полимерной смолы. При этом образуется искусственное перекрытие 10, а закладку 11 (фиг. 4) под перекрытием удаляют, например, путем гидромониторного размыва через дополнительные выработки (не показаны). После удаления закладки 11 осуществляют упрочнение кровли перекрытия 10с помощью на- брызг-бетонировэния, установки у анкеров и т.д. Для повышения устойчивости перекрытия .10 тело 4 до его спуска снабжают канатными анкерными стержнями 12, которые размещаются вертикально в закладке 5 по мере спуска тела 4. Анкеры 12 обеспечивают формирование железобетонного перекрытия 10, которое надежно защищает технологическое пространство, где размещено тело 4. Если тело 4 характеризуется повышенной радиоактивностью, то после формирования перекрытия 10 закладку 11 не извлекают, а осуществляют упрочнение всей закладки в окрестности тела 4.

С целью снижения статического давления закладки 5 на тело 4 высота столба закладки над телом 4 может быть постоянной в процессе его спуска, а после достижения телом 4 проектной глубины и формирования перекрытия над ним осуществляют дозакладку выработки 13. В этом случае по мере спуска тела 4с поверхности столба закладки 5 (фиг. 3) осуществляют упрочнение стенок выработки 13, например, устанавливая анкеры. Столб закладки 5 (фиг. 3) обеспечивает подпор стенок выработки 13 в районе тела 4 и выполняет функции защитной подушки при возможном обрушении стенок выработки 13 выше столба закладки 5. Высоту столба закладки 5 выбирают из условия исключения разрушения или деформации тела 4 под действием веса столба закладки 5.

В тех случаях, когда выработка 13 формируется в устойчивых горных породах 1, рассчитывают максимальную глубину устойчивого обнажения стенок выработки 13 и поддерживают эту глубину постоянной путем подсыпки закладки 5 по мере опускания

тела 4. Это также снижает давление закладки на тело 4 и повышает безопасность работ.

Незаложенному участку выработки в ее устьевой части можно придавать форму воронки 14. что повышает ее устойчивость. После спуска тела 4 воронку 14 заполняют закладкой. Если опускание тела 4 осуществляют в абразивной крупнокусковой среде, то до начала спуска тела 4 его снабжают

защитным кожухом 15, который может быть выполнен из бывших в употреблении автомобильных покрышек, которые связывают друг с другом с образованием ячеистого полотна.

Таким образом, как видно из описания, способ обеспечивает повышение эффективности подземного строительства при разме- щении в недрах крупногабаритных объектов а также позволяет осуществлять

захоронение опасных объектов, например аварийных ядерных реакторов. Формула изобретения Способ опускания крупногабаритных тел в подземное пространство, включающий размещение тела на поверхности вертикальной зоны, заполненной разрушенной горной массой или сыпучим материалом, выпуск горной массы или сыпучего материала в подземные горные выработки с одновременным опусканием тела под землю и закладкой образующегося провала сыпучим материалом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности опускания тела под землю за счет снижения динамических нагрузок при зависании и обрушении закладки над телом, при достижении опускаемым телом глубины, превышающей высоту тел а, выпуск горной массы прекращают, провал заполняют твердеющей полимерной пеной, а после ее затвер51820000 6

девания и образования твердой пробки воз- закладочного материала на поверхность об- обновляют выпуск горной массы с подачей разованной пробки.

Способ предназначен для надежного опускания крупногабаритных тел под землю. Размещают тело на поверхности вертикальной зоны, заполненной сыпучим материалом. По достижении опускаемым телом глубины, превышающей высоту тела, выпуск горной массы прекращают. Провал заполняют твердеющей полимерной пеной. После затвердевания и образования твердой пробки возобновляют выпуск горной массы с подачей закладочного материала на поверхность образованной пробки. 5 ил.

«э1

ел

фиг.5