RU2449088C2 - Способ укрепления оползнеопасных бортов карьеров - Google Patents
Способ укрепления оползнеопасных бортов карьеров Download PDFInfo
- Publication number
- RU2449088C2 RU2449088C2 RU2010116922/03A RU2010116922A RU2449088C2 RU 2449088 C2 RU2449088 C2 RU 2449088C2 RU 2010116922/03 A RU2010116922/03 A RU 2010116922/03A RU 2010116922 A RU2010116922 A RU 2010116922A RU 2449088 C2 RU2449088 C2 RU 2449088C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wells
- sliding surface
- rocks
- landslide
- board
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горному делу, а именно к обеспечению устойчивости оползнеопасных бортов карьеров, склонов и отвалов. Способ укрепления оползнеопасных бортов карьеров включает бурение скважин в массив, формирование трещин в глинистых породах борта карьера, заполнение скважин закрепляющим раствором. Предварительно определяют положение поверхности скольжения в толще глинистых пород, залегающих в борту карьера, и располагают уступы по высоте борта. Скважины бурят с уступов борта под прямым углом к поверхности скольжения на глубину, превышающую расстояние до поверхности скольжения. Укрепление борта осуществляют путем формирования подпорных конструкций из упрочненных термообработкой глинистых пород, окружающих скважины, на участках пересечения их с поверхностью скольжения с последующим заполнением скважин закрепляющим составом. В качестве закрепляющего состава используют цементно-песчаный раствор. Технический результат состоит в повышении эффективности укрепления, упрощении технологии укрепления бортов карьеров на оползневых участках. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к горному делу, а именно к обеспечению устойчивости бортов карьеров. Оно может быть использовано также для укрепления оползнеопасных склонов и отвалов.
Известен способ термического укрепления грунтов, преимущественно в виде свай. Сущность способа заключается в образовании лидерной скважины, размещение в ней излучателя СВЧ-энергии, тепловое воздействие на окружающий скважину массив грунта в два этапа в течение заданного времени, извлечение из скважины и заполнение ее материалом, причем на первом этапе теплового воздействия ведут нагревание грунта до температуры, равной 150°С, с наименьшей мощностью излучения (15-17.25 кВт), а на втором - при наибольшей мощности излучения (50 кВт) с нагревом грунта до температуры, равной 1000°С.
Во время теплового воздействия осуществляют возвратно-поступательное перемещение излучателя вдоль скважины.
Недостатком способа является сложность технологии упрочнения, требующая специального дорогостоящего оборудования, и высокая энергоемкость способа. Кроме того, необходимость возвратно-поступательного перемещения излучателя по скважине создает опасность его утраты при обрушении стенок скважины.
Известен также способ термического упрочнения грунта и устройство для его осуществления, который включает уплотнение грунта и его спекание путем воздействия электрическими разрядами между электродами. Спекание грунта осуществляют чередующимися разрядами на последовательных участках, ограниченных электродами.
Недостатками способа являются высокая энергоемкость, трудности в обеспечении равномерного обжига грунта по длине скважин и отсутствие возможности обеспечения контроля за качеством упрочнения грунта.
Известен способ плазменного упрочнения грунта. Сущность способа заключается в следующем: в скважине размещают плазмотрон и оплавляют им грунт дна скважины. Формирование ствола сваи осуществляют при подъеме плазмотрона со скоростью 1-3 м/ч. В местах формирования уширения ствола производят остановку плазмотрона на 5-7 мин.
Недостатком способа является сложность технологии упрочнения, требующая специального дорогостоящего оборудования, и высокая энергоемкость способа.
Известен способ упрочнения породного массива вокруг выработки, по которому предварительно определяют необходимую толщину упрочняемого слоя горных пород, которая зависит от степени их обводненности. Затем по контуру горной выработки бурят шпуры с перебуром за толщину упрочняемого слоя горных пород. Через шпуры осуществляют предварительный нагрев горной массы по всей длине шпуров при 100-200°С в течение 8 ч. После этого производят обжиг упрочняемого слоя в течение 19-20 ч с постоянным повышением температуры от 200 до 1100°С. При этом достигается необходимая прочность глинистой массы, которая преобразуется в упрочненный слой и обеспечивает долговечную устойчивость горных выработок.
