RU2470117C1 - Method to form water impermeable reinforced concrete screen in cracked waterlogged rock massifs - Google Patents

Method to form water impermeable reinforced concrete screen in cracked waterlogged rock massifs Download PDF

Info

Publication number
RU2470117C1
RU2470117C1 RU2011129996/03A RU2011129996A RU2470117C1 RU 2470117 C1 RU2470117 C1 RU 2470117C1 RU 2011129996/03 A RU2011129996/03 A RU 2011129996/03A RU 2011129996 A RU2011129996 A RU 2011129996A RU 2470117 C1 RU2470117 C1 RU 2470117C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mining
length
wells
charge
boreholes
Prior art date
Application number
RU2011129996/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Порфирович Андриевский
Алексей Евгеньевич Зуев
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Химии И Химической Технологии Сибирского Отделения Российской Академии Наук (Иххт Со Ран)
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 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Химии И Химической Технологии Сибирского Отделения Российской Академии Наук (Иххт Со Ран) filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Химии И Химической Технологии Сибирского Отделения Российской Академии Наук (Иххт Со Ран)
Priority to RU2011129996/03A priority Critical patent/RU2470117C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2470117C1 publication Critical patent/RU2470117C1/en

Links

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to mining and mining-chemical industry and may be used to fence and protect a cracked rock massif from possible penetration of liquid solutions beyond the borders of the created screen, and to form a strong fixed section, excluding its collapse. The method includes drilling of parallel rows of wells or boreholes, arrangement of explosive charges in them in a staggered order with air or water gaps, their simultaneous camouflage blasting and placement of steel reinforcement ropes in remaining wells or boreholes with further filling with cement mortar. To form a collapse zone, initiation is used, at the same time, according to mathematical formulas depending on mining-geological and mining-technical conditions of such types of works production, the radius of the collapse zone - rcol and charge length ℓC are identified. The length of the air gap is equal to the charge length.
EFFECT: method makes it possible to increase efficiency and safety of these types of works due to optimal distribution of wells or boreholes along a contour of a created screen for specific mining-geological and mining-technical conditions.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к горной и горно-химической промышленности и может быть использовано для ограждения и охраны трещиноватого скального горного массива от притоков воды и обрушения горной массы в выработанное пространство.The invention relates to the mining and mining and chemical industry and can be used to protect and protect the fractured rock mass from water inflows and the collapse of the rock mass into the worked out space.

Известны способы тампонажа и замораживания горного массива с целью закрепления и ограждения от водопритока окружающего трещиноватого горного массива (И.Д.Насонов, М.Н.Шуплик, В.И.Рясин - Технология строительства горных предприятий. - М.: Недра, 1990. - 146-190; 191-259 с.).Known methods of plugging and freezing the massif with the aim of securing and fencing from the influx of the surrounding fractured mountain massif (I.D. Nasonov, M.N. Shuplik, V.I. Ryasin - Technology for the construction of mining enterprises. - M .: Nedra, 1990. - 146-190; 191-259 p.).

Недостатками тампонажа являются большой расход тампонажных растворов, невозможность использования тампонажа в агрессивных средах, отсутствие 100%-ной гарантии от проникновения воды (а лишь только могут снизить объем утечек и проникновения воды). Что касается замораживания, то с помощью этого способа можно создать ледогрунтовый барьер, который необходимо постоянно поддерживать, что значительно удорожает данный способ, к тому же замораживаемый массив не обладает высокой прочностью; оба способа не эффективны в проточных водах.The disadvantages of grouting are the high consumption of grouting mortars, the inability to use grouting in aggressive environments, the absence of a 100% guarantee against water penetration (they can only reduce the amount of leakage and water penetration). As for freezing, using this method it is possible to create an ice-soil barrier, which must be constantly maintained, which significantly increases the cost of this method, moreover, the frozen array does not have high strength; both methods are not effective in running water.

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату является способ формирования прочной ограждающей оболочки (стена в грунте) (И.Д.Насонов, М.Н.Шуплик, В.И.Рясин - Технология строительства горных предприятий. - М.: Недра, 1990. - 27-44 с.).The closest in technical essence and the achieved result is a method of forming a strong enclosure (wall in the ground) (I.D. Nasonov, M.N. Shuplik, V.I. Ryasin - Technology for the construction of mining enterprises. - M .: Nedra, 1990 . - 27-44 p.).

