Спосіб ущільнення карстових порожнин

Изобретение относится к горному делу и повышает водонепроницаемость заложенного массива при сооружении горных выработок. С поверхности земли бурят тампонажные скважины 1 до вскрытия верхней границы пустоты 3. После заполнения карстовой пустоты 3 закладочным материалом 4 производят нагнетание тампонажного раствора (ТР). Закладочный материал 4 укладывают слоями с образованием между ними прослоек из ТР, его подают в пустоту в режиме свободного налива. Потом производят вскрытие скважины нижней границы пустоты 3 и выполняют дополнительное нагнетание под давлением, определяемым по формуле: P g = 4 ^ 2 : Зо / 1 м и н -Р г +ЛР т р +Р К , где Р05 ~ давление нагнетания; £ р - динамическое напряжение сдвига ТР, J - расстояние межP 3 ду скважинами 1; cV - минимальное J раскрытие трещин 5 в породеІ Р Г гидростатическое давление ТР; дРт потери напора ТР при течении в скважине; Pfc напор подземных вод з.п ф-лы, 5 ил. со СП СП 44-87 1 1356576 Изобретение относится к горному делу, может быть использовано при сооружении горных выработок в условиях обводненного закарстованного массива и касается уплотнения карстовых пустот. Целью изобретения является повышение водонепроницаемости заложенного массива. На фиг. 1-5 изображены этапы производства работ по уплотнению карстовых пустот согласно изобретению. На чертеже показана тампонажная скважина 1, закарстованный водоносный горизонт 2, карстовая пустота 3, закладочный материал 4, трещины 5 в породе, тампонажный раствор 6, нагнетаемый з режиме свободного налива, раствор на последней стадии заполнения, затампонированныи материал 8, контур распространения раствора 9, расстояние Р между скважинами 1, толщина R завесы. Способ реализуют следующим образом. С поверхности земли бурят тампонажные скважины 1, вскрывающие верхнюю границу карстовых полостей 3. Затем через скважину начинают послойно подавать в карст закладочный материал 4. Толщина каждого слоя закладочного материала определяется размером карстовой полости, напором пластовых вод, направлением фильтрации подземных вод, а также углом растекания закладочного материала, зависящим от вида материала. После укладки слоя закладочного материала укладывается прослойка * тампонажного раствора 6 (например, глиноцементный раствор).Тампонажний раствор нагнетается в режиме свободного налива, а толщина слоя определяется в зависимости от размеров карстовой полости, напора подземных вод, направления фильтрации, реологических и структурно-механических характеристик тампонажного раствора (пластическая прочность, динамическое напряжение сдвига, структурная вязкость, угол растекания раствора). По окончании укладки слоя тампонажного раствора укладывают следующий слой закладочного материала и т.д. Глубина заполнения карста контролируется после укладки каждого слоя. После укладки последнего слоя закладочного материала нагнетают там 2 понажный раствор вначале в безнапорном режиме, а по мере заполнения оставшегося пространства - в карсте , под давлением. Давление нагнетания _ тампонажного раствора на последнем этапе по мере заполнения карста постепенно растет. Нагнетание раствора продолжают до достижения расчетного значения, определяемого из выражения: 10 мин 15 v +р к , где Р давление нагнетания і динамическое напряжение сдвига тампонажного раствора, расстояние между тампонажными скважинами, минимальное раскрытие треМИН щин в породе, Р г - гидростатическое давление раствора, Л Р - - потери напора раствора при течении в скважине, Pfc - напор подземных вод. В процессе нагнетания тампонажного раствора при таком давлении происходит обжатие закладочного материала, а также тампонирование каналов и тонких трещин, оперяющих карсты. При достижении расчетного значения давления обжатия нагнетание тампонажного раствора останавливают. После этого может быть произведена разбурка и углубка тампонажной скважины 1 до вскрытия нижней границы полости, и последующее нагнетание тампонажного раствора под давлением, обеспечивающим внутреннее обжатие заложенного массива. г 20 25 30 35 40 Ф о р м у л а 45 и з о б р е т е н и я 1. Способ уплотнения карстовых пустот, включающий бурение скважин до вскрытия верхней границы пустоты, укладку по ним закладочного материала и нагнетание тампонажного раство50 Р а » о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения водонепроницаемости заложенного массива, укладку закладочного материала осуществляют слоями с образованием между ними про5 5 слоек из тампонажного раствора, который подают в пустоту в режиме свободного налива, приэтом нагнетание тампонажного раствора производят после заполнения пустоты. 1356576 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что после нагнетания тампонажного раствора производят вскрытие скважинами нижней границы пустоты и выполняют дополнительное нагнетание. 3 . Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что давление нагнетания определяют из выражения: Зо/1 где Ро 6 - давление нагнетания (обжима), 10 р - динамическое напряжение сдвига тампонажного раствора, - расстояние между тампонажными скважинамиі - минимальное раскрытие трещин в породе', — гидростатическое давление раствора, потери напора раствора при течении по скважине} напор подземных вод. ////////// //////////// Фиг.2 f// /// w //}////// V//////////// /// /// /// /////////////// 1356576 Фи г. 5 Редактор Л.Народная Составитель Л.Черепенкина Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова Заказ 1500/ДСП Тираж 300 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А