EA015486B1

EA015486B1 - Способ сооружения шахтной самоуплотняющейся гидроизоляционной перемычки

Info

Publication number: EA015486B1
Application number: EA200900720A
Authority: EA
Inventors: Виктор Семенович Усенко; Герард Афанасьевич Щербаков; Сергей Федорович Шемет; Сергей Георгиевич ШУТИН
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром")
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2011-08-30
Also published as: EA200900720A1

Abstract

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для изоляции обводненного участка шахтной выработки от зоны ведения горных работ. Способ включает создание вруба треугольного профиля по контуру шахтной выработки и сборку перемычки из отдельных элементов. На плоскостях вруба закрепляют внутриврубовые герметизирующие прокладки и устанавливают с прокладыванием межэлементных гидроизолирующих прокладок выполненные из дерева элементы прямоугольного и треугольного профиля с торцевыми частями, срезанными на клин по форме вруба. Сборку элементов перемычки завершают установкой во вруб составного элемента прямоугольного профиля, а внутриврубовые и межэлементные герметизирующие прокладки изготавливают из эластичного материала и/или твердеющего герметика. В ослабленных, трещиноватых, подверженных растворению и др. породных массивах, не обеспечивающих достаточную механическую прочность и предрасположенных к фильтрации вод (рассолов), устраивают во вмещающих породах дополнительно тампонажную завесу вокруг перемычки и/или железобетонный портал между телом перемычки и породным массивом. При расчетных значениях гидростатического напора, превышающих допустимые по условию прочности или герметичности перемычки, а также для уменьшения фильтрации в охраняемую зону шахтной выработки сооружают дополнительную шахтную самоуплотняющуюся гидроизоляционную перемычку, заполняя пространство между перемычками упрочняющим и гидроизоляционным материалом, например бетоном. Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность гидроизоляции шахтных выработок.

Description

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

Известен способ возведения породной перемычки в горной выработке, включающий сооружение насыпи перемычки обрушением кровли с формированием несущей части, фильтрующего слоя и оставлением породного массива в форме обратной трапеции между обрушенными участками кровли [1].

Этот способ не обеспечивает надежной гидроизоляции горной выработки, требует длительного времени для формирования гидроизолирующего слоя и предназначен главным образом для проведения гидрозакладочных работ.

Известен также способ сооружения гидроизоляционной перемычки из стандартных гидроизолирующих элементов, расположенных по контуру выработки и закрепляемых твердеющим материалом [2] - прототип.

Недостатками данного способа являются сложность конструкции, значительное время изготовления и монтажа, высокая стоимость вследствие использования многочисленных дорогостоящих гидроизолирующих элементов и необходимость изготовления различных типов гидроизолирующих элементов, для того чтобы их можно было приспосабливать под конкретные условия установки перемычки. Кроме того, под воздействием горного давления, даже при незначительных сдвижениях пород, вмещающих выработку, будут возникать трудности при сборке, а на собранной перемычке создается угроза ее разгерметизации вследствие возникающих деформаций и отсутствия эффекта самоуплотнения стыков элементов.

Задачей изобретения является повышение эффективности гидроизоляции шахтных выработок.

Поставленная задача достигается тем, что в способе сооружения гидроизоляционной перемычки, включающем создание вруба по контуру шахтной выработки и сборку ее из отдельных элементов, создают вруб треугольного профиля с вершиной, обращенной вглубь породного массива, на плоскостях вруба закрепляют внутриврубовые герметизирующие прокладки и устанавливают, с прокладыванием межэлементных гидроизолирующих прокладок, выполненные из дерева элементы прямоугольного и треугольного профиля с торцевыми частями, срезанными на клин по форме вруба таким образом, чтобы торцевые части плотно, с сопряжением плоскостей, входили во вруб, а в качестве крайних элементов используют элементы треугольного профиля, подобного профилю вруба, укладывая их во вруб с сопряжением боковых плоскостей, при этом сборку элементов перемычки завершают установкой во вруб составного элемента прямоугольного профиля с герметичной фиксацией обеих его частей, а внутриврубовые и межэлементные герметизирующие прокладки изготавливают из эластичного материала и/или твердеющего до высокоэластического состояния герметика.

На фиг. 1 представлен общий вид шахтной самоуплотняющейся гидроизоляционной перемычки в разрезе по оси перемычки перпендикулярно направлению шахтной выработки.

На фиг. 2 - разрез А-А по составному элементу.

На фиг. 3 - поперечный разрез крайнего элемента во врубе.

Шахтная самоуплотняющаяся гидроизоляционная перемычка включает сформированный по контуру 1 шахтной выработки 2 вруб 3 в породном массиве 4, внутриврубовые герметизирующие прокладки 5, межэлементные гидроизолирующие прокладки 6, выполненные из дерева элементы прямоугольного профиля 7, треугольного профиля 8, составной элемент 9, установленные на пути водопритока 10, а также может включать бетонный портал 11.

Способ сооружения шахтной самоуплотняющейся гидроизоляционной перемычки осуществляется следующим образом.