Основными недостатком такого способа упрочнения в обводненных глиносодержащих породах борта карьера являются низкая прочность сцепления упрочняемого слоя в борту со смежными слоями, т.е. слабое взаимодействие пород, залегающих по обе стороны упрочняемого слоя.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа, является СПОСОБ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ОПОЛЗНЕЙ НА КАРЬЕРАХ по патенту №2030508, 6 E02D 17/20, 1995.03.10. Способ включает бурение скважин в массив, заряжение их ВВ, заполнение скважины закрепляющим раствором, забивку устья скважины пробкой, нагнетание закрепляющего раствора в трещины массива, образованные гидроразрывом пласта посредством взрывания ВВ, при этом в качестве закрепляющего раствора используется химический раствор.
Существенным недостатком данного способа является сложность технологии его осуществления, связанная с применением ВВ и трудностью контроля процесса упрочнения и оценки его эффективности. В результате чего создается угроза провоцирования оползня как на стадии гидроразрыва пласта, так и на стадии нагнетания химического раствора в массив.
Техническим результатом изобретения является упрощение технологии укрепления бортов карьеров на оползнеопасных участках и повышение эффективности укрепления за счет образования подпорных конструкций в борту на пути возможного оползня.
Технический результат достигается тем, что способ предупреждения оползней, включающий бурение скважин в массив, формирование трещин в глинистых породах борта карьера, заполнение скважин закрепляющим раствором, согласно изобретению предварительно определяют положение поверхности скольжения в толще глинистых пород, залегающих в борту карьера, и располагают уступы по высоте борта, скважины бурят с уступов борта под прямым углом к поверхности скольжения на глубину, превышающую расстояние до поверхности скольжения, а укрепление борта осуществляют путем формирования подпорных конструкций из упрочненных термообработкой глинистых пород, окружающих скважины, на участках пересечения их с поверхностью скольжения с последующим заполнением скважин закрепляющим составом, при этом в качестве закрепляющего состава используют цементно-песчаный раствор.
Также технический результат достигается тем, что при заполнении скважин закрепляющим раствором в них предварительно размещают арматуру.
Также технический результат достигается тем, что бурение скважин в неустойчивых породах производят с обсадкой трубами, материал которых используется в качестве дополнительного топлива при термообработке и обжиге неустойчивых пород.
Сущность изобретения заключается в предварительном определении поверхности скольжения в борту карьера на участке залегания оползнеопасных пород по известной методике, бурении с уступов борта скважин, пересекающих поверхность скольжения, с последующей их термообработкой и бетонированием. В результате на пути возможного оползня образуются достаточно прочные подпорные конструкции из бетонных (железобетонных) свай и термоупрочненных пород.
Укрепление борта на участке борта с неустойчивыми породами начинают с бурения скважин по линии сопряжении уступов с откосами перпендикулярно поверхности скольжения с перебуром ее на глубину, превышающую расстояние до линии скольжения. Далее прилегающие к скважинам породы на участках, расположенных по обе стороны точки пересечения расчетной линии скольжения, подвергают термообработке с помощью термогазогенераторов. На первом этапе термообработку производят при нагревании пород до 200°С. Она направлена на высушивание увлажненных глинистых пород вокруг скважин и развитие в них процесса трещинообразования.
При необходимости для создания более жестких конструкций на втором этапе термообработку производят до спекания пород при температуре от 800 до 1300°С.
Прочность этих конструкций в дальнейшем может быть еще более повышена путем заполнения скважин цементно-песчаным раствором, а также установкой в них арматуры.
Способ осуществляется следующим образом.
По данным геологической разведки устанавливают расположение и мощность залегания глинистых пород 1 (фиг.1) в борту карьера, анализируют физико-механические свойства пород, при этом дополнительно испытывают породы на обводненность, теплопроводность, определяют температуру спекаемости.
При проектировании на участке залегания глинистых пород 1 в борту карьера с помощью известной методики расчета устанавливают расположение поверхности скольжения 2 в их толще и определяют места формирования уступов 3 в борту.
После формирования уступов на участках сопряжения откосов с площадками уступов 3 бурят ряды скважин 4 под прямым углом к линии поверхности скольжения 2 с перебуром за линию на расстояние, равное примерно ширине площадке уступа 3.
По окончании бурения на уступах рядов скважин в них размещают термогазогенераторы 5 и инициируют (электрическим, ударным или огневым способом) процесс термообработки пород 1. В зависимости от способа термообработки (например, с помощью термитного топлива) устья скважин заполняют забойкой. При этом расстояние между скважинами 4 в рядах (а) принимают по условию смыкания зон упрочнения (спекания) 6, образующихся у скважин после их термообработки (см. фиг.1). Этот параметр определяют, исходя из результатов испытаний пород при действии на них высоких температур и характеристик применяемого термитного топлива. Для большинства глинистых и глиносодержащих грунтов и пород этот параметр составляет от 1 до 2 м.
