Способ водоизоляции и укрепления горного массива при сооружении горных выработок

 

Использование: изобретение относится к горному делу и предназначено для водоизоляции и укрепления горного массива при сооружении горных выработок в сложных горногеологических условиях при наличии неустойчивых горных пород. Сущность - после тампонажа водоносных горизонтов создают путем гидроразрыва в зоне сопутствующей трещиноватости над сооружаемой выработкой искусственные трещины , в которые под давлением нагнетают тампонажный раствор, затем с помощью наземных средств осуществляют натяг и последующее закрепление на поверхности обсадных колонн, при этом гидроразрыв осуществляют вязкопластичным, глиноцементным раствором. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Е 21 О 11/38

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4877560/03 (22) 24.10.90 (46) 30.07.93. Бюл. ЛЬ 28 (71) Специализированное производственное геологическое обьединение по тампонежным и геологорвзведочным работам (72) Э.Я.Кипко, Ю.А.Полозов, Ю.Н.Спичек, Г.С.Левчинский, В.H.Ëèòîs÷åíêî, A.Э.Кипко и В.Л.Шляфер (56) 1. Трупак Н.Г..Специальные способы проведения горных выработок, М.: Недра, 1976.

2.Кипко Э.Я. и др. Комплексный метод тампонвжа при строительстве шахт, M.: Недра, 1984, с. 114-115. (54)СПОСОБ ВОДОИЗОЛЯЦИИ И УКРЕПЛЕНИЯ ГОРНОГО МАССИВА

Изобретение относится к горному делу и предназначено для водоизоляции и укрепления горного массива при сооружении горных выработок в сложных горногеологических условиях при наличии неустойчивых горных пород.

Целью изобретения является повышение качества водоизоляции и обеспечение устойчивости кровли горной выработки.

Поставленная цель достигается тем, что горный массив над выработкой упрочняют посредством натяга и закрепления на поверхности обсадных колонн, для чего восле тампонвжа водоносных горизонтов над горной выработкой, в зоне сопутствующей трещиноватости путем гидрораэрыва сэздают искуествениые трещины, s которыв под давлением нагнетают тампонажный раствор, а затем (после структурирования раатварв) „„50„„1830417 À1 (57) Использование: изобретение относится к горному делу и предназначено для водоизоляции и укрепления горного массива при сооружении горных выработок в сложных горногеологических условиях при наличии неустойчивых горных пород. Сущность — после тампонажа водоносных горизонтов создают путем гидроразрыва в зоне сопутствующей трещиноватости над сооружаемой выработкой искусственные трещины, в которые под давлением нагнетают тампонажный раствор, затем с помощью наземных средств осуществляют натяг и последующее закрепление на поверхности обсадных колонн, при этом гидрораэрыв осуществляют вязкопластичным, глиноцементным раствором. 1 ил, осуществляют натяг и закрепление обсадных колонн. При этом гидроразрыв осуществляют вяэкопластичным глинвцементным раствором пониженной плотности.

На фиг. 1 схематично показан геологический разрыв укрепляемого массива, соответствующий примеру конкретного исполнения.

На рисунке и в тексте приняты следующие обозначения:

1 — глина;

2 — плывун:

3 - песчаный c éHe ;

4 — проектный контур изоляционной завесы;

5- водоносный горизонт;

6 — укрепляемая зона сопутствующей трещинбвыч)сти В к Жале выработки;

7 - полезное ископаемое {уголь); ют: скв» хины. () .ущелтвляют способ в следующей по *дояа ельности: с поверхности бурят скважины 8 на лубину ниже сооружаемой выработки; — скважины 8 обсаживают обсадными трубами до кровли сооружаемой выработки; в зоне 6 обсадные трубы перфориру-- в зоне сопутствующей трещиноватости 6 путем нагнетания через пакер снизувверх тампонажного раствора создают еодоизоляционную темпонажную завесу 4 вокруг сооружаемой выработки; — в зоне 6 над выработкой с целью повышения надежности водоиэоляционной завесы путем нагнетания глиноцементного раствора низкой плотности осуществляют направленный гидроразрыв затампонированной зоны сопутствующей трещиноватости (зона влияния буровзрыеных работ), в результате чего образуются искусственные трещины; — e образовавшиеся искусственные трещины под давлением нагнетают тампонажный раствор повышенной плотности, заполняя таким образом как и вновь образованные искусственные трещины, так и оставшиеся незатампонированными тонкие трещины; — после структурирования раствора с помощью наземных средств (например, буровых лебедок) осуществляют натяг обсадных колонн и последующее их закрепление на поверхности; — после натяжения обсадных колонн в них нагнета ют тампонажный раствор, заполняя до отказа (ликвидационный тампонаж).

Таким образом, обсадные колонны начинают "работать" как иньекционный напряженный анкер, в результате чего после проведения выработки кровля последней не проседает, Примером конкретного осуществления способа является водоиэоляция и упрочнение горного массива при проходке главного наклонного ствола шахты "Садкинская" в интервале 130,0-190,0 м, С целью повышения несущей способности масс .ва и предупреждения прорыва обводненного песка был проведен комплекс работ по укреплению массива, в .лючающий следующи . операции (см. фиг, 1);

" бурение с поверхности 17 тампонажных скважин 8 е 3 ряда до кровли выработки, — крепление оке ;;;ин обслдными трубами О 108 мм;

55 — выполнение в скважинах комплекса геофизических и гидродинамических исследований с целью уточнения параметров трещиноватости укрепляемого массива; — перфорацию труб в интервале 6; — нагнетание расчетного (10,0-15.0 м ) количества глиноцементного раствора в каждую скважину; — разбуривание интервала тампонирования в интервале 6, направленный гидроразрыв глиноцементным тампонажным раствором плотностью 1230 кгlм; — тампонаж искусственной трещиноватости и тонких водопроводящих трещин вяэкопластичным глиноцементным раствором плотностью 1280 кг/м ; — натяг обсадных колонн с помощью буровой лебедки, закрепление на поверхности путем бетонирования устья; — ликвидационный тампонаж,, Оставление в тампонажных скважинах и последующий натяг зацементированных до поверхности обсадных труб в качестве скрепляющей арматуры (иньекционных напряженных анкеров) позволило упрочнить неустойчивый горный массив над сооружаемой выработкой и предотвратить проседание кровли выработки.

Создание искусственной трещиноватости позволило вскрыть незатампонированные тонкие трещины и осуществлять их дополнительный тампонаж в интервале гидроразрыва, что гарантирует надежную изоляцию водопроеодящих трещин с размерами 0,15-0,2 мм и менее и позволит исключить прорывы воды из водоносного горизонта, залегающего непосредственно над породами кровли главного наклонного ствола.

Формула изобретения

Способ водоиэоляции и укрепления горного массива при сооружении горных выработок, включающий бурение скважин, крепление их обсадными трубами, перфорацию труб и нагнетание тампонажного раствора для тампонажа водоносных горизонтов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества водоиэоляции и обеспечения устойчивости кровли гарной выработки. после тампонажа водоносных горизонтов в зоне, сопутствующей трещиноватости над сооружаемой выработкой посредством гидрораэрыва, формируют искусственные трещины, в которые под давлением дополнительно нагнетают тампонажный раствор, а после структурирования раствора в них осуществляют натяг и последующее закрепление на поверхности обсадных колонн.

Составитель Т. Горбунова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А. Козориз

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гэга1>ина. 10!

Заказ 2517 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4t5