Способ возведения крепи горных выработок Советский патент 1982 года по МПК E21D11/10 

Изобретение относится к горному делу, а именно к строительству подземных сооружений, в частности к возведению крепи горных выработок в тонкотрещиноватых породах.

Известен способ возведения крепи горных выработок, включагвдий возведение грузонесущей оболочки и .тампонирование пустот за оболочкой тампонажным раствором f1.

К недостаткам способа относится неиспользование несущей способности горного массива, необходимость возведения грузонесущей оболочки и его высокая стоимость.

Наиболее близким к предлагаемому является способ возведения крепи горных выработок, включающий установку оболочки с тампонажными отверстиями, бурение скважин и нагнетание в них цементного раствора.

Указанный способ позволяет возводить облегченные .крепи за счет использования несущей способности горного массива, упрочненного нагнетанием цементационного раствора 2.

При упрочнении тонкотрещиноватых горных пород, и пород с ограниченной зоной трещиноватости вокруг выработки невозможно получить качест-у

венное упрочнение горного массива вследствие отфильтровывания жидкой фазы из раствора в процессе течения его по трещинам горных пород.

Цель изобретения - повышение качества крепи и снижение затрат на ее возведение.

Указанная цель достигается тем, что в способе возведения крепи горных выработок включающем установку оболочки с тампонажными отверстиями, бурение скважин и нагнетание цементационного раствора в них, нагнетание цементационного раствора производят лишь в приконтурную зону массива и отводят отфильтровывающуюся из приконтурной зоны и поступающую в пустоты между породным контуром и оболочкой жидкую фазу раствора через тампонажные отверстия в оболочке, а затем тампонируют вышеупомянутые пустоты цементно-песчаным раствором.

На фиг. 1 изобргшен вертикальный продольный разрез горной выработки; на фиг. 2 - разрез Л-А на фиг.1.

Способ осуществляется следующим образом.

По мере подайгания забоя в выработке устанавливают оболочку ( крепь

или опалубку) 1, бурят скважины 2 по контуру выработки. Устанавливают в скважине инъектор 3 (трубу, не доходящую до забоя скважины на 1/3 ее длины) с герметизатором 4. Если .трещины заполнены вторичным материало или необходимо определить удельное водопрглощение я определения начально концентрации цементационного раствора, то производят нагнетание воды в .скважины при известных режимах. Цементационной установкой 5 нагнетают цементационные растворы в скважины. При этом установленная оболочка (крепь или опалубка кроме своего основного назначения служит |Также и предохранительной крепью на случай, если произойдет непредвиденный гидроразрыв или отслаивание пород под действием давления нагнетания. Давление нагнетания устанавливают в зависимости от крепости пород комплексного параметра трещиноватости и принимают в пределах 10-25 кгс/см.

В процессе нагнетания в массив раствора дренирующаяся из массива жидкая фаза раствора 6 и предварител но закачанная .в массив вода растекаются в пространство за оболочкой. Не исключено попадание в это пространство и цементных частиц вследствие каких-либо непредвиденных прорывов раствора. В этом случае цементные частицы растекаются в пространстве за оболочкой вместе с дренированной водой. При этом вследствие малых скоростей движения цементные частицыбудут интенсивно оседать. Осевший слой 7 впоследствии будет нижней частью будущего тампонажного слоя за оболочкой. Скапливающуюся над осевшей твердой фазой воду периодически удаляют через отверстия 8 в оболочке. В первую очередь выпускают воду через нижние отверстия в оболочке. При появлении в них непосредственно раствора эти отверстия перекрывают и открывают вышераспложенные. отверстия в оболочке располагают на расстоянии 2-5 м друг от друга по длине выработки.

После упрочнения пород на некотором участке выработки отверстия в оболочке перекрывают и производят нанетание под давлением 2-3 кгс/см дргого более густого раствора в пустоты за оболочкой, например цементнопесчаного.

В результате реализации предлагаемого способа повышается качество упрочнения горного массива за счет его более плотного заполнения цементом вследствие отфильтровывания жидкой фазы раствора из массива в пространс во за оболочкой и последующего ее удаления через отверстия в опалубке. Кроме того, одновременно обеспечивается качество тампонирования пустот между оболочкой и контуром слоя пород. Одновременное повышение качества упрочнения горных пород и тампонирования пустот за оболочкой, т.е. повьаиение качества крепи, поз во ляет уменьшить несущую способность оболочки и даже выполнить ее в виде ограждающей конструкции, а также уменьшить глубину зоны упрочнения. Это приводит к уменьшению физических объемов работ и расхода материалов.

П)именение предлагаемого способа позволяет сократить трудоемкость и стоимость крепления на 30-40%, а также производить упрочнение, не ожидая развития интенсивной трещиноватости вокруг выработки, т.е. практически вслед за подвиганием ее забоя.

Формула изобретения

Способ возведения крепи горных выработок, включаняций установку оболочки с тактонажными отверстиями, бурение скважин и нагнетание цементационного раствора в них, отличающийся тем, что, с це лью повышения качества крепи и снижения затрат на ее возведение, нагнетание цементационного раствора производят лишь в приконтурную зону массива и отводят отфильтровывающуюся из приконтурной зоны и поступающую в пустоты между породным контуром и оболочкой жидкую фазу раствора через тампонажные отверстия в оболочке, а затем тампонируют вышеупомянутые пустоты цементно-песчаным раствором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 417570, кл. Е 21 D 11/10, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР 629347, кл. Е 21 D 11/10, 1970.