Способ охраны подрабатываемых объектов

 

Изобретение относится к горному делу и м. б. использовано при подземной разработке полезных ископаемых под охраняемыми объектами. Цель - повышение эффективности охраны подрабатываемых объектов и расширение области охраны на крупнопадаюшие месторождения, приуроченные к тектоническим нарушениям, за пределами которых массив представлен крепкими, устойчивыми породами, а на контакте наносов и коренных пород под охраняемым объектом имеется зона высокопроницаемых выветрелых пород или галечниковых отложений. Для этого осуш,ествляют бурение нагнетательных скважин (С) с земной поверхности в толщу пород в пределах зоны опасного влияния на охраняемый объект и закладку образующихся пустот с постоянной их дозакладкой. Перед выемкой полезного ископаемого определяют нижнюю границу расчетной мощности перекрытия (П), которое создают под охраняемым объектом в зоне высокопроницаемых выветрелых пород или галечт1иковых отложений. Бурят С до расчетной нижней границы П и нагнетают твердеющий раствор в высокопроницаемые породы зоны П. В процессе закладки и дозакладки пустот, образующихся под всей площадью П, производят контроль за полнотой закладки через контрольно-на людательные С, которые бурят с поверхности до нижней границы П и соединяют с закладочными С. 2 ил. «3 (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4235127/22-03 (22) 24.04.87 (46) 23.02.89. Бюл. № 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) А. Г. Акимов, Е. И. Кузнецова, Г. П. Лукин и Н. П. Гусев (53) 622.273.2 (088.8) ( (56) Авторское свидетельство СССР № 1016538, кл. Е 21 F 15/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 594339, кл. E 21 F 15/00, 1976. (54) СПОСОБ ОХРАНЫ ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к горному делу и м. б. использовано при подземной разработке полезных ископаемых под охраняемыми объектами. Цель — повышение эффективности охраны подрабатываемых объектов и расширение области охраны на крупнопадающие месторождения, приуроченные к тектоническим нарушениям, за пределами которых массив представлен крепкими, устой1

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке полезных ископаемых в пределах предохранительной зоны для объектов на земной поверхности в условиях крутого паденйя залежей, приуроченных к зонам тектонического нарушения массива пород с высокой прочностью и устойчивостью, при отработке которых возможно образование провала (воронок) под охраняемым объектом, наличия под объектом зоны выветрелых (дезинтегрированных) коренных пород, обладающих высокой проницаемостью, или галечниковых отложений.

Цель изобретения — повышение эффективности подрабатываемых объектов, расшиÄÄSUÄÄ 1460347 А1 (5В 4 Е 21 F 15 00, Е 21 С 41 06 чивыми породами, а на контакте наносов и коренных пород под охраняемым объектом имеется зона высокопроницаемых выветрелых пород или галечниковых отложений.

Для этого осуществляют бурение нагнетательных скважин (С) с земной поверхности в толщу пород в пределах зоны опасного влияния на охраняемый объект и закладку образующихся пустот с постоянной их дозакладкой. Перед выемкой полезного ископаемого определяют нижнюю границу расчетной мощности перекрытия (П), которое создают под охраняемым объектом в зоне высокопроницаемых выветрелых пород или галечниковых отложений. Бурят С до расчетной нижней границы П и нагнетают твердеющий раствор в высокопроницаемые породы зоны П. В процессе закладки и дозакладки пустот, образующихся под всей площадью П, производят контроль за полнотой закладки через контрольно-наблюдательные С, которые бурят с поверхности до нижней границы П и соединяют с закладочными С. 2 ил.

2 рение области применения способа охраны на крутопадающие месторождения, приуроченные к зонам тектонических нарушений, за пределами которых массив представлен крепкими, устойчивыми породами, а на контакте наносов и коренных пород под охраняемым объектом имеется зона высокопроницаемых выветрелых пород или галечниковых отложений.

На фиг. 1 представлен разрез вкрест простирания залежи; на фиг. 2 — план подрабатываемого участка поверхности.

На фиг. 1 и 2 обозначены объект 1, подлежащий охране, охраняемая площадь 2 земной поверхности, границы предохранительной зоны 3 объекга, зона 4 тектони14б0347

Формула изобретения

55 ческого нарушения с неустойчивыми породами, залежь 5 полезного ископаемого, массив 6 устойчивых пород высокой крепости, зона 7 высокой проницаемости выветрелых пород или галечниковых отложений, границы 8 перекрытия, вееры 9 скважин нагнетания твердеющего раствора, закладочные 10 и контрольно-наблюдательные 1 скважины.

Способ осуществляется следующим образом.