Термообработку скважин проводят с помощью термогазогенераторов (ТГГ) в два этапа. На первом этапе в скважинах размешают ТГГ, с помощью которых породы нагревают от 100 до 200°С в течение 8 часов. На втором этапе в скважинах размещают ТГГ с большим суммарным количеством выделяемого тепла и производят обжиг пород до спекания вокруг скважин при температуре от 800 до 1300°С в течение 2 часов.
В состав ТГГ (фиг.2) входит сгораемый корпус, например на основе полипропиленовой трубы, внутри которого находится термитный состав с инициатором.
Основной частью ТГГ является набор шашек термитного состава 9 в полипропиленовом корпусе 13. Нижний торец корпуса представлен дном 11, на который навинчен направляющий конус 10. На верхнем торце расположен гермоввод 12 с инициатором 8. Дно, шашки и гермоввод закреплены на стержне 14 гайкой 16. Дно и гермоввод герметизируются уплотнительными резиновыми прокладками 15 и 17
Запуск ТГГ осуществляется подачей напряжения постоянного тока на инициатор, который запускает экзотермическую реакцию разложения термитного состава с выделением тепла и газа.
ТГГ является изделием одноразового применения.
Заполнение скважин цементно-песчаным раствором производят при остывании пород до 40°С.
В результате на пути оползня в плоскостях, перпендикулярных плоскости скольжения, в борту карьера создают подпорные конструкция из упрочненных пород и бетона.
Для контроля за уровнем температуры в массиве между скважинами, смыканием зон упрочнения пород между ними и прочностью пород в зонах используют резервные скважины 7 (фиг.1), которые служат также для откачки воды, вытесняемой из пород при термообработке. В дальнейшем их также заполняют закрепляющим составом и используют в качестве дополнительного усиления подпорной конструкции в борту. Контроль за уровнем температуры производят с помощью термопар. Качество упрочнения пород определяют экспресс-методом по вдавливанию пуансонов в стенки скважин.
Повышения прочности таких конструкций на срез достигают путем размещения в скважинах высокопрочной арматуры.
При повышенной пластичности пород, при которых стенки скважин становятся неустойчивыми в процессе бурения, бурение скважин производят с обсадкой скважин трубами из материала, который при термообработке скважин сгорает, может быть использован в качестве дополнительного топлива или упрочняющего материала-заполнителя трещин.
Claims (3)
1. Способ укрепления оползнеопасных бортов карьеров, включающий бурение скважин в массив, формирование трещин в глинистых породах борта карьера, заполнение скважин закрепляющим раствором, отличающийся тем, что предварительно определяют положение поверхности скольжения в толще глинистых пород, залегающих в борту карьера, и располагают уступы по высоте борта, скважины бурят с уступов борта под прямым углом к поверхности скольжения на глубину, превышающую расстояние до поверхности скольжения, а укрепление борта осуществляют путем формирования подпорных конструкций из упрочненных термообработкой глинистых пород, окружающих скважины, на участках пересечения их с поверхностью скольжения с последующим заполнением скважин закрепляющим составом, при этом в качестве закрепляющего состава используют цементно-песчаный раствор.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при заполнении скважин закрепляющим раствором в них предварительно размещают арматуру.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что бурение скважин в неустойчивых породах производят с обсадкой трубами, материал которых используется в качестве дополнительного топлива при термообработке и обжиге неустойчивых пород.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010116922/03A RU2449088C2 (ru) | 2010-04-28 | 2010-04-28 | Способ укрепления оползнеопасных бортов карьеров |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010116922/03A RU2449088C2 (ru) | 2010-04-28 | 2010-04-28 | Способ укрепления оползнеопасных бортов карьеров |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010116922A RU2010116922A (ru) | 2011-11-10 |
RU2449088C2 true RU2449088C2 (ru) | 2012-04-27 |
Family
ID=44996673
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010116922/03A RU2449088C2 (ru) | 2010-04-28 | 2010-04-28 | Способ укрепления оползнеопасных бортов карьеров |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2449088C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107083775A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-08-22 | 中国地质科学院探矿工艺研究所 | 岩质边坡破裂面置换治理方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110144908B (zh) * | 2019-05-09 | 2024-03-22 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种深层注浆加固滑坡构造的构筑方法 |
