RU2081250C1

RU2081250C1 - Method for protection of undermined buildings

Info

Publication number: RU2081250C1
Application number: RU94005073A
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Мартынов
Original assignee: Юрий Иванович Мартынов
Priority date: 1994-02-14
Filing date: 1994-02-14
Publication date: 1997-06-10

Abstract

FIELD: mining, civil engineering. SUBSTANCE: kerfs are produced below the foundation, and wells are inclined to the side of object being guarded. Horizontal projection of well bottom forms triangle. EFFECT: higher efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и строительству поверхностных сооружений на подрабатываемых горными работами территориях и представляет собой способ сооружения глубоких щелей с последующим заполнением их пластичным материалом для защиты зданий [1]
Основным недостатком аналога является то, что глубокие щели не зависят от деформации земной поверхности и соответственно от деформации охраняемого сооружения и сооружения глубиной более или равной расстоянию между щелями. Это приводит к неоправданному перерасходу трудозатрат и по существу лишает этот способ практического применения.The invention relates to mining and the construction of surface structures in areas undermined by mining operations and is a method of constructing deep gaps, followed by filling them with plastic material to protect buildings [1]
The main disadvantage of the analogue is that deep gaps do not depend on the deformation of the earth's surface and, accordingly, on the deformation of the protected structure and structures with a depth greater than or equal to the distance between the cracks. This leads to unjustified cost overruns and essentially deprives this method of practical application.

Во избежание этого был предложен способ управления деформированием подрабатываемого массива, где глубина щелей зависит от деформаций охраняемого поверхностного сооружения и его размеров [2]
Недостатком прототипа предлагаемого изобретения является то, что размер охраняемого основания складывается из размера собственно здания и двух его берм, равных 5-7 м каждая, которые могут достигать очень часто половины размера охраняемого основания, в чем нет необходимости.To avoid this, a method was proposed for controlling the deformation of the undermined massif, where the depth of the slots depends on the deformations of the protected surface structure and its size [2]
The disadvantage of the prototype of the invention is that the size of the protected base consists of the size of the building itself and its two berms, equal to 5-7 m each, which can often reach half the size of the protected base, which is not necessary.

Таким образом, согласно известной формуле [2] охрана берм здания приводит к увеличенной глубине щелей и соответственно трудозатратам. Thus, according to the well-known formula [2], the protection of the building berms leads to an increased depth of the cracks and, accordingly, labor costs.

Представляется реальная возможность значительно увеличить эффективность прототипа. Это достигается тем, что, с целью повышения эффективности работы щелей, они выполняются ниже заложения фундамента сооружения, а скважины для образования ослабленной зоны бурят с наклоном в сторону охраняемого объекта, причем устья скважин располагают на расстоянии от здания, равном его предохранительной берме, а горизонтальная проекция забоя скважин образует треугольник с катетом на поверхности, меньшим или равным предохранительной берме. Это позволяет повысить эффективность работы глубоких щелей без каких-либо скважинных выработок непосредственно под зданием за счет:
уменьшения "выходного отверстия" на горизонте глубины щелей для проникновения деформаций в блок пород снизу, а следовательно, и суммарных деформаций;
снижения дополнительно деформации в основании здания за счет "растекания" их по относительно большему охраняемому основанию на земной поверхности.There is a real opportunity to significantly increase the effectiveness of the prototype. This is achieved by the fact that, in order to increase the efficiency of the cracks, they are performed below the foundation of the structure, and the wells are drilled to form a weakened zone with an inclination towards the guarded object, and the wellheads are located at a distance from the building equal to its safety berm, and horizontal the bottom hole projection forms a triangle with a leg on a surface less than or equal to the safety berm. This allows you to increase the efficiency of deep gaps without any well workings directly under the building due to:
reducing the “outlet” on the horizon of the depth of the slots for the penetration of deformations into the rock block from below, and consequently, the total deformations;
additional reduction of deformation at the base of the building due to their "spreading" over a relatively larger protected base on the earth's surface.

Выявленные отличительные признаки не обнаружены в известных технических решениях, следовательно, предлагаемое техническое решение отвечает критерию "существенные отличия". Identified distinctive features are not found in the known technical solutions, therefore, the proposed solution meets the criterion of "significant differences".

