RU2258141C1 - Grouting method for water-bearing horizon rock during vertical pit shaft building - Google Patents

Grouting method for water-bearing horizon rock during vertical pit shaft building Download PDF

Info

Publication number
RU2258141C1
RU2258141C1 RU2004116038/03A RU2004116038A RU2258141C1 RU 2258141 C1 RU2258141 C1 RU 2258141C1 RU 2004116038/03 A RU2004116038/03 A RU 2004116038/03A RU 2004116038 A RU2004116038 A RU 2004116038A RU 2258141 C1 RU2258141 C1 RU 2258141C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
cracks
wells
vertical
well
Prior art date
Application number
RU2004116038/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Я. Ушаков (RU)
В.Я. Ушаков
Original Assignee
Акционерная компания "АЛРОСА" (ЗАО)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерная компания "АЛРОСА" (ЗАО) filed Critical Акционерная компания "АЛРОСА" (ЗАО)
Priority to RU2004116038/03A priority Critical patent/RU2258141C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2258141C1 publication Critical patent/RU2258141C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry, particularly to protect mine workings against underground water ingress.
SUBSTANCE: method involves drilling injection wells along pit shaft perimeter; widening cracks by supplying high-pressure water and injecting grouting mortar in the cracks; additionally boring vertical preparation well in pit shaft center. Cracks are widened by feeding water and then air or only water in vertical preparation well. Water and air are supplied under pressure lesser than pressure of hydraulic rock fracturing. Grouting mortar is injected in cracks by forcing thereof through injection wells immediately after finishing of feeding water or air in vertical preparation well. Cryogenic gel is used as the grouting mortar. Cryogenic gel is foamed before injecting thereof in wells and foamed cryogenic gel is forced into cracks beyond the pit shaft perimeter by supplying compressed air in vertical preparation well. After leaving pit shaft as it is for grouting mortar setting time wells are sunk for the next grouting step depth and above operations are repeated up to reaching the lower boundary of pit shaft interval, wherein injection is performed under pressure exceeding that on previous step.
EFFECT: reduced labor inputs and material consumption along with increased efficiency of water suppression.
3 cl, 3 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к горному делу и предназначено для защиты горных выработок от притоков подземных вод.The invention relates to mining and is intended to protect mine workings from groundwater inflows.

Известен способ проходки выработок в трещиноватых породах, включающий обуривание выработок несколькими рядами скважин и нагнетание через них тампонажных растворов, причем ряды скважин располагают по контуру выработки, через скважины одного ряда нагнетают цементный раствор, а затем через скважины другого ряда - глинистый раствор (А.С. СССР №757713, Кл. E 21 D 1/16, 1978).A known method of sinking workings in fractured formations, including drilling the workings with several rows of wells and pumping grouting mortars through them, moreover, the rows of wells are placed along the production path, cement mortar is pumped through wells of one row, and clay mud is pumped through wells of another row (A.C. USSR No. 757713, CL E 21 D 1/16, 1978).

Недостатками данного способа являются необходимость бурения большого количества скважин. Кроме того, при таком тампонировании не удается в один прием добиться качественной цементации, в связи с чем необходимо вторично их разбуривать и производить тампонажные работы.The disadvantages of this method are the need to drill a large number of wells. In addition, with such plugging, it is not possible to achieve high-quality cementation in one go, and therefore it is necessary to drill them again and perform grouting.

Наиболее близким техническим решением является способ тампонажа горных пород с неоднородной трещиноватостью, включающий бурение скважин первой серии вокруг вертикального ствола и нагнетание в них цементного раствора, бурение в промежутках между скважинами первой серии дополнительных скважин и нагнетание в них вначале воды для расширения тонких скважин, а затем цементного раствора (А.С. СССР №1456585, Кл. E 21 D 1/16, 1987).The closest technical solution is a method of grouting rocks with heterogeneous fracturing, including drilling the wells of the first series around a vertical well and injecting cement in them, drilling in between the wells of the first series of additional wells and first injecting water in them to expand thin wells, and then cement mortar (AS USSR No. 1456585, Cl. E 21 D 1/16, 1987).

