Спосіб захисту гірничих виробіток від припливу підземних вод

Of 0 0-J8 ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКЧ Nt СОЮЗ СОВЕ1СКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (19) (51)5 (II) Е 21 D 11/38 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21)4719127/03 (22)18.07 89 (71) Специализированное производственное геологическое объединение по тампонажным и геологоразведочным работам (72) Э.Я.Кипко, Ю.А.Полозов. Ю.Н.Спичак и Г.М.Смородин (53)622.285.9*(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №648690. кл. Е21 D 11/38, 1979. Абрамов К.С. и др.а Защита карьера от воды, М.: Недра, 1976. с 168. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ОТ ПРИТОКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД (57) Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано при отработке месторождений подземным способом в сложных гидрогеологических условиях. Цель - снижение материальных затрат, повышение Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке месторождений подземным способом в сложных гидрогеологических условиях. Целью изобретения является повышение эффективности защиты горных выработок от притоков и прорывов подземных вод и снижения материалоемкости и энергоемкости работ. В условиях обводнения разрабатываемых месторождений из перекрывающих (подстилающих) пород подготавливаемые к отработке участки (блоки, единичные лавы и т.д.)защищают от водопритоков и прорывов подземных вод путем сооружения контурных изоляционных завес. Профиль завесы в водоносных, перекрывающих полезное ис 34-91 эффективности водоизоляции очистных выработок, а также сохранение статических запасов подземных вод. Для этого в водоносных породах подрабатываемой толщи за внешним контуром мульды сдвижения бурят тамлонажные скважины. Затем путем нагнетания тампонажного раствора под давлением, превышающим гидростатический напор подземных вод, создают контурную и з о л я ц и о н н у ю завесу в о к р у г подготавливаемого к отработке участка очистных выработок. С помощью водоспускных скважин осуществляют дренирование статических запасов подземных вод, ограниченных над разрабатываемым участком контурной'тампонажной завесой. При этом водоспускные скважины бурят по восстанию из подготовительных выработок. 2 ил. копаемое породах определяют, исходя из формы и размеров подготавливаемого к отработке участка (блока, лавы и т,д ) с учетом граничных углов сдвижения пород подрабатываемой толщи. Контурную изоляционную завесу сооружают в водоносных породах подрабатываемой толщи за внешним контуром мультиплексора сдвижения, построенной по рассчитываемым граничным углам. Статические запасы подземных вод водоносного пласта, ограниченного над разрабатываемым участком контурной изоляционной завесой, дренируют через востающую скважину, пробуренную из подготовительных выработок. Нафиг.1 показана схема контурных изоляционных завес вокруг очистных вырабо 1678125 ток, иа фиі .2 - разрез А - А на фиг.1. (расположение контурной изоляционной завесы и водоспускной скважины относительно разрабатываемого блока). На фиг, 1 и 2 показаны: участок 1 разра- 5 батываемого полезного ископаемого, отработанное пространство 2, выработки 3 подготавливаемого к отработке участка {блока, лавы и т.д.), водоносные породы (горизонт)^ водоупорные подстилающиеи пе- Ї0 рекрывающие породы 5, контурная изоляционная завеса 6, тампонажная скважина 7 водоспускная скважина 8, граничные углы 9 сдвижения подработанной толщи. 15 Способ осуществляют в следующей последовательности. Для подготавливаемого к отработке участка 1 определяют граничные углы 9 по основным направлениям мульды с'движения. 