На фиг.1 представлен предлагаемый способ; на фиг.2 сечение I-I на фиг.1. Figure 1 presents the proposed method; figure 2 section I-I in figure 1.

Предлагаемый способ защиты зданий на подрабатываемых территориях реализуется следующим образом. The proposed method of protecting buildings in part-time areas is implemented as follows.

Глубокие щели являются составными и смещенными. Вначале сооружается вспомогательная щель глубже фундамента: механизированным путем на глубину фундамента с использованием траншеекопателя, щелереза, экскаватора "Беларусь" и т.д. далее буровзрывным способом или в комбинации с перфорацией межскважинных целиков скважинами большого диаметра. Последовательность сооружения вспомогательной щели 1 (фиг.1) следующая: бурится по замкнутому контуру с бермой 2-2,5 м цепочка скважин диаметром 100-130 мм глубже фундамента без обсадки и выхода керна или в комбинации со скважинами большого диаметра (до 600 мм) и чередовании скважин малого и большого диаметров. Затем скважины (малого диаметра) заряжаются, причем верхний заряд гирлянды располагается на глубине фундамента. После взрывания скважин диаметром 100-130 мм образуется разрыхленная зона, начиная с глубины фундамента до проектной глубины вспомогательной щели 1 (фиг.2). После этого механизированным путем на глубину фундамента отрывается траншея (щель), которая заполняется грубообломочным и плохослеживаемым материалом (битым стеклом, кирпичом, опилками, отходами бытовой химии и стройматериалов). Deep gaps are composite and offset. First, an auxiliary slit is constructed deeper than the foundation: mechanically to the depth of the foundation using a trencher, slitherer, Belarus excavator, etc. further by a blasting method or in combination with perforation of interwell pillars with large diameter wells. The sequence of construction of the auxiliary slit 1 (Fig. 1) is as follows: a chain of wells with a diameter of 100-130 mm deeper than the foundation without casing and core penetration or in combination with large diameter wells (up to 600 mm) is drilled in a closed circuit with a berm of 2-2.5 m and alternating wells of small and large diameters. Then the wells (of small diameter) are charged, and the top charge of the garland is located at the depth of the foundation. After blasting wells with a diameter of 100-130 mm, a loosened zone is formed, starting from the depth of the foundation to the design depth of the auxiliary slit 1 (Fig. 2). After this, a trench (gap) is torn off to the depth of the foundation mechanically, which is filled with coarse-grained and poorly tracked material (broken glass, bricks, sawdust, household waste and building materials).

Основная щель сооружается с противосейсмической бермой 5-7 м от здания путем бурения скважин диаметром 100-130 мм без обсадки и выхода керна. Скважины бурятся по известной технологии (Мартынов Ю.И. Управление деформированием подрабатываемого массива горных пород глубокими щелями. М. Стройиздат, 1983, с. 116) на расчетную глубину h с наклоном в сторону охраняемого задания таким образом, чтобы горизонтальная проекция скважин не попадала в контур здания 3 (фиг.1, 2). Бурение наклонных скважин осуществляется серийными самоходными станками БСК2-100, УГБ 200/300 УГБ 12/25, обеспечивающими наклонное бурение скважин до 45^o. Поскольку берма - величина постоянная, а меняется только глубина щелей, чаще всего в диапазоне 20-40 м, то угол наклона скважин от вертикали будет примерно около 10^o. Затем скважины 2 основной щели заряжаются путем опускания гирлянды зарядов, причем верхний заряд в скважине устанавливается на глубине, которой заканчивается вспомогательная щель 1. Взрывание скважин основной щели осуществляется сериями. Рассмотрим выполнение способа охраны здания школы N 18 г. Березовского Кемеровской области, подработанной шахтой "Первомайская" ПО "Северокузбасуголь" (Мартынов Ю.И. Опыт охраны оснований подрабатываемых зданий глубокими экранирующими и компенсирующими щелями // Добыча угля подземным способом. М. ЦНИЭуголь, 1987, вып. 10, с. 20). Здание школы N 18 сложной конфигурации защищалось по варианту составных смещенных щелей, где основная щель была глубиной 32 м. Размеры охраняемого основания были 50х70 м, собственно здания 37х57 м.The main gap is constructed with an anti-seismic berm 5-7 m from the building by drilling wells with a diameter of 100-130 mm without casing and core. The wells are drilled according to the well-known technology (Martynov Yu.I. Deformation management of the undermined rock massif by deep gaps. M. Stroyizdat, 1983, p. 116) to the calculated depth h with an inclination towards the protected task so that the horizontal projection of the wells does not fall into the contour of the building 3 (Fig.1, 2). The drilling of directional wells is carried out by serial self-propelled machines BSK2-100, UGB 200/300 UGB 12/25, providing directional drilling of wells up to 45 ^o . Since the berm is a constant value, and only the depth of the cracks varies, most often in the range of 20-40 m, the angle of inclination of the wells from the vertical will be about 10 ^o . Then, the wells 2 of the main gap are charged by lowering the garland of charges, and the upper charge in the well is set at a depth that ends with the auxiliary gap 1. The blasting of the wells of the main gap is carried out in series. Let us consider the implementation of the method of protecting the building of school No. 18 of the Berezovsky Kemerovo region, earned by the Pervomaiskaya mine of PO Severokuzbasugol (Martynov Yu.I. Experience in protecting the foundations of undermined buildings with deep shielding and compensating gaps // Underground coal mining. M. TsNIEugol, 1987, issue 10, p. 20). The building of school No. 18 of complex configuration was protected by the variant of composite displaced slots, where the main gap was 32 m deep. The dimensions of the protected base were 50x70 m, the building itself was 37x57 m.

