Спосіб закріплення значнотріщинуватих водонасичених пород під час проведення підземних гірничих виробіток

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (51)4 Е 21 D 11/00, 11/38 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4024258/22-03 •(22) 07.02.86 " * (46) 30.12.87. Бюл. № 48 (71) Специализированное производственное геологическое объединение по тампонажным и геолого-разведочным работам "Спецтампонажгеология" (72) Э.Я.Кипко, Ю.А.Полозов, Ю.Н.Спичак и Н.Л.Быков (53) 622.284.9 (088.8) (56) Кипко Э.Я. и др. Комплексный метод тампонажа при сроительстве шахт. М.: Недра, 1984, с. 197. Авторское свидетельство СССР № 646055, кл. Е 21 D 1/16, 1972. (54) СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ КРУПНОТРЕЩИНОВАТЫХ ОБВОДНЕННЫХ ПОРОД ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к горному делу, в частности к шахтному строительству, и м.б, использовано для подавления водопритоков. Цель изобретения - сокращение расхода инъекционного раствора. Из забоя по оси выработки бурят скважины до пересечения участка крупнотрещиноватых обводненных пород, подлежащих закреплению. В скважинах проводят гидродинамические и расходометрнческие исследования. По данным исследований определяют геометрические параметры изоляционной завесы и угол естественного откоса. Последний образуется свободной поверхностью инъекционного раствора в трещинах. Угол естественного откоса инъекционного раствора в трещинах и его объем определяют из выражений, приведенных в формуле изобретения. 1 з.п. ф-лы. со 00 со 00 1362838 Изобретение относится к горному угол естественного откоса и рассчиделу, в частности к области шахтного тывают объем инъекционного раствора, строительства, и может быть испольнеобходимей и достаточный для закзовано для подавления водопритоков и репления обводненного участка. В закрепления крупнотрещиноватых обводскважине непосредственно перед обводненных пород при строительстве шахт ненным участком устанавливают пакеи других капитальных горных выраборующее устройство и с помощью станток. дартного оборудования, расположенного Цель - сокращение расхода инъек10 на земной поверхности, нагнетают расчетный объем инъекционного растционного раствора. вора. Способ осуществляют в следующей последовательности. Инъекционный раствор, нагнетаемый через скважины в наклонные трещины На плане горных работ и геологическом разрезе определяют место пе15 большого раскрытия, смещается по падению под действием сил тяжести. ресечения обводненного крупнотрещиСметающийся лоток структурированного новатого горизонта проходимой вырараствора, достигая водоупорный гориботкой и ее положение по отношению зонт, при взаимодействии с ним и к кровле и почве этого горизонта. Для предотвращения прорыва подземных 20 стенками трещины формирует устойчивую фигуру, которая в первом прибливод и выхода инъекционного раствора жении представляет собой треугольв забой проходку выработки останавную призму ( & и г И ) . Частицы раствора ливают. Из забоя по оси выработки с на свободной поверхности находятся помощью стандартного оборудования (например, бурового станка типа 25 в состоянии предельного равновесия. Угол наклона, образуемый свободной СКБ-4) бурят скважину диаметром поверхностью структурированной сис76-93 мм до пересечения участка темы, является углом естественного крупнотрещиноватьгх обводненных пород, огкоса, который полностью характериподлежащих закреплению. зует устойчивую форму контура расВ скважине проводят расходометри- 30 пространения раствора в трещине. ческие исследования с целью определеОбъем инъекционного раствора, нения мощности и фильтрационных параобходимый для закрепления трещин, опметров обводненного участка, велиределяется по уравнению (фиг.2 и 3 ) . чины раскрытия трещин и трещинной пустотности. По данным расходометрии 35 _tg_fl , R _ __M 1__, и прочностным характеристикам инъекционного раствора определяют минимально необходимую величину распространения инъекционного раствора в трещинах, которая равна 40 где V - объем нагнетания инъекционного раствора, м 3 ; a-8мя*с Рк. t R — Р - угол естественного откоса; 2[PI" оС - угол наклона трещины к вертикали; коэффициент запаса прочгде 45 R - минимально необходимая вености изоляционной завесы; личина распространения максимальное раскрытие 'HJtKC инъекционного раствора в трещин обводненной зоны,м; трещинах, м; гидростатическое давление к 1 - расстояние от центра укрепподземных вод, Па; 50 ляемой выработки до кровли [Рт] - допустимая пластическая водоносного горизонта, м; прочность инъекционного I - протяженность закрепляемого раствора, Па; участка подземной выработг- радиус окружности, описыки , м ; вающей сечение подземной 55 Шр - трещинная пустотность закгорной выработки в прорепляемых пород; ходке, м. М - мощность водоносного гориНа основе полученных данных по зонта, м. предложенным формулам определяют з 1362838 где V Угол естественного откоса инъекционного раствора в трещинах определяется из выражения P * • ! 2 /г1 arccos S co где р - угол естественного откоса; to - динамическое напряжение сдвига раствора; Рр - плотность раствора; Рь ~ плотность воды; g - ускорение свободного падения; СК - угол, образованный плоскостью трещины с вертикалью. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 10 15 - объем нагнетания инъекционэ ; ного раствора, M J , - угол естественного откоса, град; O - угол наклона трещин к вертиt кали, град; R - минимально необходимая величина распространения инъекционного раствора в трещинах, м; 1 - расстояние от центра укрепляемой выработки до кровли водоносного горизонта, м; L протяженность закрепляемого участка подземной выработки, м; пц. - трещинная пустотность закрепляемых пород, мм; М - мощность водоносного горизонта, м. 20 І.Способ закрепления крупнотрещиноватых обводненных пород при проведении подземных горных выработок, 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю включающий бурение скважин, проведещ и й с я тем, что угол естественние в них гидродинамических исследо- 25' ного откоса инъекционного раствора ваний, нагнетание в пробуренные сквав трещинах определяют из выражения жины инъекционного раствора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цеito 0= f лью сокращения расхода инъекционного Я 2 arccos • cose*.* раствора, определяют геометрические 30 параметры изоляционной завесы и где ta динамическое напряжение угол естественного откоса, образуемый сдвига инъекционного растсвободной поверхностью инъекционного вора, Па; раствора а трещинах, и определяют плотность инъекционного необходимый" объем инъекционного растраствора, кг/м 3 ; 35 вора из выражения плотность воды, кг/м 3 ; V : = cosj3 Редактор Н.Горват cosot coso( ускорение силы тяжести", м/с* і ( ЦиаьТ" максимальное раскрытие трещин, мм. Составитель Л.Березкина Техред Л.Сердюкова Корректор А.Тяско Заказ 6353/22 Тираж 453 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, h