Недостатками данного способа являются высокие трудоемкость и материальные затраты, обусловленные необходимостью бурения большого количества скважин. Кроме того, не обеспечивается эффективное водоподавление в силу того, что тампонажные цементные растворы не способны проникать в мелкие трещины и поры горного массива, а после застывания раствора подвержены возникновению трещин при проведении буровзрывных работ и возможной последующей деформации массива при многократном изменении температур от положительной к отрицательной и наоборот.The disadvantages of this method are the high complexity and material costs due to the need to drill a large number of wells. In addition, effective water suppression is not ensured due to the fact that cement slurries are not able to penetrate small cracks and pores of the massif, and after solidification of the mortar they are susceptible to cracking during drilling and blasting operations and possible subsequent deformation of the massif with repeated changes in temperature from positive to negative and vice versa.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является снижение трудоемкости и материальных затрат при одновременном повышении эффективности водоподавления.The technical problem solved by the invention is to reduce the complexity and material costs while increasing the efficiency of water pressure.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе тампонажа горных пород водоносных горизонтов при строительстве вертикальных шахтных стволов, включающем бурение нагнетательных скважин по контуру шахтного ствола, расширение трещин посредством подачи под давлением воды, нагнетание в скважины тампонажного раствора, при этом для каждой нисходящей заходки повторяют цикл углубочных и тампонажных работ, дополнительно бурят вертикальную подготовительную скважину в центре шахтного ствола, расширяют трещины посредством подачи в вертикальную подготовительную скважину под давлением, меньшим гидроразрыва пород, или вначале воды затем воздуха, или воды, нагнетают в трещины тампонажный раствор в виде вспененного криогеля посредством его подачи под давлением в вертикальные нагнетательные скважины сразу после окончания подачи в вертикальную подготовительную скважину или воздуха, или воды, продавливают вспененный криогель по трещинам за контур шахтного ствола посредством нагнетания под давлением воздуха в вертикальную подготовительную скважину, при этом для каждой последующей заходки углубляют вертикальные нагнетательные и подготовительную скважины и ведут нагнетание под давлением, большим, чем в предыдущем цикле.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of plugging rocks of aquifers during the construction of vertical mine shafts, including drilling injection wells along the contour of the mine shaft, expanding cracks by applying water under pressure, injecting cement slurry into the wells, while repeating for each descending entry, repeat a cycle of deep and grouting operations, additionally drill a vertical preparatory well in the center of the shaft, widen the cracks by means of feeds cement slurry in the form of a foamed cryogel is injected into cracks in a vertical preparatory well under pressure less than hydraulic fracturing of the rocks, or first of water and then air or water, by supplying it under pressure into vertical injection wells immediately after the supply of vertical preparation well or air, or water, push the foamed cryogel along the cracks beyond the contour of the shaft by injection under air pressure into a vertical preparatory well, while for Each subsequent run deepens the vertical injection and preparatory wells and conduct injection at a pressure greater than in the previous cycle.

Кроме того, криогель содержит следующие ингредиенты в соотношении, мас.%:In addition, the cryogel contains the following ingredients in a ratio, wt.%:

ПВС (поливиниловый спирт) - 3,PVA (polyvinyl alcohol) - 3,

Борная кислота - 0,5,Boric acid - 0.5,

Вода - 96,5.Water - 96.5.

Кроме того, криогель содержит следующие ингредиенты в соотношении, мас.%:In addition, the cryogel contains the following ingredients in a ratio, wt.%:

ПВС (поливиниловый спирт) - 5,PVA (polyvinyl alcohol) - 5,

NaCl - 11,NaCl - 11,

Вода - 84.Water - 84.

Новизной данного решения является расширение трещин посредством подачи в подготовительную скважину под давлением меньшим гидроразрыва пород или вначале воды затем воздуха, или воды перед нагнетанием в горные породы тампонажного раствора. Кроме того, нагнетательные скважины располагают по контуру забоя, причем одну из скважин - подготовительную - бурят в центре шахтного ствола, а в качестве нагнетаемого в скважины тампонажного раствора используют криогель. Криогель, используемый в качестве тампонажного раствора, перед нагнетанием в скважины вспенивают. Продавливание тампонажного раствора осуществляют подачей воздуха под давлением в подготовительную скважину после нагнетания тампонажного раствора. После выстаивания срока схватывания скважины углубляют на шаг тампонажа и повторяют весь цикл до конца интервала тампонирования ствола, причем нагнетание ведут под давлением, большим, чем в предыдущем цикле.The novelty of this solution is the expansion of cracks by feeding into the preparatory well under pressure less than hydraulic fracturing of the rocks, or first of the water then air, or water before grouting is injected into the rocks. In addition, injection wells are located along the bottom contour, and one of the wells, the preparatory wells, is drilled in the center of the shaft, and cryogel is used as the grouting fluid injected into the wells. The cryogel used as a grout is foamed before being injected into wells. The grouting mortar is pressed by supplying air under pressure to the preparatory well after injection of the grouting mortar. After the setting period has been set, the wells are deepened by a plugging step and the entire cycle is repeated until the end of the plugging interval, and injection is carried out under a pressure greater than in the previous cycle.