При возникновении опасности водопритока в зону шахтных работ по контуру 1 шахтной выработки 2 создают вруб 3 треугольного профиля с вершиной, обращенной вглубь породного массива 4. На плоскостях вруба закрепляют, например, с помощью твердеющего до высокоэластического состояния герметика внутриврубовые герметизирующие прокладки 5, вырезанные из эластичного материала, например резины, или выполненные только нанесением твердеющего до высокоэластического состояния герметика; устанавливают крайние элементы треугольного профиля 8, укладывая их во вруб 3, как показано на фиг. 3, и элементы прямоугольного профиля 7, при этом все элементы перемежают межэлементными гидроизолирующими прокладками 6 и устанавливают во вруб 3 с натягом, обеспечивая плотный контакт торцевых частей, срезанных на клин по форме вруба 3, с внутриврубовыми герметизирующими прокладками 5. Перед установкой последнего прямоугольного составного элемента 9 расклинивают (разжимают) соседние с ним элементы и фиксируют их, например, с помощью стальных скоб (на фигурах не показаны), вставляемых в подготовленные со стороны охраняемой шахтной выработки несквозные отверстия в соседних с составным элементом 9 прямоугольных элементах 7. Клинья (разжимающее устройство, например винтовое) извлекают. В образовавшийся зазор между расклиненными (разжатыми) элементами устанавливают последний, собираемый, например, посредством болтового соединения составной элемент 9 прямоугольного профиля. Сначала устанавливают его часть с закладными болтами со стороны водопритока 10, а затем на гидроизолирующих прокладках - вторую часть и затягивают гайки. После этого извлекают фиксаторы (скобы), обеспечивая самопроизвольное, за счет эластичности межэлементных гидроизолирующих прокладок 6, защемление составного элемента 9 между соседними элементами.

- 1 015486

С началом водопритока (рассолопритока) в шахтную выработку деревянные элементы при соприкосновении с водой (рассолом) набухают, их поперечное сечение увеличивается, и поверхности контакта элементов между собой и стенками выработки самоуплотняются, обеспечивая надежную гидроизоляцию охраняемой части шахтной выработки 2. Если опасения по поводу водопритока не оправдались, шахтную самоуплотняющуюся гидроизоляционную перемычку разбирают в обратном порядке и складируют в отведенном для этого месте, например в специальном штреке.

Элементы шахтной самоуплотняющейся гидроизоляционной перемычки располагают вертикально, как показано на фиг. 2 и 3, или горизонтально. Предпочтительно вертикальное расположение элементов для поддержания кровли шахтной выработки.

При сооружении шахтной самоуплотняющейся гидроизоляционной перемычки в ослабленных, трещиноватых, подверженных растворению и др. породных массивах, не обеспечивающих достаточную механическую прочность и предрасположенных к фильтрации вод (рассолов), дополнительно устраивают тампонажную завесу во вмещающих породах вокруг перемычки одним из известных способов, например путем нагнетания кольматирующих и цементирующих растворов через пробуренные скважины для уменьшения вероятности фильтрации в обход перемычки и укрепления породного массива в месте ее сооружения. С этой же целью дополнительно устраивают железобетонный портал 11 по контуру шахтной выработки 2 между телом перемычки и породным массивом 4.

При расчетных значениях гидростатического напора, превышающих допустимые по условию прочности или герметичности перемычки, а также для уменьшения вероятности фильтрации в охраняемую зону шахтной выработки сооружают дополнительную шахтную самоуплотняющуюся гидроизоляционную перемычку, заполняя пространство между обеими перемычками упрочняющим и гидроизоляционным материалом, например бетоном.

Таким образом, совокупность существенных признаков способа сооружения шахтной самоуплотняющейся гидроизоляционной перемычки обеспечивает решение задачи повышения эффективности гидроизоляции шахтных выработок и может быть многократно использована при проведении горных работ в сложных гидрогеологических условиях.

Источники информации

1. Патент КИ 2290514, опубл. 27.12.2006 г.

2. Заявка КИ 93011303, опубл. 10.10.1995 г. - прототип.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ сооружения шахтной самоуплотняющейся гидроизоляционной перемычки, включающий создание вруба по контуру шахтной выработки и сборку ее из отдельных элементов, отличающийся тем, что по контуру шахтной выработки создают вруб треугольного профиля с вершиной, обращенной вглубь породного массива; на плоскостях вруба закрепляют внутриврубовые герметизирующие прокладки и устанавливают с прокладыванием межэлементных гидроизолирующих прокладок выполненные из дерева элементы прямоугольного и треугольного профиля с торцевыми частями, срезанными на клин по форме вруба, таким образом, чтобы торцевые части плотно, с сопряжением плоскостей, входили во вруб, а в качестве крайних элементов используют элементы треугольного профиля, подобного профилю вруба, укладывая их во вруб с сопряжением боковых плоскостей, при этом сборку элементов перемычки завершают установкой во вруб составного элемента прямоугольного профиля с герметичной фиксацией обеих его частей, а внутриврубовые и межэлементные герметизирующие прокладки изготавливают из эластичного материала и/или твердеющего до высокоэластического состояния герметика.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в ослабленных, трещиноватых, подверженных растворению и др. породных массивах, не обеспечивающих достаточную механическую прочность и предрасположенных к фильтрации вод или рассолов, дополнительно устраивают во вмещающих породах тампонажную завесу вокруг перемычки.
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что дополнительно устраивают железобетонный портал по контуру шахтной выработки между телом перемычки и породным массивом.
4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что при расчетных значениях гидростатического напора, превышающих допустимые по условию прочности или герметичности перемычки, а также для уменьшения фильтрации в охраняемую зону шахтной выработки сооружают дополнительную шахтную самоуплотняющуюся гидроизоляционную перемычку, заполняя пространство между обеими перемычками упрочняющим и гидроизоляционным материалом, например бетоном.