Спосіб струминного закріплення слабких гірських порід

20382 Изобретение относится к области шахтного и гражданского строительства, в частности - к закреплению слабых горных пород перед проходкой горних выработок и упрочнению оснований фундаментов зданий и сооружали, а также созданию противофильтрационных завес. Наиболее близким является способ струйного закрепления, основанный на размыве и перемешивании грунта четным количеством отдельных струй закрепляющего раствора, путем перемешивания последних в вида гармонических колебаний поперек оси скважины с заданной амплитудой. Струи закрепляемого раствора формируют из двух коаксиально подаваемых жидких компонентов разной вязкости. Недостаток этого способа состоит в том, что такой процесс разрушения и закрепления пород составляет достаточно длительный период времени и обеспечивает при этом лишь ячеистую структур у закрепленного массива, в результате воздействия струями с гармоническим колебанием. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа струйного закрепления за счет воздействия на породу двухкомпонентной струй, вн утренний поток которой составляет жидкое стекло, а внешний - сжатий воздух с сухим хлористым кальцием, в результате чего обеспечивается достаточно равномерное разрушение и перемешивание всего закрепляемого объема по-роды с заданным радиусом закрепления, равномерное распределение закрепляющих веществ между частицами породы, за счет чего создается сплошная однородная структура закрепленного массива, при значительном ускорении процесса закрепления. Поставленная задача достигается тем, что в струйном способе закрепления слабых горных пород, включающем разрушение и перемешивание породы, согласно изобретению процесс разрушения и перемешивания породы ведут одновременно путем воздействия двухкомпонентной струей, внутренний поток которой составляет жидкое стекло, а внешний - сжатый воздух с сухим хлористым кальцием, при условии: Рс.в.£Рж.с.·0,04, (1) где Рс.в. - давление сжатого воздуха, МПа; Рж.с. - давление жидкого стекла, МПа, которое определяется по формуле: Pж.с = 8 × Q 2 .с. × r f ж (2) 4 m 2 × p 2 × d0 где Qж.с . - расход жидкого стекла, м 3/сек; r f - плотность жидкого стекла, кг/м 3; m - коэффициент расхода сопла для подачи жидкого стекла; d0 - диаметр сопла для подачи жидкого стекла, м. Совокупность существующи х признаков по-зволяет достичь технический результат вследствие того, что в двухкомпонентной струе поток жидкого стекла обжимается потоком сжатого воздуха с сухим хлористым кальцием. При том же самом давлении закрепляющий раствор проникает дальше, так как поток сжатого воздуха с сухим хлористым кальцием разделяет прямой и возвратный потоки жидкого стекла, что обеспечивает новое качество двухкомпонентной струи при более высоком ее давлении, чем при многоструйном закреплении. Это ведет к значительному увеличению дальности проникания закрепляющего раствора на фоне более равномерного перемешивания породы с закрепляющим раствором. При этом в результате процессов разрушения и перемешивания хлористый кальций равномерно проникает во всю толщу закрепляемой породы и при химическом воздействии с жидким стеклом процесс от-вердевания протекает значительно быстрее. Все это позволяет обеспечить высокое качество за-крепления любой слабой породы и создание прочной сплошной структуры закрепленного массива. На чертеже (фиг.) показана схема закрепления слабых горных пород с помощью струйного монитора. Здесь 1 - корпус монитора, 2 - тр уба вн утренняя для подачи жидкого стекла, 3 - головка монитора, 4 - сопло для формирования струи жидкого стекла, 5 - сопло для формирования струи сжатого воздуха, 6 - канал для подачи сжатого воздуха, 7 - незакрепленная порода, 8 - закрепляемая порода, 9 - скважина. Монитор для струйного закрепления слабых горных пород опускают в скважину 9 на максимальную глубин у, требуемую для закрепления. Предварительно определяет давление жидкого стекла по формуле (2). Требуемый параметр давления воздуха определяют из соотношения (1). Затем одновременно подают жидкое стекло и сжатый воздух с сухим хлористым кальцием соответственно до внутренней трубе 2 и каналу для сжатого воздуха 6. Расход хлористого кальция не должен превышать 0,7Qж.с. Это гарантирует образование требуемой двухкомпонентной струи в зоне разрушения породы. Одновременно монитор вращают вокруг его оси и подымают вверх. В ре-зультате получают зону разрушенной породы, перемешанную жидким стеклом и хлористым кальцием, которая после застывания становится закрепленной зоной 8. Регулируя дисперсность хлористого кальция и давления жидкого стекла, можно управлять процессом гелеобразования и величиной радиуса проникания двухкомпонентной струи в закрепляемой зоне 8. Пример. В известном методе при закреплении песка струей жидкого стекла яри давлении 15 МПа закрепляется зона радиусом 0,66 м и процесс за-крепления длится 24 часа. При использовании метода согласно изобретению, где процесс закрепления ведут двухкомпонентной струей жидкого стекла и сжатого воздуха с сухим хлористым кальцием, закрепляется зона радиусом 0,8 м за время 5 часов при том же давлении струи жидкого стекла. Таким образом, технико-экономические показатели значительно улучшены. 20382 Фиг.