Совокупность признаков данного технического решения не выявлена из патентной документации и научно-технической информации, что свидетельствует об изобретательском уровне заявляемого технического решения.The set of features of this technical solution is not identified from the patent documentation and scientific and technical information, which indicates the inventive step of the claimed technical solution.

Бурение в центре шахтного ствола вертикальной подготовительной скважины для нагнетания в массив горных пород агентов (вода-воздух или вода), расширяющих трещины, а затем тампонажного раствора - вспененного криогеля - позволяет уменьшить количество буровых и нагнетательных работ и тем самым снизить трудоемкость и материальные затраты. Тампонирование массива по периметру за пределами ствола и в днище заходки позволяет снизить объемы тампонажных работ и также способствует снижению трудоемкости и материальных затрат.Drilling in the center of the shaft of a vertical preparatory well to inject agents (water-air or water) into the rock mass, expanding the cracks, and then grouting mortar - foamed cryogel - reduces the number of drilling and injection works and thereby reduces labor and material costs. The plugging of the array around the perimeter outside the trunk and at the bottom of the entry allows to reduce the volume of cementing work and also helps to reduce the complexity and material costs.

Предварительная подача в вертикальную подготовительную скважину под давлением, меньшим гидроразрыва пород, или вначале воды затем воздуха, или воды перед нагнетанием в горные породы тампонажного раствора приводит к более полному раскрытию трещин в тампонируемых горных породах, что работает на повышение эффективности процесса тампонирования, и способствует тампонированию массива по периметру за пределами ствола, что приводит к снижению материальных затрат.Preliminary supply to a vertical preparatory well with a pressure less than hydraulic fracturing of the rocks, or first of water then air, or water before injection of grouting mortar into the rocks leads to a more complete opening of cracks in the plugged rocks, which works to increase the efficiency of the plugging process and promotes plugging array around the perimeter outside the trunk, which leads to lower material costs.

Кроме того, нагнетание в вертикальную подготовительную скважину тампонажного раствора в виде вспененного криогеля приводит к образованию эффективной водоподавляющей тампонажной завесы.In addition, injection of a grouting mortar in the form of a foamed cryogel into a vertical preparatory well leads to the formation of an effective water-suppressing grouting curtain.

Проведенные исследования показали, что при многократном изменении температур от положительной к отрицательной и наоборот используемый в качестве тампонажного раствора водонепроницаемый криогель не изменяет свою прочность. Так как при тампонаже требуется не замерзание растворов, а их быстрое структурообразование, то к достоинствам криогелей при тампонировании относится его способность набирать необходимую прочность и структуру в короткое время и сразу по всему массиву, а не только на границе с минерализованными растворами. Криогели, нагнетаемые в качестве тампонажного раствора в горный массив, не способны смешиваться и взаимодействовать с рассолами и при этом, обладая пластической вязкостью, не разрушаются при проведении буровзрывных работ и возможной последующей деформации массива при многократном изменении температур от положительной к отрицательной и наоборот.Studies have shown that with multiple changes in temperature from positive to negative and vice versa, a waterproof cryogel used as a grouting mortar does not change its strength. Since tamponing requires not freezing of the solutions, but their rapid structure formation, the advantages of cryogels during plugging include its ability to gain the necessary strength and structure in a short time and immediately throughout the array, and not just at the border with mineralized solutions. Cryogels injected into the rock mass as grouting mortar are not able to mix and interact with brines and at the same time, having plastic viscosity, are not destroyed during drilling and blasting operations and possible subsequent deformation of the massif with repeated changes in temperature from positive to negative and vice versa.

