RU2584174C1 - Крепь заглубленного сооружения - Google Patents
Крепь заглубленного сооружения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2584174C1 RU2584174C1 RU2015106721/03A RU2015106721A RU2584174C1 RU 2584174 C1 RU2584174 C1 RU 2584174C1 RU 2015106721/03 A RU2015106721/03 A RU 2015106721/03A RU 2015106721 A RU2015106721 A RU 2015106721A RU 2584174 C1 RU2584174 C1 RU 2584174C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lining
- pressure
- water
- support
- underground
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
Изобретение относится к подземному строительству, в частности к конструкциям крепи выработок, и может быть использовано в стволах шахт и рудников, а также в вертикальных выработках подземной инфраструктуры городов. Технический результат заключается в создании конструкции крепи, позволяющей избежать проникновения воды по плоскости соприкосновения крепи с массивом, а также по зоне нарушенных в ходе БВР пород в ранее не обводненные слои, повысить эффективность использования материалов крепи и за счет этого снизить ее материалоемкость. Крепь состоит из обделки и гидрозатвора в виде незатвердевающей вязкой жидкости, находящейся под давлением, превышающим давление подземных вод. Гидрозатвор размещают между породными стенками и крепью. Приствольный массив упрочняют анкерами, на которые навешивают металлическую сетку. Выше и ниже горизонта напорных подземных вод устраивают кольцевые противофильтрационные завесы. В крепи и прилегающем массиве монтируют систему мониторинга, включающую: датчики давления жидкости в гидрозатворе, датчики смещения породного массива, датчики давления и скорости фильтрации воды. 2 ил.
Description
Изобретение относится к подземному строительству, в частности к конструкциям крепи выработок, и может быть использовано в стволах шахт и рудников, а также в вертикальных выработках подземной инфраструктуры городов.
Природный массив в естественном состоянии в том или ином количестве имеет трещины. При проведении горных выработок с применением взрывных работ вокруг них дополнительно образуется зона искусственной трещиноватости, в прочных породах распространяющаяся на 2-2,5 м от контура выработки. В зависимости от величины раскрытия трещин и химического состава подземных вод для их тампонажа используют различные материалы. Общим для них является изменение свойств во времени, что приводит к росту водопритока при эксплуатации. Также к росту проницаемости породного массива ведет его сдвижение в результате подработки, осушения и действия других факторов. Увеличение раскрытия трещин со временем и разрушение тампонажных материалов обуславливает проникновение подземных вод из напорных горизонтов в выше- и нижележащие слои пород. В скальном массиве обводнение ранее сухих участков не приводит к негативным последствиям, но в массивах, имеющих включения растворимых минералов, проникновение воды ведет к образованию пустот в закрепном пространстве, нарушению нагрузки на крепь и ее деформациям вплоть до разрушения. Особую опасность данному явлению придает скрытый характер происходящих процессов.
Возможным решением существующей проблемы является применение в конструкции крепи гидрозатвора, состоящего из вязкой жидкости. Она, в свою очередь, находится под давлением, превышающим давление подземных вод.
Прототипом является конструкция крепи, описанная в а.с. SU №972109, 07.11.1982. Но предлагаемое решение имеет ряд недостатков:
- чугунные тюбинги, составляющие внешнюю оболочку крепи, корродируют под воздействием агрессивной шахтной воды, что с учетом отсутствия возможности контроля ее состояния ведет к потере несущей способности и разрушению;
- в момент возведения крепи, еще до начала ее нагружения, давление от жидкости гидрозатвора, превышающее давление подземных вод, полностью воспринимается внутренней оболочкой. В период развития деформаций породного массива внешняя оболочка деформируется, приводя к дополнительному повышению давления жидкости гидрозатвора и вызывая рост нагрузки на внутренний слой, что создает значительный перерасход материалов на его возведение;
- высока опасность применения данной крепи в массиве, содержащем растворимые минералы. Отсутствие утечек через крепь внутрь ствола приводит к тому, что гидростатическое давление по поверхности гидроизолирующей оболочки будет равно давлению в массиве, в результате растет риск проникновения напорных подземных вод из водоносного горизонта по закрепному пространству в выше- и нижележащие слои пород, до этого не обводненные. Растворение отдельных минералов, механический вынос частиц приводят в результате к образованию пустот в закрепном пространстве, неравномерности нагрузки на крепь, и, как следствие, к ее разрушению. Подобное явление широко наблюдается на калийных рудниках.
Задачей изобретения является создание конструкции крепи, позволяющей избежать проникновения воды по плоскости соприкосновения крепи с массивом, а также по зоне нарушенных в ходе БВР пород в ранее не обводненные слои, повысить эффективность использования материалов крепи и за счет этого снизить ее стоимость и материалоемкость.