Недостатками способа является: невозможность использования данного способа в прочных скальных трещиноватых массивах, значительный расход вяжущих материалов.The disadvantages of the method are: the inability to use this method in strong rocky fractured massifs, a significant consumption of binders.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности создаваемой высокопрочной водонепроницаемой перемычки в трещиноватых горных породах, позволяющей оградить эксплуатируемый участок от проникновения и утечек водных рассолов и возможного обрушения горного массива.The aim of the invention is to increase the reliability and efficiency of the created high-strength waterproof lintels in fractured rocks, which allows to protect the exploited area from the penetration and leakage of water brines and possible collapse of the rock mass.

С этой целью в известном способе, включающем бурение скважин или шпуров по контуру на расстоянии друг от друга, равном радиусу образующейся при взрыве зоне смятия ограждаемого участка, размещение в них зарядов ВВ в шахматном порядке (размер заряда определяется в зависимости от физико-механических свойств массива и мощности применяемого ВВ) с воздушными (водными) промежутками, размер которых равен длине заряда, одновременное камуфлетное их взрывание с размещением в оставшихся после взрыва скважинах или шпурах тросов-арматуры и заполнением цементным раствором.To this end, in a known method, including drilling holes or holes along a contour at a distance from each other, equal to the radius formed by the explosion of the collapse zone of the enclosed area, placing explosive charges in them in a checkerboard pattern (the size of the charge is determined depending on the physicomechanical properties of the array and power of the explosive used) with air (water) gaps, the size of which is equal to the length of the charge, their simultaneous camouflage blasting with placement of reinforcement cables in the wells or holes left after the explosion and filling m grout.

Способ поясняется чертежом, где показана схема расположения скважин или шпуров (1), сформированных зарядов (2) и воздушных (водных) промежутков (3).The method is illustrated in the drawing, which shows the location of wells or holes (1), formed charges (2) and air (water) gaps (3).

Способ осуществляется следующим образом. По проектному контуру ограждаемого участка бурят скважины или шпуры таким образом, что расстояние между скважинами или шпурами равно rсм (не более этой величины), размещают в обуренных скважинах или шпурах рассредоточенные заряды длиной ℓз (не более этой величины) и воздушные (водные) промежутки ℓв в шахматном порядке, длина которых равна длине заряда; взрывают сформированные заряды с центральным инициированием; после взрыва зарядов в оставшихся скважинах или шпурах размещают тросы-арматуру и заполняют цементным раствором.The method is as follows. Wells or boreholes are drilled along the design contour of the enclosed area in such a way that the distance between boreholes or boreholes is equal to r cm (no more than this value), dispersed charges of ℓ s length (no more than this value) and air (water) are placed in drilled wells or boreholes ℓ intervals in staggered with a length equal to the length of the charge; explode formed charges with central initiation; after the explosion of charges in the remaining wells or boreholes, reinforcement cables are placed and filled with cement mortar.

Величина rсм определяется следующим образом:The value of r cm is determined as follows:

Figure 00000001
Figure 00000001

Длина заряда при центральном инициировании определяется:The length of the charge during central initiation is determined by:

Figure 00000002
Figure 00000002

где rсм - радиус образующейся при взрыве зоны смятия, см;where r cm is the radius of the crushing zone formed during the explosion, cm;

d - диаметр сформированного заряда ВВ, см;d is the diameter of the generated explosive charge, cm;

ρ - плотность заряда, кг/м3;ρ is the charge density, kg / m 3 ;

Д - скорость детонации применяемого ВВ, м/с;D is the detonation velocity of the explosive used, m / s;

σсж - предел прочности породы на сжатие, Па;σ sg - ultimate rock compressive strength, Pa;

СP - скорость распространения продольной волны в массиве, м/с;With P - the velocity of propagation of a longitudinal wave in the array, m / s;

ℓз - длина заряда при центральном инициировании, см.ℓ s - charge length with central initiation, see

Длина воздушного промежутка равна длине заряда:The length of the air gap is equal to the length of the charge:

Figure 00000003
Figure 00000003

ℓв - длина воздушного (водного) промежутка, см.ℓ in - the length of the air (water) gap, see

Существо и пример конкретного выполнения способа заключается в следующем. Определяются горно-геологические и горно-технические условия трещиноватого массива.The essence and example of a specific implementation of the method is as follows. The geological and mining conditions of the fractured massif are determined.