Криогель, нагнетаемый в скважины во вспененном состоянии, сохраняет все свои свойства, в том числе способность не смешиваться с рассолами, и при этом, обладая пластической вязкостью, не разрушается при проведении буровзрывных работ и возможной последующей деформации массива при многократном изменении температур от положительной к отрицательной и наоборот. Кроме того, предварительное вспенивание криогеля значительно сокращает расход тампонирующего раствора и таким образом снижает материальные затраты.The cryogel injected into the wells in foamed condition retains all its properties, including the ability to not mix with brines, and while having plastic viscosity, it does not break down during drilling and blasting operations and possible subsequent deformation of the array with multiple changes in temperature from positive to negative and vice versa. In addition, pre-foaming of the cryogel significantly reduces the consumption of the plugging solution and thus reduces material costs.

Продавливание вспененного криогеля путем нагнетания воздуха через вертикальную подготовительную скважину, т.е. формирование тампонажной завесы путем отжатия тампонажного раствора воздухом, приводит к равномерному распределению тампонажного раствора по породным трещинам и порам горного массива и таким образом повышается эффективность гидроизоляции вертикальных шахтных стволов в многолетнемерзлых горных породах.The extrusion of the foamed cryogel by injection of air through a vertical preparatory well, i.e. the formation of a grouting curtain by squeezing the grouting mortar through the air leads to a uniform distribution of the grouting mortar over rock cracks and pores of the massif and thus increases the efficiency of waterproofing vertical shaft shafts in permafrost rocks.

Благодаря тому, что для каждой последующей заходки углубляют вертикальные нагнетательные и подготовительную скважины и ведут нагнетание под давлением, большим, чем в предыдущем цикле, при новом цикле проведения тампонажных работ происходит заполнение ранее не раскрытых трещин. Таким образом, новый цикл тампонажа подновляет, укрепляет предыдущий, закупоривая мелкие трещины и поры горного массива.Due to the fact that for each subsequent run, vertical injection and preparatory wells are deepened and injection is carried out under a pressure greater than in the previous cycle, with a new cycle of grouting operations, previously uncovered cracks are filled. Thus, the new grouting cycle renews, strengthens the previous one, clogging small cracks and pores of the massif.

Способ иллюстрируется фиг.1 - 3. На фиг.1, 2 изображена схема осуществления предлагаемого способа, вид в плане, на фиг.3 - то же, вертикальный разрез, где: 1 - шахтный ствол, 2 - вертикальная подготовительная скважина, 3 - нагнетательные скважины, расположенные по контуру шахтного ствола, 4 - тампонажная завеса из застывшего криогеля.The method is illustrated in figures 1 - 3. Figure 1, 2 shows a diagram of the implementation of the proposed method, a plan view, figure 3 is the same vertical section, where: 1 - shaft shaft, 2 - vertical preparatory well, 3 - injection wells, located along the contour of the shaft, 4 - grouting curtain of solidified cryogel.

На забое шахтного ствола 1 клетевого ствола создают бетонную подушку. По контуру шахтного ствола бурят вертикально расчетное количество вертикальных нагнетательных скважин 3 глубиной - на шаг тампонажа. Вертикальную подготовительную скважину 2 бурят в центре шахтного ствола. Через вертикальную подготовительную скважину 2 прокачивают с давлением, меньшим гидроразрыва пород, расчетный объем воды, затем воздуха или только воды. После выхода воздуха через нагнетательные скважины 3, расположенные по контуру шахтного ствола 1, производят закачку предварительно вспененного криогеля. По окончании закачки криогеля через вертикальную подготовительную скважину нагнетают расчетный объем воздуха для его продавливания. После выстаивания срока схватывания углубляют все скважины на следующий шаг тампонажа и повторяют цикл уже под большим давлением. Процесс повторяют до конца интервала тампонирования шахтного ствола. Если позволяют геомеханические условия горного массива, то гидроизоляцию вертикального шахтного ствола проводят за один шаг тампонажа. Кроме того, если горный массив обладает высокой воздухопроницаемостью, гидроизоляцию вертикальных горных выработок проводят через единственную нагнетательную скважину 2, пробуренную в центре шахтного ствола 1. В таком случае устраняется необходимость бурения скважин 2 по периметру массива, что дополнительно снижает себестоимость реализации данного способа. После окончания формирования тампонажной завесы, скважины прочищаются от геля и делаются опытные нагнетания и откачки для испытания завесы.At the bottom of the shaft 1 cage trunk create a concrete pillow. Along the contour of the shaft mine, the estimated number of vertical injection wells is drilled vertically in 3 depths per step of grouting. A vertical preparatory well 2 is drilled in the center of the shaft. The estimated volume of water, then air or only water, is pumped through a vertical preparatory well 2 with a pressure lower than the hydraulic fracturing of rocks. After air exit through the injection wells 3, located along the contour of the shaft 1, produce pre-foamed cryogel. At the end of the cryogel injection through a vertical preparatory well, the calculated volume of air is pumped to force it. After setting the setting time, deepen all the wells to the next step of plugging and repeat the cycle already under high pressure. The process is repeated until the end of the shaft plugging interval. If the geomechanical conditions of the massif allow, the waterproofing of the vertical shaft shaft is carried out in one step of grouting. In addition, if the rock mass has high air permeability, the waterproofing of vertical mine workings is carried out through a single injection well 2 drilled in the center of the mine shaft 1. In this case, the need to drill wells 2 along the perimeter of the mass is eliminated, which further reduces the cost of implementing this method. After the formation of the grouting curtain is completed, the wells are cleaned from the gel and experimental injections and pumpings are made to test the curtain.

