EA014007B1 - Способ возведения гидроизоляционной перемычки в подземной выработке - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для изоляции обводненного участка подземной выработки от зоны ведения горных работ. Задачей изобретения является повышение изолирующих свойств гидроизоляционной перемычки и безопасности ведения горных работ. Поставленная задача достигается тем, что в способе возведения гидроизоляционной перемычки в подземной выработке, включающем обрушение кровли и формирование двух насыпей, полностью перекрывающих поперечное сечение подземной выработки, ориентированным по направлению водопритока взрывом участка кровли формируют со стороны водопритока насыпь, полностью перекрывающую выработку, на материал насыпи с противоположной водопритоку стороны укладывают водонепроницаемую резинотканевую мембрану, края которой закрепляют герметично или негерметично на почве, стенках и кровле выработки, а затем накрывают резинотканевую мембрану слоем удерживающей кусковой породы, при этом площадь и прочность резинотканевой мембраны, ширину полосы ее контакта с подошвой, кровлей и стенками выработки, высоту, объем и размер кусков насыпи и накрывающего резинотканевую мембрану слоя удерживающей кусковой породы рассчитывают в зависимости от свойств пород кровли, удерживающей кусковой породы, ожидаемых сдвижений перекрываемой резинотканевой мембраной стенки насыпи и возможного гидростатического напора.

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для изоляции обводненного участка подземной выработки от зоны ведения горных работ.

Известен способ сооружения гидроизоляционной перемычки из стандартных гидроизолирующих элементов, расположенных по контуру выработки и закрепляемых твердеющим материалом. Недостатком способа является использование дорогостоящих гидроизолирующих элементов, таких как тюбинги [1].

Известен также способ возведения закладочной породной перемычки в горной выработке буровзрывным способом, включающий сооружение насыпи перемычки обрушением кровли с формированием несущей части, фильтрующего слоя и оставлением породного массива в форме обратной трапеции между обрушенными участками кровли [2]. Этот способ не обеспечивает надежной гидроизоляции горной выработки, требует длительного времени для формирования гидроизолирующего слоя и предназначен главным образом для проведения гидрозакладочных работ.

Задачей изобретения является повышение изолирующих свойств гидроизоляционной перемычки и безопасности ведения горных работ.

Поставленная задача достигается тем, что в способе возведения гидроизоляционной перемычки в подземной выработке, включающем обрушение кровли и формирование двух насыпей, полностью перекрывающих поперечное сечение подземной выработки, ориентированным по направлению водопритока взрывом участка кровли формируют со стороны водопритока насыпь, полностью перекрывающую выработку, на материал насыпи с противоположной водопритоку стороны укладывают водонепроницаемую резинотканевую мембрану, края которой закрепляют герметично или негерметично на почве, стенках и кровле выработки, а затем накрывают резинотканевую мембрану слоем удерживающей кусковой породы, при этом площадь и прочность резинотканевой мембраны, ширину полосы ее контакта с подошвой, кровлей и стенками выработки, высоту, объем и размер кусков насыпи и накрывающего резинотканевую мембрану слоя удерживающей кусковой породы рассчитывают в зависимости от свойств пород кровли, удерживающей кусковой породы, ожидаемых сдвижений перекрываемой резинотканевой мембраной стенки насыпи и возможного гидростатического напора.

Предпочтительно резинотканевую мембрану накрывают путем механической или гидравлической закладки кусковой породой или твердеющим составом, либо ориентированным против направления водопритока подрывом второго участка кровли, отстоящего от первого участка на расстояние, рассчитанное исходя из условия водонепроницаемости и прочности оставляемого между обрушаемыми участками трапециевидного породного массива.

На фигуре представлена гидроизоляционная перемычка в вертикальном разрезе вдоль продольной оси подземной выработки 1. Она включает участки обрушения кровли 2 и 3, породный массив 4, насыпь 5, резинотканевую мембрану 6, удерживающий слой породы 7, кровлю подземной выработки 8.

Сущность заявляемого способа возведения гидроизоляционной перемычки в подземной выработке поясняется следующими примерами.

Пример 1.

Для оперативного возведения гидроизоляционной перемычки, не рассчитанной на длительный период службы, на первом этапе в кровле обводненной подземной выработки 1 бурят на участках обрушения кровли 2 и 3 шпуры и закладывают заряды взрывчатого вещества по схеме, обеспечивающей отбойку породы по направлению водопритока для участка обрушения кровли 2 и против направления водопритока для участка обрушения кровли 3. Расстояние между участками обрушения кровли 2 и 3 рассчитывают в зависимости от свойств пород кровли из условия достаточной водонепроницаемости и прочности породного массива 4, оставляемого в виде перевернутой трапеции в кровле подземной выработки 1. 3 а расстояние между участками обрушения кровли 2 и 3 принимают основание трапециевидного породного массива 4, расположенное на линии кровли подземной выработки 1. Средства управления взрывами выводят в охраняемую от водопритока часть подземной выработки 1. Затем производят направленную отбойку породы взрывом на участке обрушения кровли 2 и, тем самым, формируют насыпь 5, полностью перекрывающую поперечное сечение подземной выработки 1. На материал насыпи 5 с противоположной водопритоку стороны укладывают водонепроницаемую резинотканевую мембрану 6, основу которой составляет прочная полиамидная ткань, края резинотканевой мембраны закрепляют в отдельных точках по периметру подземной выработки 1 механическим способом: забиванием дюбелей в подготовленные отверстия с применением металлических и резиновых шайб для предотвращения повреждения резинотканевой мембраны. При этом резинотканевую мембрану на насыпь 5 укладывают свободно таким образом, чтобы в случае сдвижения вследствие уплотнения укрытой резинотканевой мембраной 6 стенки насыпи 5 во время отбойки породы на участке обрушения кровли 3 незакрепленная ее центральная часть могла переместиться без возникновения разрушающих или повреждающих ее деформаций. Площадь и прочность резинотканевой мембраны 6, ширину полосы ее контакта с подошвой, кровлей и стенками выработки рассчитывают в зависимости от ожидаемых при отбойке породы на участке обрушения кровли 3 сдвижений перекрываемой резинотканевой мембраной 6 стенки насыпи 5 и возможного гидростатического напора на резинотканевую мембрану 6. На втором этапе направленным взрывом участка обрушения кровли 3 накрывают резинотканевую мембрану 6 удерживающим слоем породы 7 в виде кусков различного гранулометрического состава выше кровли 8 подземной выработки 1. При этом объем и вы- 1 014007 соту удерживающего слоя породы 7 вычисляют в зависимости от ожидаемого гидростатического напора, воздействующего на резинотканевую мембрану 6, и физико-механических свойств пород кровли подземной выработки 1.