Пример 1: необходимо создать водонепроницаемый экран в породах с пределом прочности на сжатие - 100 МПа; скорость распространения продольной волны - 6 км/с; диаметр скважины - 10 см; плотность заряжания - 1000 кг/м3; ВВ - аммонал (скорость детонации - 4,5 км/с).Example 1: it is necessary to create a waterproof screen in rocks with a compressive strength of 100 MPa; longitudinal wave propagation speed - 6 km / s; well diameter - 10 cm; loading density - 1000 kg / m 3 ; EXPLOSIVES - Ammonal (detonation velocity - 4.5 km / s).

1. Определить радиус образующейся при взрыве зоны смятия (согласно формуле 1):1. Determine the radius of the crushing zone formed during the explosion (according to formula 1):

rсм=0,7×10×10000.5×4,5×1000×100000000-0,5=99,6см≈100 см.r cm = 0.7 × 10 × 1000 0.5 × 4.5 × 1000 × 100000000 -0.5 = 99.6cm≈100 cm.

2. Определить минимальную длину заряда (при центральном инициировании, согласно формуле 2), обеспечивающую формирование в массиве зоны смятия:2. Determine the minimum charge length (with central initiation, according to formula 2), ensuring the formation of a shear zone in the array:

Figure 00000004
Figure 00000004

3. Определить длину воздушного (водного) i промежутка согласно формуле 3:3. Determine the length of the air (water) i gap according to the formula 3:

ℓв=lз≈90 см.ℓ in = l s ≈90 cm

Пример 2: необходимо создать водонепроницаемый экран в породах с пределом прочности на сжатие - 120 МПа; скорость распространения продольной волны - 7 км/с; диаметр скважины - 12 см; плотность заряжания - 1200 кг/м3; ВВ - гранулит АС-8 (скорость детонации - 4 км/с).Example 2: it is necessary to create a waterproof screen in rocks with a compressive strength of 120 MPa; longitudinal wave propagation speed - 7 km / s; well diameter - 12 cm; loading density - 1200 kg / m 3 ; BB - granulite AS-8 (detonation speed - 4 km / s).

1. Определить радиус образующейся при взрыве зоны смятия (согласно формуле 1):1. Determine the radius of the crushing zone formed during the explosion (according to formula 1):

rсм=0,7×12×12000.5×4000×(12×107)-0,5=106,25 см ≈ 106 см.r cm = 0.7 × 12 × 1200 0.5 × 4000 × (12 × 10 7 ) -0.5 = 106.25 cm ≈ 106 cm.

2. Определить минимальную длину заряда (при центральном инициировании, согласно формуле 2), обеспечивающую формирование в массиве зоны смятия:2. Determine the minimum charge length (with central initiation, according to formula 2), ensuring the formation of a shear zone in the array:

Figure 00000005
Figure 00000005

3. Определить длину воздушного (водного) промежутка согласно формуле 3:3. Determine the length of the air (water) gap according to the formula 3:

lв=lз,l in = l s

ℓв=lз ≈ 66 см.ℓ in = l s ≈ 66 cm.

Имея все необходимые данные, приступаем к обуриванию, заряжанию и взрыванию трещиноватого обводненного горного массива, после производства взрывных работ в оставшихся после взрыва скважинах или шпурах размещаем трос-арматуру и заполняем цементным раствором, заряды во взрываемых (соседних) скважинах или шпурах располагаем в шахматном порядке длиной 90 см, пример 1 (длиной 66 см, пример 2), длина воздушных (водных) промежутков 90 см, пример 1 (длина 66 см, пример 2) на расстоянии между скважинами - 100 см, пример 1 (106 см, пример 2).Having all the necessary data, we proceed to drilling, loading and blasting the fractured watered rock mass, after blasting in the wells or holes that remained after the explosion, we place the wire fittings and fill with cement mortar, we charge the charges in the blasted (neighboring) wells or holes in a checkerboard pattern length 90 cm, example 1 (length 66 cm, example 2), the length of the air (water) gaps 90 cm, example 1 (length 66 cm, example 2) at the distance between the wells - 100 cm, example 1 (106 cm, example 2 )