Пример.Example.

На забое шахтного ствола 1 создают бетонную подушку, которая необходима для изоляции от высачивания тампонажного раствора. По контуру шахтного ствола, как можно ближе к границе, бурят расчетное количество вертикальных нагнетательных скважин 3-8 скважин глубиной на шаг тампонажа 25 м, который определяют заранее на основании имеющихся сведений о трещиноватости и гидродинамических характеристик подлежащего тампонажу горного массива. Количество нагнетательных скважин 3 рассчитывается в зависимости от объема массива и его геомеханических параметров (трещинной пустотности, гидростатического напора, предела прочности породы). Бурение рассчитанного таким образом, ограниченного числа нагнетательных скважин устраняет необходимость бурения большого количества скважин, а расположение их вертикально устраняет опасность нарушения действующей системы заморозки. Вертикальную подготовительную скважину 2 бурят в центре шахтного ствола 1. Нагнетательные скважины 3, расположенные по периметру забоя, закольцовывают трубной обвязкой на устье. По периметру шахтного ствола 1 бурят 4 контрольные вертикальные скважины (на фиг.1 - 3 не указаны) до подошвы водоносного комплекса и оснащают их термодатчиками. Процесс реализации способа гидроизоляции вертикальных горных выработок контролируют при помощи термодатчиков в контрольных скважинах и геофизических методов. Через вертикальную подготовительную скважину 2 прокачивают расчетный объем буферной воды, затем воздуха, не допуская гидроразрыва пород. После выхода воздуха через нагнетательные скважины 3, расположенные по периметру забоя, производят закачку криогеля, приготовленного и вспененного на поверхности массива. Готовый исходный раствор криогеля получают простым смешиванием в общей емкости или при продавливании насосами через смеситель, составляющих: заранее растворенный в горячей воде (70-100°С) раствор поливинилового спирта - ПВС и сшивающего агента - борной кислоты или NaCl. Криогель содержит следующие ингредиенты в соотношении, мас.%: ПВС (поливиниловый спирт) - 3, борная кислота - 0,5, вода - 96,5. Или: ПВС (поливиниловый спирт) - 5, NaCl - 11, вода - 84. Нагнетание растворов производят поршневыми насосами цементировочных агрегатов. При закачке криогеля готовый раствор вспенивают путем смешивания с воздухом, поступающим из компрессора через форсунки (смесители) или компрессорно-дожимных устройств.At the bottom of the shaft 1 create a concrete pillow, which is necessary to isolate from the leaching of cement slurry. According to the contour of the shaft, as close as possible to the border, the estimated number of vertical injection wells is drilled 3-8 wells with a depth of 25 m plugging, which is determined in advance based on the available information about the fracturing and hydrodynamic characteristics of the massif to be grouted. The number of injection wells 3 is calculated depending on the volume of the array and its geomechanical parameters (fracture void, hydrostatic pressure, rock tensile strength). Drilling a limited number of injection wells, calculated in this way, eliminates the need to drill a large number of wells, and placing them vertically eliminates the risk of disrupting the current freezing system. A vertical preparatory well 2 is drilled in the center of the mine shaft 1. Injection wells 3 located along the perimeter of the face are looped by a piping at the mouth. Along the perimeter of the shaft 1, 4 control vertical wells are drilled (not shown in FIGS. 1 to 3) to the bottom of the aquifer and equip them with temperature sensors. The process of implementing the waterproofing method of vertical mine workings is controlled using thermal sensors in control wells and geophysical methods. The estimated volume of buffer water, then air, is pumped through a vertical preparatory well 2, then air, preventing fracturing of the rocks. After air exit through injection wells 3 located along the perimeter of the bottomhole, cryogel is injected, prepared and foamed on the surface of the array. The finished cryogel stock solution is obtained by simple mixing in a common tank or by pumping through a mixer, comprising: a solution of polyvinyl alcohol — PVA and a crosslinking agent — boric acid or NaCl — previously dissolved in hot water (70-100 ° C). Cryogel contains the following ingredients in the ratio, wt.%: PVA (polyvinyl alcohol) - 3, boric acid - 0.5, water - 96.5. Or: PVA (polyvinyl alcohol) - 5, NaCl - 11, water - 84. The solutions are injected with piston pumps of cementing units. When the cryogel is pumped, the finished solution is foamed by mixing with air coming from the compressor through nozzles (mixers) or compressor booster devices.