Пример 2.

Для возведения гидроизоляционной перемычки, рассчитанной на длительный срок службы, на первом этапе в кровле обводненной подземной выработки 1 бурят на участке обрушения кровли 2 шпуры и закладывают заряды взрывчатого вещества по схеме, обеспечивающей отбойку породы участка обрушения кровли 2 по направлению водопритока. Средства управления взрывами выводят в охраняемую от водопритока часть подземной выработки 1. Затем производят направленную отбойку породы взрывом на участке обрушения кровли 2 и, тем самым, формируют насыпь 5, полностью перекрывающую поперечное сечение подземной выработки 1. На материал насыпи 5 с противоположной водопритоку стороны укладывают описанную в предыдущем примере водонепроницаемую резинотканевую мембрану 6, края которой закрепляют на почве, стенках и кровле выработки. С этой целью по периметру подземной выработки 1 для обеспечения герметичности контакта краев резинотканевой мембраны со стенками, кровлей и почвой подземной выработки наносят затвердевающий полимерцементный (цементный) раствор и механическим способом, винтовым или анкерным, с применением перфорированной, стойкой к агрессивным воздействиям стальной ленты (гибкого профиля) для надежного прижатия краев резинотканевой мембраны 6 между точками крепления осуществляют герметичное закрепление через слой еще не затвердевшего полимерцементного (цементного раствора) краев резинотканевой мембраны 6 по периметру подземной выработки 1. Способ укладки резинотканевой мембраны и определения ее параметров аналогичны описанным в предыдущем примере. На втором этапе путем механической закладки накрывают резинотканевую мембрану 6 удерживающим слоем породы 7 в виде кусков различного гранулометрического состава под кровлю 8 подземной выработки 1. Объем удерживающего слоя породы 7 вычисляют в зависимости от ожидаемого гидростатического напора, воздействующего на резинотканевую мембрану 6, физико-механических параметров удерживающего слоя закладочной породы 7 и пород кровли (влияющих на глубину развития трещин в кровле по направлению водопритока при подрыве участка обрушения кровли 2).

Вместо резинотканевой мембраны в заявляемом способе может быть использован иной материал, обладающий достаточной прочностью и эластичностью, например термоэластопласты, различного рода армированные пленки и др.

Повышение гидроизоляционных свойств в заявляемом техническом решении достигается за счет применения прочной водонепроницаемой резинотканевой мембраны, плотного прижатия удерживающим слоем краев резинотканевой мембраны к стенкам, почве и частично кровле подземной выработки 1, а также за счет герметизации контакта краев резинотканевой мембраны.

Таким образом, предлагаемый способ возведения гидроизоляционной перемычки в подземной выработке может быть многократно использован при проведении горных работ и в строительстве. Он позволяет повысить гидроизоляционные свойства породной перемычки и безопасность подземных работ в сложных гидрогеологических условиях.

Claims (3)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ возведения гидроизоляционной перемычки в подземной выработке, включающий обрушение кровли и формирование двух насыпей, полностью перекрывающих поперечное сечение подземной выработки, отличающийся тем, что ориентированным по направлению водопритока взрывом участка кровли формируют со стороны водопритока насыпь, полностью перекрывающую выработку, на материал насыпи с противоположной водопритоку стороны укладывают водонепроницаемую резинотканевую мембрану, края которой закрепляют герметично или негерметично на почве, стенках и кровле выработки, а затем накрывают водонепроницаемую резинотканевую мембрану слоем удерживающей кусковой породы, при этом площадь и прочность водонепроницаемой резинотканевой мембраны, ширину полосы ее контакта с подошвой, кровлей и стенами выработки, высоту, объем и размер кусков насыпи и накрывающего водонепроницаемую резинотканевую мембрану слоя удерживающей кусковой породы рассчитывают в зависимости от свойств пород кровли, ожидаемых сдвижений перекрываемой водонепроницаемой резинотканевой мембраной стенки насыпи и возможного гидростатического напора.
2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что водонепроницаемую резинотканевую мембрану накрывают путем механической или гидравлической закладки кусковой породой или твердеющим составом.
3. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что водонепроницаемую резинотканевую мембрану накрывают ориентированным против направления водопритока подрывом второго участка кровли, отстоящего от первого участка кровли на расстояние, рассчитанное исходя из условия водонепроницаемости и прочности оставляемого между обрушаемыми участками трапециевидного породного массива.