Охрана здания по предлагаемому способу дает глубину щелей 21,7 м, т.е. глубина щелей сокращается почти на 10 м. Если оставить прежние глубины щелей (32 м), то эффективность способа защиты здания по предлагаемому способу значительно возрастает на 30% и более. Protection of the building by the proposed method gives a depth of slots of 21.7 m, i.e. the depth of the cracks is reduced by almost 10 m. If you leave the previous depths of the cracks (32 m), then the effectiveness of the building protection method according to the proposed method significantly increases by 30% or more.

Бесспорным недостатком буровзрывного способа сооружения глубоких щелей является спад детонационной волны с длиной заряда. Предлагаемый способ защиты зданий устраняет этот недостаток за счет разгрузки основной щели и за счет рассредоточения взрывных работ по контурам щелей. Кроме того, за счет вспомогательной щели основная щель сооружается глубже фундамента здания, что позволяет увеличить пространство для забойки скважины, уменьшить выброс продуктов взрыва в атмосферу и повысить коэффициент полезного действия взрывчатых веществ. An indisputable disadvantage of the drilling and blasting method for constructing deep gaps is the decay of the detonation wave with a charge length. The proposed method of protecting buildings eliminates this drawback by unloading the main gap and by dispersing blasting operations along the contours of the cracks. In addition, due to the auxiliary gap, the main gap is constructed deeper than the foundation of the building, which allows to increase the space for blocking the borehole, reduce the release of explosion products into the atmosphere and increase the efficiency of explosives.

Таким образом, в предлагаемом способе при одних и тех же трудозатратах значительно повышается эффективность работы глубоких щелей за счет:
уменьшения горизонтальной площади (основания) породного блока, оконтуренного щелями, что уменьшает "приток" деформации под здание;
рассредоточения проникших деформаций на поверхности блока трапециевидной формы (вертикальное сечение);
рассредоточения взрывных работ по контурам, заглубления зарядов, повышается коэффициент полезного действия взрывчатых веществ.Thus, in the proposed method with the same labor costs significantly increases the efficiency of deep gaps due to:
reducing the horizontal area (base) of the rock block contoured by slits, which reduces the "influx" of deformation under the building;
dispersion of penetrated deformations on the surface of a trapezoidal block (vertical section);
dispersal of blasting operations along contours, deepening charges, increases the efficiency of explosives.

Claims

A method of protecting an underworked building, including making a gap behind the guarded structure along its perimeter and filling it with malleable material, creating a weakened zone around the gap by drilling dispersed wells and destroying cross-hole bridges, starting from the depth of the gap, characterized in that the gap is performed to a depth below the foundation structures, and the wells for the formation of the weakened zone are drilled with an inclination towards the protected object, and the wellhead is located at a distance from the building equal to it redohranitelnoy berm and a horizontal projection downhole forms a right triangle with a cathetus at the surface less than or equal to a safety berm.