Растворы криогелей при вспенивании - устойчивые пены. При застывании образуют вязкую ячеистую структуру и способны надежно противостоять фильтрации воды. Таким образом, несмотря на увеличение толщины тампонажной завесы, значительно (в 60-100 раз) снижают расходы тампонажного раствора и стоимость работ. Закачку вспененных криогелей производят бустерной установкой типа УНБ-125×40БК. По окончании закачки вспененного криогеля через вертикальную подготовительную скважину 2 нагнетают расчетный объем воздуха для его продавливания. После окончания формирования тампонажной завесы скважины прочищаются от криогеля и делаются опытные нагнетания и откачки воды для испытания завесы. Продувка воздухом производится компрессорами высокого давления. При закачке вспененного криогеля тампонажная завеса будет формироваться по контуру шахтного ствола 1. Воздух, закачиваемый через вертикальную подготовительную скважину 2, заполнив трещины и поры горного массива внутри кольца нагнетательных скважин 3, не позволит раствору вспененного криогеля распространиться внутрь кольца тампонажной завесы 4. После выстаивания срока схватывания (10-12 часов) углубляют все скважины на следующий шаг тампонажа (25 м) и повторяют цикл уже под большим давлением. Процесс повторяют до конца интервала тампонирования ствола. При каждом новом цикле происходит заполнение ранее не раскрытых трещин. Таким образом, новый цикл тампонажа подновляет, укрепляет предыдущий, закупоривая мелкие трещины и поры горного массива. После окончания формирования тампонажной завесы проводят испытания опытными нагнетаниями и откачками воды из нагнетательных скважин 3, расположенных по контуру забоя шахтного ствола.Cryogel solutions during foaming are stable foams. When hardening, they form a viscous cellular structure and are able to reliably withstand water filtration. Thus, despite the increase in the thickness of the grouting curtain, significantly (60-100 times) reduce the costs of grouting mortar and the cost of work. Foamed cryogels are pumped by a booster unit of the type UNB-125 × 40BK. At the end of the injection of foamed cryogel through a vertical preparatory well 2, the calculated volume of air is pumped for its punching. After the formation of the grouting curtain is completed, the wells are cleaned from the cryogel and experimental injections and pumpings of water are made to test the curtain. Air purging is performed by high pressure compressors. When the foamed cryogel is injected, the grouting curtain will be formed along the contour of shaft 1. Air pumped through the vertical preparatory well 2, filling the cracks and pores of the rock mass inside the ring of injection wells 3, will not allow the foamed cryogel solution to spread inside the grouting curtain ring 4. After maturation setting (10-12 hours) deepen all the wells to the next step of plugging (25 m) and repeat the cycle already under high pressure. The process is repeated until the end of the barrel plugging interval. With each new cycle, previously uncovered cracks are filled. Thus, the new grouting cycle renews, strengthens the previous one, clogging small cracks and pores of the massif. After the formation of the grouting curtain is completed, tests are carried out with experimental injections and pumpings of water from injection wells 3 located along the contour of the bottom of the shaft.

