RU2278267C1

RU2278267C1 - Vertical excavation liquidation method

Info

Publication number: RU2278267C1
Application number: RU2004135128/03A
Authority: RU
Inventors: Павел Кириллович Гаркушин (RU); Павел Кириллович Гаркушин; Виктор Иванович Михайлов (RU); Виктор Иванович Михайлов; Александр Вадимович Мохов (RU); Александр Вадимович Мохов; Александр Андреевич Степаненко (RU); Александр Андреевич Степаненко; Сергей Леонидович Вавилов (RU); Сергей Леонидович Вавилов
Priority date: 2004-12-01
Filing date: 2004-12-01
Publication date: 2006-06-20
Also published as: RU2004135128A

Abstract

FIELD: mining, particularly to liquidate vertical excavations communicated with day surface.

SUBSTANCE: method involves partially removing support; filling excavation with inert material; constructing reinforced concrete platform in water-tight rock layer and reinforced concrete panel over excavation head. Reinforced concrete platform is formed at 10 m depth under water-bearing horizon ground. Water-proof screen has double thickness and includes inner layer of compacted clay and outer water-tight layer of plugging clay material.

EFFECT: increased reliability of water-bearing layer isolation for unlimited time.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области горного дела, в частности к ликвидации вертикальных горных выработок (стволов и шурфов), имеющих выход на земную поверхность.The invention relates to the field of mining, in particular to the elimination of vertical mine workings (trunks and pits) with access to the earth's surface.

Известен способ ликвидации вертикальных горных выработок путем возведения гидроизоляционных перемычек в примыкающих к стволу горизонтальных выработках на всех горизонтах, заполнения ствола сухой породной закладкой в центральной части, твердеющей - в верхней и нижней частях, сооружения над устьем ствола железобетонной плиты (полка) и металлического ограждения, прокладки дегазационного трубопровода, пропускаемого через перекрытие (Цыганек И., Ярембаш И.О., Пилюгин В.И. Проблемы ликвидации вертикальных стволов угольных шахт. Уголь Украины, 1998, №2, с.54-56).There is a method of eliminating vertical mine workings by erecting waterproofing lintels in horizontal workings adjacent to the trunk at all horizons, filling the trunk with a dry rock foundation in the central part, hardening in the upper and lower parts, construction of a reinforced concrete slab (shelf) and a metal fence above the barrel mouth, laying a degassing pipeline passed through the overlap (Tsyganek I., Yarembash I.O., Pilyugin V.I. Problems of liquidation of vertical shafts of coal mines. Coal of Ukraine s, 1998, No. 2, pp. 54-56).

Недостаток этого способа состоит в том, что он не обеспечивает гидроизоляцию водоносного горизонта: шахтные воды могут проникать в водоносный горизонт, а воды из водоносного горизонта - в шахтный ствол и другие горные выработки.The disadvantage of this method is that it does not provide waterproofing to the aquifer: mine water can penetrate into the aquifer, and water from the aquifer into the mine shaft and other mine workings.

Способ замораживания подземных вод с помощью хлористого кальция, хлористого лития, жидкого азота и других хладагентов позволяет создать вокруг ствола ледопородное ограждение, препятствующее проникновению вод из вмещающих пород в стволы при проходке, но после размораживания скважин не исключается прорыв вод в горные выработки. Поэтому он не пригоден для применения в послеэксплуатационный длительный период существования горных выработок.The method of freezing groundwater using calcium chloride, lithium chloride, liquid nitrogen and other refrigerants allows you to create an ice-rock fence around the trunk that prevents the penetration of water from the host rocks into the trunks during penetration, but after thawing the wells, water breakthrough into the mine workings is not excluded. Therefore, it is not suitable for use in the post-operational long period of existence of mine workings.

Более надежным является способ создания вокруг ствола противофильтрационных завес методами цементации или глинизации, обеспечивающих длительную гидрозащиту ствола как в период проходки, так и при эксплуатации. Между завесами оборудуют дренажную полость. Однако способ гидроизоляции с сооружением внутренней и внешней противофильтрационных завес согласно а.с. 1490265 МКИ E 21 D 1/16 от 30.06. 89г. в процессе проходки не пригоден для гидроизоляции ствола при ликвидации шахты или рудника.More reliable is the method of creating anti-filter curtains around the trunk using cementation or claying methods, which provide long-term hydraulic protection of the trunk both during sinking and during operation. Between the curtains equip a drainage cavity. However, the method of waterproofing with the construction of internal and external impervious curtains according to A.S. 1490265 MKI E 21 D 1/16 dated 30.06. 89g. in the process of sinking, it is not suitable for waterproofing the trunk during the liquidation of a mine or mine.

Существует способ засыпки стволов рудников, добывающих водорастворимую руду (патент РФ 2211335, 7 E 21 F 15/06, БИПМ №24, 2003), включающий засыпку ствола рудой и инертным материалом. Рудой ствол засыпают на период охраны, а на период долговременной ликвидации руду растворяют и вместо нее в ствол засыпают инертный материал. В конечном состоянии ствол будет полностью заложен инертным материалом, но без гидроизоляции водоносного горизонта.There is a method for filling the trunks of mines producing water-soluble ore (RF patent 2211335, 7 E 21 F 15/06, BIPM No. 24, 2003), including filling the barrel with ore and inert material. The ore barrel is poured for the period of protection, and for the period of long-term liquidation, the ore is dissolved and inert material is poured into the barrel instead. In the final state, the trunk will be completely covered by an inert material, but without waterproofing the aquifer.