Таким образом, предлагаемый способ имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом: позволяет сформировать прочный водонепроницаемый экран в скальных обводненных горных породах; получить оптимальное количество скважин или шпуров для конкретных горно-геологических и горно-технических условий; учесть мощность применяемого ВВ; диаметр скважин или шпуров, в которых формируется заряд и прочностные характеристики массива; определить длину заряда и воздушного (водного) промежутка для конкретных горно-геологических и горно-технических условий; позволяющую сформировать в нем только зону смятия (уплотнения), не нарушая окружающий массив.Thus, the proposed method has the following advantages compared to the prototype: allows you to create a durable waterproof screen in rocky watered rocks; get the optimal number of wells or holes for specific mining and geological and mining conditions; take into account the power of the explosive used; the diameter of the wells or holes in which the charge is formed and the strength characteristics of the array; determine the length of the charge and the air (water) gap for specific mining and geological and mining conditions; allowing to form in it only a zone of crushing (compaction), without violating the surrounding array.

Claims (3)

1. Способ формирования водонепроницаемого железобетонного экрана в трещиноватых обводненных горных массивах, включающий бурение параллельных рядов скважин или шпуров, размещение в них зарядов ВВ в шахматном порядке с воздушными или водными промежутками, одновременном камуфлетном их взрывании и размещении в оставшихся скважинах или шпурах стальных тросов-арматуры с последующим заполнением цементным раствором, отличающийся тем, что для образования зоны смятия используется инициирование, при котором ее радиус определяется:
Figure 00000006

где rсм - радиус образующейся при взрыве зоны смятия, см;
d - диаметр сформированного заряда ВВ, см;
ρ - плотность заряда, кг/м3;
Д - скорость детонации применяемого ВВ, м/с;
σсж - предел прочности породы на сжатие, Па;1. A method of forming a waterproof reinforced concrete screen in a fractured watered mountain massifs, including drilling parallel rows of wells or holes, placing explosive charges in them in a checkerboard pattern with air or water gaps, simultaneously blowing them up camouflage and placing steel cables-reinforcement in the remaining wells or boreholes followed by filling with cement mortar, characterized in that the initiation is used to form a crushing zone, in which its radius is determined:
Figure 00000006

where r cm is the radius of the crushing zone formed during the explosion, cm;
d is the diameter of the generated explosive charge, cm;
ρ is the charge density, kg / m 3 ;
D is the detonation velocity of the explosive used, m / s;
σ sg - ultimate rock compressive strength, Pa; 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что длина заряда определяется из выражения
Figure 00000007

где rсм - радиус образующейся при взрыве зоны смятия, см;
СP - скорость распространения продольной волны в массиве, м/с.2. The method according to claim 1, characterized in that the charge length is determined from the expression
Figure 00000007

where r cm is the radius of the crushing zone formed during the explosion, cm;
With P - the propagation velocity of a longitudinal wave in the array, m / s. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что длина воздушного промежутка равна длине заряда:
ℓв=ℓз. 3. The method according to claim 1, characterized in that the length of the air gap is equal to the length of the charge:
ℓ c = ℓ s .
RU2011129996/03A 2011-07-19 2011-07-19 Method to form water impermeable reinforced concrete screen in cracked waterlogged rock massifs RU2470117C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011129996/03A RU2470117C1 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Method to form water impermeable reinforced concrete screen in cracked waterlogged rock massifs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011129996/03A RU2470117C1 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Method to form water impermeable reinforced concrete screen in cracked waterlogged rock massifs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2470117C1 true RU2470117C1 (en) 2012-12-20

Family

ID=49256548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011129996/03A RU2470117C1 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Method to form water impermeable reinforced concrete screen in cracked waterlogged rock massifs

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2470117C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2531410C1 (en) * 2013-04-30 2014-10-20 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Химии И Химической Технологии Сибирского Отделения Российской Академии Наук (Иххт Со Ран) Method of forming waterproof screen in cracked watercut mountain arrays using bridging

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1730355A1 (en) * 1990-01-29 1992-04-30 Войсковая Часть 14262 Method for construction of wall into soil
RU1794192C (en) * 1991-01-30 1993-02-07 Николай Ильич Прохоров Method for constructing pits
SU1018461A1 (en) * 1981-06-09 1995-09-27 Специализированный Проектно-Изыскательский И Экспериментально-Конструкторский Институт "Гидроспецпроект" Method of erecting wall in ground
RU2058464C1 (en) * 1993-07-19 1996-04-20 Тульский государственный технический университет Method for making foundation
UA49225A (en) * 2001-08-21 2002-09-16 Альберт Германович Смірнов Method for performing drill-explosive works at cracked rocks release
JP2005146733A (en) * 2003-11-18 2005-06-09 Marutoku Kigyo:Kk Cast-in-place pile wall construction method
RU2352718C1 (en) * 2007-10-16 2009-04-20 Открытое акционерное общество "Мостотрест" (ОАО "Мостотрест") Method for arrangement of bored piles packet