Тампонирование горных пород при строительстве вертикальных горных выработок в многолетнемерзлых грунтах описанным выше способом обеспечивает повышение эффективности водоподавления, снижение трудоемкости и материальных затрат на его выполнение.Tamponization of rocks during the construction of vertical mine workings in permafrost soils as described above provides an increase in the efficiency of water pressure reduction of labor and material costs for its implementation.

Claims (3)

1. Способ тампонажа горных пород водоносных горизонтов при строительстве вертикальных шахтных стволов, включающий бурение нагнетательных скважин по контуру шахтного ствола, расширение трещин посредством подачи под давлением воды, нагнетание в скважины тампонажного раствора, при этом для каждой нисходящей заходки повторяют цикл углубочных и тампонажных работ, отличающийся тем, что дополнительно бурят вертикальную подготовительную скважину в центре шахтного ствола, расширяют трещины посредством подачи в вертикальную подготовительную скважину под давлением, меньшим гидроразрыва пород или вначале воды затем воздуха, или воды, нагнетают в трещины тампонажный раствор в виде вспененного криогеля посредством его подачи под давлением в нагнетательные скважины сразу после окончания подачи в вертикальную подготовительную скважину или воздуха, или воды, продавливают вспененный криогель по трещинам за контур шахтного ствола посредством нагнетания под давлением воздуха в вертикальную подготовительную скважину, при этом для каждой последующей заходки углубляют вертикальные нагнетательные и подготовительную скважины и ведут нагнетание под давлением большим, чем в предыдущем цикле.1. The method of cementing rocks of aquifers during the construction of vertical shafts, including drilling injection wells along the contour of the shaft, expanding cracks by applying water under pressure, injecting cement slurry into the wells, while for each descending entry repeat the cycle of deep-well and cementing operations, characterized in that they additionally drill a vertical preparatory well in the center of the shaft, widen the cracks by feeding into a vertical preparatory well a well under pressure less than hydraulic fracturing of the rocks or, first, water and then air or water is injected into the cracks in the cement slurry in the form of a foamed cryogel by feeding it under pressure into the injection wells immediately after the filing of the vertical preparation well or air or water is forced through the foamed cryogel along cracks beyond the contour of the shaft of the shaft by means of injection of air under pressure into a vertical preparatory well, and for each subsequent approach they deepen vertically ie injection and preparations are well under pressure and forcing more than in the previous cycle. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что криогель содержит следующие ингредиенты в соотношении, мас.%:2. The method according to claim 1, characterized in that the cryogel contains the following ingredients in a ratio, wt.%: ПВС (поливиниловый спирт)PVA (polyvinyl alcohol) 3 3 Борная кислотаBoric acid 0,5 0.5 ВодаWater 96,596.5
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что криогель содержит следующие ингредиенты в соотношении, мас.%:3. The method according to claim 1, characterized in that the cryogel contains the following ingredients in a ratio, wt.%: ПВС (поливиниловый спирт)PVA (polyvinyl alcohol) 55 NaClNaCl 11eleven ВодаWater 8484
RU2004116038/03A 2004-05-25 2004-05-25 Grouting method for water-bearing horizon rock during vertical pit shaft building RU2258141C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004116038/03A RU2258141C1 (en) 2004-05-25 2004-05-25 Grouting method for water-bearing horizon rock during vertical pit shaft building

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004116038/03A RU2258141C1 (en) 2004-05-25 2004-05-25 Grouting method for water-bearing horizon rock during vertical pit shaft building

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2258141C1 true RU2258141C1 (en) 2005-08-10

Family

ID=35845124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004116038/03A RU2258141C1 (en) 2004-05-25 2004-05-25 Grouting method for water-bearing horizon rock during vertical pit shaft building

