Спосіб струминного закріплення слабких гірничих порід

Изобретение относится к области шахтного и гражданского строительства, в частности к упрочнению горных пород перед проходкой стволов и упрочнению фундаментов зданий и сооружений, а также к строительству противофильтрационных завес. Прототипом изобретения является струйный способ закрепления горных пород, основанный на использовании энергии струи закрепляющего раствора для разрушения и перемешивания слабой породы с закрепляющим раствором и их последующим отвердеванием. При этом в струйный монитор подается однокомпонентный закрепляющий раствор в качестве которого может использоваться цементное молоко и синтетические смолы. Струйный монитор опускают, либо замывают скважину, а затем медленно поднимают с одновременным его вращением. При этом через боковые сопла подается закрепляющий раствор с постоянным давлением. Струя раствора, проникая в слабую породу на некоторое расстояние, смешивается с ней и после застывания образуется в зоне закрепленной породы. Однако, этот способ имеет следующий недостаток: достаточно велико время застывания закрепляющего раствора (56). В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа струйного закрепления слабых горных пород, в котором процесс разрушения и закрепления ведут двухкомпонентной струей и за счет этого добиваются улучшения однородности закрепленной породы, сокращение времени при увеличении радиуса закрепления, что обеспечивает повышение прочности закрепляемой породы, интенсификацию процесса закрепления, снижение затрат. Поставленная задача достигается тем, что в струйном способе закрепления слабых горных пород путем разрушения породы, введения в нее отвердителя и их перемешивания, ведут одновременно струей жидкого стекла, обживаемой потоком углекислого газа. При подаче струй жидкого стекла и углекислого газа в результате процессов одновременного разрушения и перемешивания углекислый газ проникает во всю толщу закрепляемой породы равномерно. Ввиду того, что стр уя жидкого стекла обжимается струей углекислого газа, при том же самом давлении закрепляющий раствор проникает дальше, так как струя углекислого газа разграничит прямой и возвратный потоки закрепляющего раствора, что обеспечивает лучшее качество струи, т.е. более высокое давление струи в тех же точках, что и при однокомпонентном закреплении, а это идет к увеличению дальности проникания закрепляющего раствора. При химическом воздействии жидкого стекла и углекислого газа процесс застывания протекает значительно быстрее. Реакция, описывающая этот процесс: В результате по всей толщине закрепляемой породы будут одинаково перемешаны жидкое стекло, слабая порода и углекислый газ. Тогда процесс схватывания будет проходить равномерно по всей закрепляемой зоне. В результате застывания жидкого стекла будет протекать значительно быстрее и равномерно, что улучшит качество закрепления слабой породы. На чертеже (фиг.) показана схема закрепления слабых горных пород, где 1 - незакрепленная порода, 2 - закрепленная порода. 3 - жидкое стекло, 4 - углекислый газ, 5 - струйный монитор. Монитор 5 для струйного закрепления слабых горных пород опускают на максимальную глубину, требуемую для закрепления. Затем под высоким давлением подают струю жидкого стекла 3 и обжимают ее струей углекислого газа 4. Одновременно монитор поворачивают вокруг его оси и поднимают вверх. В результате создают зону смешения разрушенной слабой породы 1 и жидкого стекла 3, которая после застывания становится закрепленной зоной 2. Пример. При закреплении лесса струей жидкого стекла с давлением 150Атм закрепляется зона радиусом 0,53м и процесс закрепления продолжается 24ч. При обжатии струи жидкого стекла потоком углекислого газа давлением 10Атм закрепляется зона радиусом 0,57м за время 6ч. Таким образом видно, что техникоэкономические показатели способа значительно улучшаются (процесс интенсифицируется, увеличивается радиус закрепления, уменьшается время закрепления, снижаются затраты).