Для решения поставленной задачи предлагается конструкция крепи заглубленного сооружения, включающая (см. фиг. 1) обделку из слоя стали 1 и железобетона 2, гидрозатвор 3 в виде незатвердевающей вязкой жидкости, находящейся под давлением, превышающим давление подземных вод, а также зону искусственно упрочненного с помощью анкеров 4 породного массива, металлическую сетку 5, две кольцевые противофильтрационные завесы 6 выше и ниже горизонта напорных подземных вод, систему мониторинга, состоящую из: датчика давления жидкости в гидрозатворе 7, датчиков смещения породного массива 8, датчиков давления и скорости фильтрации воды 9.
С увеличением глубины разработки отмечается рост прочности вмещающего породного массива, что, с учетом его дополнительного упрочнения анкерованием, дает возможность использовать его в качестве одной из составляющих крепи, воспринимающей часть давления от пород. Это позволяет существенно сократить материалоемкость крепи. Для исключения вывалов породы в область гидрозатвора на анкеры 4 навешивается металлическая сетка 5.
В месте пересечения напорного слоя породные стенки дополнительно разбирают без применения БВР на глубину наиболее интенсивного развития искусственной трещиноватости. Далее в массив устанавливают анкеры 4, навешивают сетку 5, размещают датчики смещения породного массива 8. Выше и ниже напорного слоя бурят систему шпуров, через которые осуществляют тампонаж, формируя противофильтрационные завесы 6, также бурят ряд скважин и размещают в них датчики давления и скорости фильтрации 9. После этого монтируют слой стали 1 оболочку, крепят ее с помощью анкеров 4 к породному массиву, зазор между стальным листом и породой заполняют герметиком. На следующем этапе в направлении снизу вверх на всем участке возводят железобетонную крепь, в соответствующие отверстия устанавливают датчики давления и систему подачи жидкости 10, после чего заполняют зону гидрозатвора, доводя давление жидкости до требуемого уровня. Наличие системы датчиков позволяет осуществлять постоянный мониторинг состояния крепи и вмещающего породного массива. На основе анализа получаемой информации давление жидкости в гидрозатворе меняют. В случае роста деформаций заанкерованного породного массива давление жидкости повышают, перераспределяя часть напряжений на внутреннюю оболочку. В случае превышения напряжениями во внутренней оболочке максимально допустимых величин она может быть своевременно усилена. Наличие датчиков давления и фильтрации воды позволяет контролировать состояние тампонажного раствора и раскрытия трещин. В случае необходимости через оставленные отверстия в стальной оболочке шпуры разбуривают и осуществляют повторный тампонаж.
Расположение гидрозатвора за контуром крепи, в непосредственном соприкосновении с породным массивом ведет к закупориванию открытых трещин, препятствует проникновению воды по закрепному пространству в зоны ранее не обводненных пород. Также важным достоинством предлагаемой конструкции является возможность регулирования восприятия нагрузки от пород и от подземных вод внутренней оболочкой и упрочненным породным массивом.
Claims (1)
- Крепь заглубленного сооружения, состоящая из обделки и гидрозатвора в виде незатвердевающей вязкой жидкости, находящейся под давлением, превышающим давление подземных вод, отличающаяся тем, что гидрозатвор размещают между породными стенками и крепью, приствольный массив упрочняют анкерами, на которые навешивают металлическую сетку, выше и ниже горизонта напорных подземных вод устраивают кольцевые противофильтрационные завесы, в крепи и прилегающем массиве монтируют систему мониторинга, включающую: датчики давления жидкости в гидрозатворе, датчики смещения породного массива, датчики давления и скорости фильтрации воды.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015106721/03A RU2584174C1 (ru) | 2015-02-26 | 2015-02-26 | Крепь заглубленного сооружения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015106721/03A RU2584174C1 (ru) | 2015-02-26 | 2015-02-26 | Крепь заглубленного сооружения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2584174C1 true RU2584174C1 (ru) | 2016-05-20 |
Family
ID=56011993
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015106721/03A RU2584174C1 (ru) | 2015-02-26 | 2015-02-26 | Крепь заглубленного сооружения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2584174C1 (ru) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU367265A1 (ru) * | 1971-02-24 | 1973-01-23 | Авторы изобретени витель | Водоупорный венец |