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2258141C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA018540B1 (en) * 2011-03-29 2013-08-30 Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") Method of shaft sinking in mellow soils that occur from the land surface
EA023095B1 (en) * 2013-06-10 2016-04-29 Общество С Ограниченной Ответственностью "Белгорхимпромэнерго" Method for vertical shaft sinking in water-encroached, unstable rocks
CN107998537A (en) * 2017-12-06 2018-05-08 赵雪莲 A kind of mining gangue firebreak device
CN108119170A (en) * 2017-12-19 2018-06-05 淮南矿业(集团)有限责任公司 Ventilating shaft grouting water blocking method
RU2684629C1 (en) * 2018-06-04 2019-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Горно-строительная компания - Шахтпроект" Method of grouting rocks during the construction of vertical shafts
CN109973097A (en) * 2019-04-15 2019-07-05 安徽理工大学 The deflection shaft of vertical well administering method of surface grout injection reinforcing deep alluvium
CN114542077A (en) * 2022-04-02 2022-05-27 湖南科技大学 Vertical shaft ground curtain grouting method combining grouting holes and grout discharging holes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТРУПАК Н.Г. Специальные способы проведения горных выработок. М.: Недра, 1976, с.71-90. *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA018540B1 (en) * 2011-03-29 2013-08-30 Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") Method of shaft sinking in mellow soils that occur from the land surface
EA023095B1 (en) * 2013-06-10 2016-04-29 Общество С Ограниченной Ответственностью "Белгорхимпромэнерго" Method for vertical shaft sinking in water-encroached, unstable rocks
CN107998537A (en) * 2017-12-06 2018-05-08 赵雪莲 A kind of mining gangue firebreak device
CN107998537B (en) * 2017-12-06 2020-12-18 徐州新南湖科技有限公司 Mining gangue fire protection device
CN108119170A (en) * 2017-12-19 2018-06-05 淮南矿业(集团)有限责任公司 Ventilating shaft grouting water blocking method
RU2684629C1 (en) * 2018-06-04 2019-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Горно-строительная компания - Шахтпроект" Method of grouting rocks during the construction of vertical shafts
CN109973097A (en) * 2019-04-15 2019-07-05 安徽理工大学 The deflection shaft of vertical well administering method of surface grout injection reinforcing deep alluvium
CN109973097B (en) * 2019-04-15 2020-05-12 安徽理工大学 Method for treating deviated vertical shaft of ground grouting reinforced deep punching and laminating layer
CN114542077A (en) * 2022-04-02 2022-05-27 湖南科技大学 Vertical shaft ground curtain grouting method combining grouting holes and grout discharging holes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105890998B (en) Have crannied rock fracture simulation sample and preparation method, the simulation test device and method
CN104879159B (en) A kind of devices and methods therefor of weak seam stope anti-reflection mash gas extraction
CN105332719A (en) Cement-polyurethane composite grouting process capable of blocking water fast
US20020057948A1 (en) Multi grouting system
CN103912003B (en) The method of water and hole is moved on a kind of simple and efficient shutoff stratum
CN110671085B (en) Horizontal well acidizing process based on composite acid system
CN108915690B (en) Novel method for preventing water gushing of vertical shaft well wall in vertical shaft aquifer tunneling
CN108755676A (en) Anchor cable construction method under the conditions of rich aquifer sand layer
RU2258141C1 (en) Grouting method for water-bearing horizon rock during vertical pit shaft building
CN102011591A (en) Grouting process for working surface of deep well
CN107165655A (en) A kind of backfilling grouting method in the driving for complete-section tunnel boring machine
CN103498478B (en) Rock curtain grouting in foundation of dam construction method
RU2675825C2 (en) Method of aerodynamic injection of waterproofing composition at carrying out works on internal ground protection of construction objects
CN1225974A (en) Technology for quickly resuming normal construction after wellhole submerged by sudden water
CN114991774A (en) Ground subsection descending type grouting method for crushed andesite basalt stratum
RU2592920C1 (en) Method of developing oil deposit development, with underlying water
RU2352754C1 (en) Method of repairing wells of underground reservoirs
RU2273722C2 (en) Method for water inflow isolation in non-cased horizontal part of production well bore
SU1507962A1 (en) Method of hydraulic fracturing of formation
RU2076923C1 (en) Method of formation of flagging screen in water-encroached rocks
RU2095574C1 (en) Method for construction of mine shafts in watered unstable rocks
RU2305153C2 (en) Method and device for loose foundation base consolidation by directed horizontal pattern hydraulic fracturing
KR102197759B1 (en) A grouting apparatus for simultaneous injecting 2.0shot grout material
KR102641809B1 (en) Ground reinforcement method using grout composition
CN115450657A (en) Grouting construction method suitable for water-rich sand layer through first seepage and then splitting

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180526