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1018461A1 (en) * 1981-06-09 1995-09-27 Специализированный Проектно-Изыскательский И Экспериментально-Конструкторский Институт "Гидроспецпроект" Method of erecting wall in ground
SU1730355A1 (en) * 1990-01-29 1992-04-30 Войсковая Часть 14262 Method for construction of wall into soil
RU1794192C (en) * 1991-01-30 1993-02-07 Николай Ильич Прохоров Method for constructing pits
RU2058464C1 (en) * 1993-07-19 1996-04-20 Тульский государственный технический университет Method for making foundation
UA49225A (en) * 2001-08-21 2002-09-16 Альберт Германович Смірнов Method for performing drill-explosive works at cracked rocks release
JP2005146733A (en) * 2003-11-18 2005-06-09 Marutoku Kigyo:Kk Cast-in-place pile wall construction method
RU2352718C1 (en) * 2007-10-16 2009-04-20 Открытое акционерное общество "Мостотрест" (ОАО "Мостотрест") Method for arrangement of bored piles packet

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АНДРИЕВСКИЙ А.П. Физико-техническое обоснование параметров разрушения горного массива взрывом удлиненных зарядов//Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, Новосибирск: 2009. *
НАСОНОВ И.Д. и др. Технология строительства горных предприятий. - М.: Недра, 1990, с.121. *
НАСОНОВ И.Д. и др. Технология строительства горных предприятий. - М.: Недра, 1990, с.121. АНДРИЕВСКИЙ А.П. Физико-техническое обоснование параметров разрушения горного массива взрывом удлиненных зарядов//Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, Новосибирск: 2009. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2531410C1 (en) * 2013-04-30 2014-10-20 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Химии И Химической Технологии Сибирского Отделения Российской Академии Наук (Иххт Со Ран) Method of forming waterproof screen in cracked watercut mountain arrays using bridging

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108661643B (en) It a kind of coal working face end adopts return channel and cuts top release shield lane method
CN102183184B (en) Blast method for realizing vibration attenuation and protection of early-age concrete lining during tunnel construction
JP2017503993A (en) Explosive tube tube with air gap and bedrock blasting method using the same
WO2011103620A1 (en) A method of reducing subsidence or windblast impacts from longwall mining
CN104596375A (en) Fully mechanized excavation construction method for rock roadway
CN102878874A (en) Deep-hole pre-splitting blasting grouting method
CN115749713A (en) Rock stratum frequency conversion pulse fracture network fracturing method and equipment
RU2381369C1 (en) Method for prevention of rock bursts in rocks of mine soil
RU2396429C1 (en) Procedure for weakening marginal massif of mine workings at development of coal beds
CN105569693A (en) Underground stable rock stratum large-scale chamber construction method applied to medium-length hole blasting
CN102778183B (en) Blast construction method
RU2392434C1 (en) Method to provide for stability of high ledges
CN105370280A (en) Nondestructive blasting mining method of underground slightly inclined double-layer thin jade ores
RU2470117C1 (en) Method to form water impermeable reinforced concrete screen in cracked waterlogged rock massifs
RU2531410C1 (en) Method of forming waterproof screen in cracked watercut mountain arrays using bridging
CN108061492A (en) A kind of Pile Diameter is the bridge cylinder pile foundation blasting method of 0.8-1m
Gong et al. Application of presplitting blasting technology in surrounding rock control of gob-side entry retaining with hard roof: a case study
RU2449241C1 (en) Method to form multicharge in drowned well
Kotsiuruba et al. Justification of the requirements for the construction of protective structures by means underground workings in an explosive manner
Pan et al. Pressure law of roof and supporting technology of roadway when working face passing through abandoned roadway
RU2395691C2 (en) Method for strengthening of hydraulic stowage massif surfaces
RU2604074C1 (en) Method for performing blasting operations
RU2487998C2 (en) Method for underground mining of vein deposits
RU2399766C1 (en) Removal method of mechanical complex of mining face
RU2809414C1 (en) Method for installing stemming in well

Legal Events

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

Effective date: 20140720