CN114541425A (zh) * | 2022-02-10 | 2022-05-27 | 中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司 | 边坡潜在弱面或滑面置换加固方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1587187A (en) * | 1976-10-14 | 1981-04-01 | Jewell R A | Method of reinforcing a soil structure |
SU1430541A1 (ru) * | 1986-12-29 | 1988-10-15 | Днепропетровский горный институт им.Артема | Способ поддержани горных выработок в глинистых породах |
SU1587138A1 (ru) * | 1988-10-31 | 1990-08-23 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу | Способ укреплени откосов |
RU2030508C1 (ru) * | 1991-05-28 | 1995-03-10 | Азербайджанский индустриальный университет им.М.Азизбекова | Способ предупреждения оползней на карьерах |
RU2171875C2 (ru) * | 1998-08-25 | 2001-08-10 | Федоров Вадим Матвеевич | Способ укрепления оползневого склона |
RU2275467C1 (ru) * | 2004-12-21 | 2006-04-27 | Виктор Иванович Осипов | Способ закрепления оползневых склонов |
-
2010
- 2010-04-28 RU RU2010116922/03A patent/RU2449088C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1587187A (en) * | 1976-10-14 | 1981-04-01 | Jewell R A | Method of reinforcing a soil structure |
SU1430541A1 (ru) * | 1986-12-29 | 1988-10-15 | Днепропетровский горный институт им.Артема | Способ поддержани горных выработок в глинистых породах |
SU1587138A1 (ru) * | 1988-10-31 | 1990-08-23 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу | Способ укреплени откосов |
RU2030508C1 (ru) * | 1991-05-28 | 1995-03-10 | Азербайджанский индустриальный университет им.М.Азизбекова | Способ предупреждения оползней на карьерах |
RU2171875C2 (ru) * | 1998-08-25 | 2001-08-10 | Федоров Вадим Матвеевич | Способ укрепления оползневого склона |
RU2275467C1 (ru) * | 2004-12-21 | 2006-04-27 | Виктор Иванович Осипов | Способ закрепления оползневых склонов |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107083775A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-08-22 | 中国地质科学院探矿工艺研究所 | 岩质边坡破裂面置换治理方法 |
CN107083775B (zh) * | 2017-05-23 | 2018-11-30 | 中国地质科学院探矿工艺研究所 | 岩质边坡破裂面置换治理方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010116922A (ru) | 2011-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104533418B (zh) | 一种用于煤矿井下深孔静力破岩法 | |
WO2014038983A2 (ru) | Способ разработки месторождений нефтей и газов с использованием мощного лазерного излучения для их наиболее полного извлечения | |
CN105651132A (zh) | 基坑岩层定向静态爆破施工方法及其组合导向装置 | |
RU2449088C2 (ru) | Способ укрепления оползнеопасных бортов карьеров | |
RU2392434C1 (ru) | Способ обеспечения устойчивости высоких уступов | |
Holtz et al. | Soil improvement | |
Abelev | Compacting loess soils in the USSR | |
RU2531410C1 (ru) | Способ формирования водонепроницаемого экрана в трещиноватых обводненных горных массивах с использованием тампонажа | |
Hussin | Methods of soft ground improvement | |
Kotsiuruba et al. | Justification of the requirements for the construction of protective structures by means underground workings in an explosive manner | |
RU2371544C1 (ru) | Способ упрочнения массива горных пород | |
RU2328600C2 (ru) | Способ изоляции аварийных участков | |
RU2810374C1 (ru) | Способ укрепления бермы уступа | |
RU2470117C1 (ru) | Способ формирования водонепроницаемого железобетонного экрана в трещиноватых обводненных горных массивах | |
RU2459907C1 (ru) | Способ крепления почвы горных выработок | |
RU2102592C1 (ru) | Способ разработки пластовых месторождений горючих ископаемых | |
RU2654097C1 (ru) | Способ изготовления сваи | |
RU2809414C1 (ru) | Способ установки забойки в скважине | |
RU2569383C1 (ru) | Способ создания противофильтрационной завесы в грунте методом ориентированной разрывной инъекции | |
RU2386490C2 (ru) | Способ захоронения твердых бытовых отходов в многолетнемерзлых грунтах | |
CN103234405A (zh) | 一种注浆加固围岩的深孔裂缝控制爆破方法 | |
RU2545573C1 (ru) | Способ образования трещин в водонасыщенных глинистых грунтах | |
RU2808783C1 (ru) | Способ установки забойки в скважине | |
Cassani et al. | Auxiliary methods technology: Ground reinforcing, ground improving and pre-support technology | |
CN114198120A (zh) | 一种海底隧道盾构段断层破碎带处理施工方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120429 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20140410 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160429 |