Наиболее близким к предлагаемому является способ ликвидации вертикальных горных выработок, включающий засыпку инертным материалом до водоупорного слоя, в котором сооружается гидроизоляционный экран с предварительным извлечением крепи, засыпку ствола инертным материалом выше гидроизоляционного экрана и устройство перекрытия устья выработки железобетонной плитой (а.с. СССР 1142634, E 21 D 11/00, БИ 1985, №8). Способ не обеспечивает надежную гидроизоляцию водоносного горизонта, потому что вследствие усадки инертного заполнителя возможно смещение гидроизоляционного экрана вниз ввиду отсутствия жесткого железобетонного полка.Closest to the proposed method is the elimination of vertical mine workings, including backfill with inert material to the water-resistant layer, in which a waterproofing screen with preliminary extraction of the lining is constructed, backfilling of the barrel with inert material above the waterproofing screen and a device for blocking the mouth of the mine with a reinforced concrete slab (AS USSR 1142634 , E 21 D 11/00, BI 1985, No. 8). The method does not provide reliable waterproofing of the aquifer, because due to shrinkage of the inert aggregate, the waterproofing screen may be shifted down due to the absence of a rigid reinforced concrete shelf.

В задачу настоящего изобретения входило создание способа ликвидации вертикальных горных выработок, обеспечивающего надежную гидроизоляцию водоносного горизонта на неограниченное время.The objective of the present invention was to create a method of eliminating vertical mine workings, providing reliable waterproofing of the aquifer for an unlimited time.

Задача решается таким образом, что в способе ликвидации вертикальных горных выработок, включающем частичное извлечение крепи, засыпку инертным материалом, сооружение железобетонного полка в водоупорном слое пород, гидроизоляционного экрана и железобетонной плиты над устьем выработки, железобетонный полок сооружают на расстоянии не менее 10 м от почвы водоносного слоя пород, над ним до самой поверхности возводят из плотной глины внутренний гидроизоляционный экран, а вокруг выработки дополнительно создают внешний гидроизоляционный экран - противофильтрационную завесу из тампонажного глинистого материала, обеспечивающего совместно с внутренним гидроизоляционным экраном долговременную гидрозащиту водоносного горизонта и горной выработки.The problem is solved in such a way that in the method of eliminating vertical mine workings, including partial removal of lining, backfilling with inert material, the construction of a reinforced concrete shelf in the water-resistant layer of rocks, a waterproofing screen and a reinforced concrete slab above the mouth of the mine, a reinforced concrete shelf is constructed at a distance of at least 10 m from the soil of the aquiferous layer of rocks, above it to the very surface build an internal waterproofing screen from dense clay, and around the mine additionally create an external waterproofing screen an - an anti-filtration curtain made of grouting clay material, which, together with an internal waterproofing screen, provides long-term waterproofing of the aquifer and mine workings.

На фиг.1 представлен продольный разрез вертикальной горной выработки (ствола), подлежащей ликвидации, на фиг.2 - поперечный разрез с внешним гидроизоляционным экраном.Figure 1 presents a longitudinal section of a vertical mine working (trunk) to be eliminated, figure 2 is a transverse section with an external waterproofing screen.

Осуществляется способ следующим образом: вертикальный ствол 1 заполняют инертным материалом 2 (например, песчано-галечниковой смесью), затем перекрывают железобетонным полком 3, располагаемым на расстоянии не менее 10 м от почвы водоносного слоя. Выше полка до самой поверхности извлекают крепь и заполняют утрамбованной глиной 4, создавая, таким образом, внутренний гидроизоляционный экран. Устье ствола перекрывают железобетонной плитой 7 и возводят металлическое ограждение 8. Затем вокруг ствола бурят скважины 5 с заглублением 2-3 м в водоупорный слой пород и закачивают тампонажный цементный или глинистый раствор. Перекрытие тампонажных зон должно составлять не менее 2 м. Таким образом, создается вокруг ствола противофильтрационная завеса - внешний гидроизоляционный экран 6.The method is as follows: the vertical trunk 1 is filled with an inert material 2 (for example, a sand-gravel mixture), then it is covered with a reinforced concrete shelf 3 located at a distance of at least 10 m from the soil of the aquifer. Above the shelf to the very surface, the lining is removed and filled with rammed clay 4, thus creating an internal waterproofing screen. The wellhead is closed with a reinforced concrete slab 7 and a metal fence is erected 8. Then, wells 5 are drilled around the trunk with a depth of 2-3 m into the water-resistant rock layer and cement grout or clay grout is pumped. The overlap of the grouting zones should be at least 2 m. Thus, an anti-filter curtain is created around the trunk - an external waterproofing screen 6.

Способ ликвидации горных выработок с созданием внешнего и внутреннего гидроизоляционных экранов обеспечивает гидрозащиту водоносного горизонта и устойчивость горных выработок на неограниченное время, а при заполнении выработанного пространства шахты или рудника водой или рассолами исключается выделение взрывоопасных газов из массива горных пород и необходимость сооружения газоотводного (дегазационного) трубопровода.The method of elimination of mine workings with the creation of external and internal waterproofing screens ensures the aquifer's hydro-protection and stability of mine workings for unlimited time, and when filling the worked out space of a mine or mine with water or brines, the elimination of explosive gases from the rock mass and the necessity of constructing a gas removal (degassing) pipeline .

Claims

A method of eliminating vertical mine workings, including partial removal of the lining, backfilling with inert material, the construction of a reinforced concrete shelf in the water-resistant layer of rocks, a waterproofing screen and a reinforced concrete slab above the mouth of the mine, characterized in that the reinforced concrete shelf is constructed at a distance of at least 10 m from the soil of the aquiferous rocks , above it, to the very surface, an internal waterproofing screen is erected from dense clay, and an external waterproofing screen is additionally created around the mine - an antifil traction curtain made of grouting clay material, which, together with the internal waterproofing screen, provides long-term waterproofing of the aquifer and mining.