SU655834A1 (ru) * | 1976-12-20 | 1979-04-05 | Предприятие П/Я М-5703 | Устройство дл изол ции закрепного пространства при тампонаже |
SU928017A1 (ru) * | 1980-06-24 | 1982-05-15 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Горной Геомеханики И Маркшейдерского Дела | Способ защиты вертикальных шахтных стволов от сдвижени горных пород по напластованию |
SU972109A1 (ru) * | 1981-04-07 | 1982-11-07 | Государственное Ордена Ленина,Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Управление Строительства Московского Метрополитена | Крепь горной выработки |
SU1321822A1 (ru) * | 1985-12-02 | 1987-07-07 | А. В. Топорков, А. Д. Мишедченко и О. П. Борисов | Комбинированна крепь шахтного ствола |
SU1352067A1 (ru) * | 1985-09-03 | 1987-11-15 | Специализированное производственное геологическое объединение по тампонажным и геологоразведочным работам "Спецтампонажгеология" | Способ изол ции вертикальных горных выработок от притоков подземных вод |
UA11582U (en) * | 2004-06-25 | 2006-01-16 | Kharkiv Aviation Institute | Stabilization system of unmanned aircraft |
CN202370525U (zh) * | 2011-12-28 | 2012-08-08 | 陕西煤业化工建设(集团)有限公司 | 回风立井风化基岩段井筒壁后注浆施工结构 |
-
2015
- 2015-02-26 RU RU2015106721/03A patent/RU2584174C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU367265A1 (ru) * | 1971-02-24 | 1973-01-23 | Авторы изобретени витель | Водоупорный венец |
SU655834A1 (ru) * | 1976-12-20 | 1979-04-05 | Предприятие П/Я М-5703 | Устройство дл изол ции закрепного пространства при тампонаже |
SU928017A1 (ru) * | 1980-06-24 | 1982-05-15 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Горной Геомеханики И Маркшейдерского Дела | Способ защиты вертикальных шахтных стволов от сдвижени горных пород по напластованию |
SU972109A1 (ru) * | 1981-04-07 | 1982-11-07 | Государственное Ордена Ленина,Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Управление Строительства Московского Метрополитена | Крепь горной выработки |
SU1352067A1 (ru) * | 1985-09-03 | 1987-11-15 | Специализированное производственное геологическое объединение по тампонажным и геологоразведочным работам "Спецтампонажгеология" | Способ изол ции вертикальных горных выработок от притоков подземных вод |
SU1321822A1 (ru) * | 1985-12-02 | 1987-07-07 | А. В. Топорков, А. Д. Мишедченко и О. П. Борисов | Комбинированна крепь шахтного ствола |
UA11582U (en) * | 2004-06-25 | 2006-01-16 | Kharkiv Aviation Institute | Stabilization system of unmanned aircraft |
CN202370525U (zh) * | 2011-12-28 | 2012-08-08 | 陕西煤业化工建设(集团)有限公司 | 回风立井风化基岩段井筒壁后注浆施工结构 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2014308405B2 (en) | An artificial dam of distributed coal mine underground reservoir and its constructing method | |
CN102425421B (zh) | 适用于矿山竖井的防治水方法 | |
CN104612143B (zh) | 一种溶洞/土洞地质条件下的钻孔复合桩结构 | |
CN104453913A (zh) | 一种竖井工作面超前预注浆方法 | |
CN103147442A (zh) | 超深基坑压灌桩与预应力锚杆联合支护施工方法 | |
CN103437339A (zh) | 岩溶地层地下连续墙槽壁附近溶洞封闭的施工方法 | |
CN103291326A (zh) | 一种大变形巷道围岩再造承载层控制技术 | |
CN112832802B (zh) | 一种针对非对称压力的大底板块支护结构及支护方法 | |
CN104370508A (zh) | 一种煤矿底板岩体注浆加固方法及注浆浆液 | |
CN104762955A (zh) | 一种基于冻结法的人工挖孔扩底桩施工方法 | |
RU2341658C1 (ru) | Способ предотвращения затопления калийных рудников и опасных деформаций земной поверхности при прорывах в рудники подземных вод | |
CN105714769A (zh) | 一种抗滑灌注桩施工方法 | |
Bodi et al. | Polyurethane grouting technologies | |
CN210002429U (zh) | 一种超深基坑围护止水结构 | |
RU2584174C1 (ru) | Крепь заглубленного сооружения | |
RU2664281C1 (ru) | Способ разработки кимберлитовых месторождений | |
CN112302718B (zh) | 煤层顶板含水层水资源保护方法 | |
RU2583800C1 (ru) | Крепь подземного сооружения | |
CN114991774A (zh) | 破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法 | |
CN110273708B (zh) | 一种巷道支护结构体控制疏水法 | |
RU2249699C2 (ru) | Способ проходки дренажных горных выработок в нарушенном и обводненном массиве | |
RU2634760C1 (ru) | Способ гидроизоляции горных выработок калийных рудников | |
CN106437839B (zh) | 一种用于矿山井下充填挡墙的透水砖及其砌筑方法 | |
RU2536514C1 (ru) | Камерный способ отработки мощных, ценных, рыхлых рудных месторождений | |
RU2095574C1 (ru) | Способ сооружения шахтных стволов в обводненных неустойчивых породах |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170227 |