По данным геолого-разведочного или инженерно-геологического бурения определяют горизонтальную мощность тектонического нарушения и зоны его влияния, мощность, коэффициенты фильтрации отдельных интервалов, обводненность зоны выветрелых пород или галечниковых отложений.

На основе этих данных определяют мощность зоны высокопроницаемых пород, проектную ширину перекрытия из расчета опоры его краев (по 10 — 20 м) на высокоустойчивые породы массива, состав твердеющей смеси (по прочности, консистенции и др.), требуемую мощность перекрытия из соотношения

Мнакс

Ок) где ок — нормативная прочность твердеющей смеси;

Мк.кс — МаКСИМаЛЬНЫЙ H3l H631OIHH МОМЕНТ балки данной длины при ее ширине, равной 1 м;

W — момент сопротивления этой балки.

Вокруг объекта 1 строят границы охраняемой площади 2 и предохранительной зоны 3 объекта.

В пределах этой зоны (по простиранию) и по ширине перекрытия 8 с земной поверхности забуривают вееры нагнетательных скважин до нижней границы перекрытия. Расстояние между концами скважин в веере и веерами в рядах определяют исходя из проницаемости пород расчетным или опытным путем.

Производят нагнетание твердеющего раствора с задачей создания сплошного массива перекрытия. Для повышения прониLlHåìîñTH пород подбирают соответствующую консистенцию закладочной смеси, давление нагнетания, применяют добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ), веществ, замедляющих начало твердения, производят нагнетание зажимным способом. При обводнен ности зоны высокой проницаемости производят одновременную откачку воды из центральной скважины группы скважин. Подачу твердеющего раствора производят до полного прекращения его поглощения. В конце цикла нагнетания производится опрессовка массива перекрытия подачей более жидкой смеси под повышенным давлением.

Сплошность сформированного перекрытия может быть проверена после бурения контрольно-наблюдательных скважин од5

1О

35 ним из известных геофизических способов (электрозондирование, ультразвуковое зондирование и др.).

После формирования искусственного перекрытия и набора твердеющей смесью нормативной прочности (проверяется контрольным выбуриванием керна) бурят ряд спаренных закладочных 10 и контрольно-наблюдательных 11 скважин, служащих для контроля за полнотой заполнения пустот закладкой, наблюдения за состоянием перекрытия. Количество спаренных скважин определяется из расчета наибольшего заполнения пустот смесью под перекрытием образующихся в результате обрушения неустойчивых пород зоны тектонического нарушения и перепуска закладки при понижении горных работ.

Отработку залежей в пределах предохранительной зоны начинают с верхнего горизонта наиболее производительной для данных горно-геологических условий системы разработки с обрушением вмещающих пород. При выходе купола области обрушения под перекрытие по закладочным скважинам подают породную закладку: песок, песчано-гравийную смесь, хвосты и др.

Полноту заполнения обеспечивают одним из известных способов.

В аналогичном порядке производят закладку образовавшихся пустот под всей площадью перекрытия. При понижении очистных работ, перекуске обрушенных пород и закладке, усадке закладочного массива производят своевременную дозакладку пустот под всей площадью перекрытия.

Контроль и дозакладку пустот производят до полного прекращения усадки массива и подбучивания перекрытия закладочным материалом.

Способ охраны подрабатываемых объектов от вредного влияния подземных разработок полезного ископаемого, включающий бурение нагнетательных скважин с земной поверхности в толщу пород в пределах зоны опасного влияния на охраняемый объект и закладку образующихся пустот с постоянной их дозакладкой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охраны подрабатываемых объектов и расширение области охраны на крутопадающие месторождения, приуроченные к тектоническим нарушениям, за пределами которых массив представлен крепкими, устойчивыми породами, а на контакте наносов и коренных пород под охраняемым объектом имеется зона высокопроницаемых выветрелых пород или галечниковых отложений, перед выемкой полезного ископаемого определяют нижнюю границу расчетной мощности перекрытия, которое создают под охраняемым объ1460347

Составитель С. Белов

Редактор О. Головая Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Заказ 445/37 Тираж 410 т ниям и отк ытням пон ГКНТ СССГ

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени х р ! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

П о- здательский комбинат «Патент». г, жго д, и>, ул. Гага,нна. IOI роизводственно-и д ектом в в зоне высокопроницаемых выветрелых пород или галечниковых отложений, скважины бурят до расчетной нижней границы перекрытия и нагнетают твердеющий раствор в высокопроницаемые породы зоны перекрытия, а в процессе закладки и дозакладки пустот, образующихся под всеи площадью перекрытия, производят контроль за полнотой закладки через контрольнонаблюдательные скважины, которые бурят с поверхности до нижней границы перекрытия и соединяют с закладочными.