Крепь горной выработки Советский патент 1982 года по МПК E21D11/10 

Изобретение относится к проведению в сложных геологических и гидрогеологических условиях горных выработок некоторых шахт, рудников и подземных сооружений, к которым по условиям их эксплуатации предъявляются жесткие требования в части водонепроницаемости крепи. Известна чугунная водонепроницаемая крепь для крепления горных выработок из отдельных тюбингов, соединяемых болтовыми соединениями 1. Недостатком известной крепи является воз.можность проникновения высоконапорных подземных вод через швы тюбингов. Известна также крепь горной выработки, содержащая концентрично установленные с промежутком наружную и внутреннюю обделки, пространство между которыми заполняют бетоном 2. Однако эта крепь характеризуется недостаточной водонепроницаемостью, так как бетон является водопроницаемым составом. Цель изобретения - исключение проникновения через крепь подземных вод. Указанная цель достигается тем, что закрепное пространство между наружной и внутренней обделками заполняют незатвердевающей вязкой жидкостью, находящейся под давлением, превышающим давление подземных вод. Кроме того, про.межуток между внешней и внутренней обделками может быть разделен на герметичные отсеки посредством диафрагм. На фиг. 1 изображена крепь горной выработки; на фиг. 2 - вариант ее выполнения; на фиг. 3 - узлы I и II на фиг. 2. Водонепроницае.мость крепи горной выработки достигается следующим образом. Крепь сооружают из двух колонн, напри.мер чугунных 1 и железобетонных 2 тюбингов, так, чтобы между ними образовалось замкнутое пространство 3, которое заполняют незатвердевающей вязкой жидкостью 4 с незначительной проникающей способностью. Эта жидкость находится под некоторым давлением, которое должно превышать на любом участке крепи давление (напор) подземных вод в закрепном пространстве, заполняемом обычно бетоном 5. В силу незначительной проникающей способности вязкая жидкость не может вытечь через внещний и внутренний слои крепи. Подземные же воды или рассолы, в той или иной степени проникающие через наружный слой крепи и находящиеся под давлением PI , встречают на своем пути зону повышенного давления РЗ, под которым находится жидкость. Поскольку РЗ PI, дальнейшее проникновение подземных вод через крепь невозможно. Таким образом, между наружным и внутренним слоями крепи образуется своего рода кольцевой гидрозатвор, позволяющий обеспечить полную водонепроницаемость. Сооружение предлагаемой крепи с внутренним гидрозатвором выполняют в следующей последовательности. Первый включает в себя проходку выработки, например, с использованием искусственного замораживания пород. На этом этапе на основе одной из существующих технологических схем монтируют наружную колонну из чугунных тюбингов 1, укладывают бетон 5 и устанавливают элементы 6 стальных диафрагм. Внутреннюю колонну 2 тюбинговой крепи монтируют в направлении снизу вверх после окончания проходки выработки. После сборки тюбингов внутренней колонны в пределах секции гидрозатвора, монтажа и сварки 7 элементов диафрагм 8 и 9, а также установки трубопроводов 10 готовая секция может быть включена в работу путем залива в нее определенного столба жидкости. По мерр готовности отдельные секции гидрозатвора последовательно в направлении снизу вверх включаются в работу, защищая выработку от проникновения подземных вод. Предлагаемая крепь позволяет значительно повысить эффективность эксплуатации рудников, шахт и подземных сооружений. Формула изобретения 1. Крепь горной выработки, содержащая концентрично установленные с промежутком наружную и внутреннюю обделки и заполнение закрепленного пространства бетоном, отличающаяся тем, что, с целью исключения проникновения через крепь подземных вод, закрепное пространство между наружной и внутренней обделками заполняют незатвердевающей вязкой жидкостью, находящейся под давлением, превышающим давление подземных вод. 2. Крепь по п. 1, отличающаяся тем, что промежуток между внещней и внутренней обделками разделен на герметичные отсеки посредством диафрагм. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I- Горбаткин Б. Гидроизоляция чугунной тюбинговой крепи. М., «Недра, 1970, с. 26. 2. Трупак Н. Г. Способы борьбы с водой на калийных и соляных рудниках. М., Госгортехиздат, 1961, с. 285.