Способ защиты подземных полостей от прорыва воды Советский патент 1980 года по МПК E21F16/00 

Изобретение относится к rop:-ioivry делу и может быть использовано для защиты подземных полостей от- гтрорыэ воды. Известен способ заищтн подземных полостей от прорыва воды из гидроаккумулирующего слоя пород, включаю предварительное проведение комплекс выработок и отводд воды fl . Известен также способ защиты под земных полостей от прорыва воды из гидроаккумулиру о цего слоя пород, включшощий создание по крайней мере одного отводного элемента и отвод водьт 2 . Однако оба указанных способа не обеспечивают достаточно эффективной превентивной защиты полостей при на личии между образуемыми полостями и гидроаккумулирующим слоем водоупо ного слоя неравномерной мощности. Целью изобретения является обеспечение эффективной превентивной защиты указанных полостей. Поставленная цель достигается, тем, что отводные элементы создают в водоупорном слое, что водовыводящий отводной элемент изолируют и нагнетают в него под давлением, бол ьшим да вл е fi и я выдел яюще и с я в о ды, твердеющий л:атериал/что в отводной злемент, сме;кный с водовыделяющим отводным элементом, нагнетают тверat::Oi iH i aтepнaл- что в первую очередь ггвердеющий материап нагнетают }з смежный с водовыделяюшим отводным элементом элемент и после затвердени:ч части aтepиaлa в смежном зле м;енте нагнетают твердеющий материал в водовыделяющий отводной элемент. На фиг. 1 представлена общая схе,ia работ по заиште подземных выработок от прорыва воды в п.лоскости аста; на Фкг. 2 - та же дхема в:-срест простирания пласта; на . 3 представлена другая схема расм I по заьщте подземных вьфаботок; на фиг. 4 - та же схема вкреот просТфания пласта; на фиг. 5- схема 3 а ujT т туннеля от прорывов воды; б - схема еще одного варианта защ.кты подземных выработок; на - схед-;а того же варианта простирани я пласт а; н а фи г.8 схема, того ке варианта по простиранию пласта; ка фиг. 9 - схема заьчиты подземных выработок в иных условиях; tia фиг. 10 - та же схема в плоскости залегки; на фиг. 11 - схема ввода материала в отводной элемент; на

фиг. 12 -- схема одного из вариантов способа.

Способ заключается в следующем о Выемку полезного ископаемого производят очистным забоем 1 с предварительным проведением штреков 2, 3. Та как пласт 4 имеет угол падения,11трек 2 расположен ниже штрека 3. К пласту непосредственно примыкает водоупорны слой 5, под которым находится гидроаккумулирующий слой б. В данном варианте способа превентивная защита осуществляется таким образом, что перед очистным забоем 1 из штрека. 2 под почвой 7 пласта 4 бурят скважины 8. Там, где проходит сброс 9,скважины бурят с обеих сторон сброса. Скважины 8 создают ловушку для всдьл, и в дальнейшем вода поступает в штре 2 и в водосборник.

Возможен иной вариант способа, где отводные элементы 10 создают непосредственно в пласте. В элементы 10 вмонтировывают трубопроводы 11.

Трубопроводы вводят в ВОДОБЫВОДЯЩИе

элементы, а элементы, не выводягдке воду, пневматическими установками 12 забивают зернистым материалом 13.

При защите туннеля 14 в водозс1порном слое, ограниченном поверхностью 15 от гидроаккумулирующего слоя 16, проводят штрек 17.Параллельно штреку 17 проходят выработку 18, фронт которой опережает фронт штрека 17, Выработку 18 проходят выше штрека 17 и соединяют ее с последним сбойками 19. Штрек -17 служит одновременно для удаления воцы, вентиляции и технического обслужив ани я.