20 На вертикальных геологических разрезах, построенных по основным направлениям мульды сдвижения, отстраивают границы мульды сдвижения. На вертикальных геологических разрезах, построенных по основ- 25 ным направлениям мульды сдвижения, отстраивают границы мульды сдвижения в пределах водоносного горизонта 4, обводняющего участок отработки. На основании этих построений определяют профиль, форзо му, а также протяженность контурной изоляционной завесы 6, располагаемой за пределами мульды сдвижения, зная размеры завесы 6 и радиус распространения тампонажного раствора из одной скважины, определяют количество тампонажных скважин 7, затем определяют объем тампонажного раствора, необходимый для создания конгурной завесы 6 заданной формы и размеров. По контуру будущей изоляционной 40 завесы б на определенном расстоянии друг от друга (з зависимости от расчетного числа скважин) бурят тампонажные скважины 7, пересекающие водоносный горизонт 4. После этого в водоносный горизонт 4 через 45 тампонажные скважины 7 последовательно нагнетают под давлением расчетный объем тампонажного раствора, формируя завесу заданной формы и размеров, и после сооружения контурной изоляционной завесы из 50 подготовительных выработок 3 бурят восстающую скважину 8 и осуществляют дренирование статического запаса подземных вод из части водоносного горизонта 4, ограниченной изоляционной завесой 6. 55 П р и м е р . Основные водопритоки и прорывы подземных вод в очистные выработки, достигающие 900 - І200 м /ч. связаны с пачкой алексинского известняка, мощностью Б среднем 4 - 5 м, залегающего в 30 - 40 м выше разрабатываемого угольного пласта. Известняк имеет о районе ре* гиональное распространение, высокие фильтрационио-емкостпые свойства и весьма благоприятные условия питания, что является причиной высоких и продолжительных водопритоков в очистные выработки. Применяемый в районе для защиты очистных выработок от водопритоков способ площадного водопонижения обеспечивает лишь частичное снятие гидростатических напоров в злексинском известняке, в связи с чем водопритоки в горные выработки крайне высокие и постоянно сохраняется угроза прорывов воды при нарушении сплошности известняка при подработке. Наиболее оптимальным вариантом защиты горных работ в данных условиях является создание контурных изоляционных завес с последующим осушением изолированного участка водоспускными скважинами. Определяют граничные углы по справочным данным для условий бассейна для глубин отработки до 200 м ро =Уо~бо ~65° Определяют форму и размеры подготавливаемого к отработке участка и контурной изоляционной завесы. Размеры подготавливаемого к отработке участка прямоугольной формы составляют 792 х 280 м. Протяженность изоляционной завесы с учетом граничных углов мульды сдвижения 2130 м, Толщину противофильтрационной завесы определяем из выражения R Рк 2[PmJ где а -коэффициент запаса прочности завесы (2 - 5); дмакс - максимальное раскрытие трещин на участке работ; Рк - напор подземных вод; [ Р т ] - допустимая пластическая прочность тампонажного раствора. В качестве тампонажного материала используется глиноцементний раствор, пластическая прочность которого равна Рт = 240 КПа или 0,240 кгс/см 2 .. Максимальное раскрытие трещин в алексинском известняке на участке работ составляет 0,1 м. Гидростатический напор подземных вод равен Р* - 0 47 МПа или 'I 7 кгс/см 2 . Для дренирования статических запасов подземных под в алексинском известняке внутри контура завесы и контроля надежно0,1 - 4 7 сти защиты очистных выработок из подгото= 9м вительных выработок подготавливаемого 2 - 0,24 блока бурят 1 - 2 восстающие скважины Общая протяженность изоляционной диаметром 93 - 112 мм, длиной 45 - 50 м, завесы в плане составляет для рассматрива пересекающие известняк на полную мощемого участка 2130 м. Зная длину завесы ность Продолжительность дренирования определяют количество тампоиажных сква 10 статических запасов подземных вод в завижин и радиус распространения тампонажсимости от фильтрационно-емкостных ного раствора из одной скважины свойств пород составляет ог 2/3 - 5 до 15 20 сут. Сооружение контурных изоляционных 15 завес позволяет осуществлять эффективa to ную защиту очистных горных выработок по мере отработки месторождений Кроме тогде г - радиус распространения тампого, сооружение контурных изоляционных нажного раствора из отдельной скважины, завес позволяет существенно снизить себем. Д Р - потери напора при течении там- 20 стоимость полезного ископаемого за счет снижения затрат на защиту очистных вырапонажного раствора в трубах кгс/см боток и шахтный водоотлив.