Спосіб струминного зведення протифільтраційної завіси в слабких гірських породах

Спосіб струминного зведення протифільтраційної завіси в слабких гірських породах шляхом 38300 Коефіцієнт фільтрації оболонки з закріплюючого розчину набагато менший, ніж породнорозчинної суміші. В процесі проведених досліджень визначено, що оболонка закріплюючого розчину на межі незруйнованої породи при струминному закріпленні створюється після того, як високонапорна струмина закріплюючого розчину досягає граничної глибини проникнення в масив. Тобто не зразу після початку закріплення, а через певний час, коли перехідні процеси закінчуються і система перейде до стану рівноваги. Цей час визначається фізикомеханічними властивостями породи, розчину, параметрами монітору, тиском струмини, режимом та швидкістю пересування монітору в свердловині. Його можна визначити експериментально, а потім вказати межі і швидкості кутового повороту та поступального пересування монітору, які забезпечують досягнення граничної глибини проникання струмини в масив. Це явище пояснюється тим, що при досягненні граничної глибини енергії струмини закріплюючого розчину вже не достатньо для руйнування породи. Тому вона, відбиваючись від порід, рухається у зворотному напрямку і створює зону чистого закріплюючого розчину, яка з часом твердіє. До цього часу вона руйн увала породу і разом з нею рухалась у зворотному напрямку. Гранична глибина проникання високонапорної струмини в масив визначається рівнянням: оболонок закріплюючого розчину, то це не призведе до втрати гідроізолюючих властивостей всієї завіси. Затверділий цементно-породний розчин виконує функції несучої конструкції завіси. Приклад. На фіг. 1 показана схема протифільтраційної завіси, яка зведена струминним методом. 1 - незакріплена порода; 2 - закріплена порода; 3 - свердловина; 4 - зона чистого закріплюючого розчину. На фіг. 2 показана схема закріплення слабких порід струминним методом. 1 - незакріплена порода; 2 - порода, яка закріплюється; 3 - закріплюючий розчин; 5 - стр уминний монітор з боковими соплами, через які подається закріплюючий розчин. Запропонована технологія реалізується таким чмном. Проводять свердловини 2 в масиві порід 1. Опускають струминний монітор на всю її глибину і розпочинають нагнітання закріплюючого розчину в масив. При цьому обертають струминний монітор навколо осі і в той же час піднімають вгору. Швидкість обертання монітору і його поступаючого руху вверх повинні бути такими, щоб струмина встигала проникати в масив до граничної глибини. Ці параметри визначаються на основі статистичних даних, або розрахунками. Аналогічним способом виконують дії при закріпленні порід навколо подальших свердловин. Відстань між свердловинами не повинна бути більшою діаметра закріплення. Наприклад, при закріпленні струминним методом лесових порід для спорудження підземного переходу цементним розчином з водоцементним співвідношенням В/Ц=1 (при параметрах технології : діаметр сопла 4,5мм; тиск нагнітання розчину 30 МПа; відстань між свердловинами 1,14 м; швидкість підняття монітору 0,6 м/хв.; швидкість обертання монітору 60 об/хв.) струмина проникає до граничної глибини в 76 см. В цьому разі на межі незруйнованих порід утворюється оболонка з чистого цементного розчину товщиною 1 см. Коефіцієнт фільтрації затверділих чистого цементного розчину дорівнює 1,0 м/доб., а породно-цементної суміші - 3,2 м/доб. Таким чином, використання цього способу в порівнянні з прототипом дозволить значно підвищити якість зведеної протифільтраційної завіси. h = 1. 21mr P0 × h × d0 3 × c -1; де: h - гранична глибина проникання струмини в масив, м; mr - коефіцієнт витрати сопла; Р0 - тиск на виході із сопла монітору. Па; h - ударна в'язкість породи Дж/м 2; d0 - діаметр сопла струйного монітору, м; c - функція турбулентності, залежить від щільності порід і закріплюючого розчину. Визначена закономірність виявляється при закріпленні різноманітних порід і різних параметрах технології стр уминного закріплення. Це явище має стійкий і регулярний характер, незважаючи на різноманітні умови випробувань, що свідчить про визначену об'єктивну закономірність. До того ж, вічкувата структура створеної завіси, якщо часу, який розділяє роботи на суміжних свердловинах, достатньо для твердіння оболонки (фіг. 1) збільшує її надійність. Якщо на дільницях завіси порушити цілісність частини яких-небудь 2 38300 Фіг. 1 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3