При другом варианте выемки наиболее целесообразно из более глубокого штрека 20 после прохода забоя бурить скважины 21 и с их помощью удалять поступающую воду, а перед очистным забоем бурить скважины 8 у почвы 7 пласта 4,

В ином случае штреки 2, 3 соединяют с главным вспомогательным штреком 22, а более глубокие штреки 20 - с обезвоживающим штреком 23. Далее бурят скважины 24, 25. В скважины, выделяющие воды, вводят впрыскные трубы 26, через которые нагнетают уплотнительный материгш, Скважинн, не выделяющие воду, закладывают зернист м материалом. Штреки 20 при работе должны всегда опережать штреки 2, 3,

Для подачи в скважину 27 твердеющего материала в нее вводят трубу 28 состоящую из секций 29, 30, на переднем конце которых установлены ролики И, а на заднем - заслонка 32 и патрубок 33 впрыскной магистрали.Основная труба 28 после открытия заслонки J2 может посредством гидравлики или с помощью ходового винта вдвигаться навстречу поступающей воде. Основная Tpyfia 28 уплотняется пакерами 34 Внутренняя полость каждого пакера соединена с впрыскной трубой 35, через которую подается твердеющий материал. После отвердения материала внутри пакеров 34 кольцевые полости между стенками основной трубы и стенкой отводного элемента с помощью впрыскной трубы 36 заполняются твердеющим материалом, а воздух выпускается по трубе 37. После отвердения материала В1трыскной трубопровод соединяют с патрубком 33, и заслонка 32 перекрывается.

Сначала впрыскивание осуществляют в отводных элементах, расположенных ближе к месту прорыва, и только посл отвердения материала впрыскивание производят непосредственно в водовыдляющий элемент. Впрыскивание длится до тех пор, пока не обнаружится увеличение давления впрыска вследствие начала отвердения впрыснутого материала или наполнения большой полости и внедрения в малые проходы, питающие ее. Впрыскивание производят под давлением, большим давления поступающей в отводной элемент воды.

В некоторых случаях отводные элементы должны располагаться относительно близко друг к другу. При этом целики между отводными элементами постепенно разрушаются, В этих случаях сначала выполняется лишь один из двух отводных элементов, ВЕЛХОД которого заполняется уплотнительиым материалом 38. В материале 38 укладывают трубы 39 для последующего впрыскивания. Промежуточные элементы 40 выполняют только после отвердения материала 38 .

Отводящд1:е элементы при необходимости могут быть расширены гидравлическим методом.

Формула

и 3 с бр е т е н и я

1.Способ защиты подземных полостей от прорыва воды из гидроаккумулирующего слоя пород, включающий создание по крайней мере одного отводного элемента и отвод воды, о т л и ч а ю-щ и и с я тем, что, с целью обеспечения эффективной превентивной заьдаты полостей при наличии между образуемыми полостями и гид13оаккумулируюшим слоем водоупорного слоя неравномерной мощности, отводные элементы создают в водоупорном слое с опережением над созданием полостей и с отделением последних от элементов.

2.Способ по п.1, о т л и ч а юш и и с я тем, что водовыволящий

отводной элемент изолируют и нагнетают в него под давлением, большим давления выделяющейся воды, твердеющий материал.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в отводной элемент, смежный с водовыделяющим отводным элементом, нагнетают твердеющий материал.

А, Способ по п.З, отличающ и и с я тем, что в первую очередь твердеющий материал нагнетают в смежный с водовыделяющим отводным, элементом элемент, и после затвердения части материала в смежном элементе

нагнегают твердеющий материал в водовыделяющий отводной элемент.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Абрамов С.К. и др. Способы, системы и расчеты осушения шахтных и карьерных полей, М., Недра, 1968, с. 76-78.

2.Калмыков Е.П. Борьба с внезапными прорывами воды в горные выработки. М., Недра, 1973, с. 231

0

(прототип).

/ / // / ////у////у -/

///////////

/

у

/

п

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

///// 7////// / / / / / / / Л7

2f,

ФигМ

р /У/М ////// ///

щ% шшршш йЩ %ту .