RU2760451C1 - Способ упрочнения трещиноватых пород при строительстве сопряжений горизонтальных горных выработок - Google Patents
Способ упрочнения трещиноватых пород при строительстве сопряжений горизонтальных горных выработок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2760451C1 RU2760451C1 RU2021114701A RU2021114701A RU2760451C1 RU 2760451 C1 RU2760451 C1 RU 2760451C1 RU 2021114701 A RU2021114701 A RU 2021114701A RU 2021114701 A RU2021114701 A RU 2021114701A RU 2760451 C1 RU2760451 C1 RU 2760451C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- contour
- wells
- conductors
- mine workings
- rocks
- Prior art date
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 title claims abstract description 4
- 238000005065 mining Methods 0.000 title abstract 3
- 230000003245 working effect Effects 0.000 claims abstract description 28
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000011440 grout Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 6
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 11
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 for example Polymers 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 239000011378 shotcrete Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D1/00—Sinking shafts
- E21D1/10—Preparation of the ground
- E21D1/16—Preparation of the ground by petrification
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/04—Lining with building materials
- E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при строительстве капитальных и очистных выработок, имеющих взаимное пересечение. Способ упрочнения трещиноватых пород при строительстве сопряжений горизонтальных горных выработок включает бурение скважин под кондукторы и установку кондукторов, монтаж на кондукторах запорной арматуры, бурение цементационных скважин, приготовление и нагнетание цементационных растворов, демонтаж запорной арматуры. В своде и боках основной выработки с заданным шагом бурят цементационные скважины, затем устанавливают пакеры. Нагнетание цементационного раствора проводят в пределах контура цементационной завесы. Внутренний контур цементационной завесы является контуром проектируемого сопряжения горных выработок, а наружный – границей свода естественного обрушения. Техническим результатом является повышение безопасности ведения работ при строительстве сопряжений горных выработок в трещиноватых породах, а также облегчение разработки породы внутри контура сопряжения. 3 ил.
Description
Известен способ упрочнения слабых трещиновато-блочных рудных массивов (патент RU 2484250 C1, 10.06.2013), предусматривающий бурение скважин первой серии и нагнетание в них цементного раствора для заполнения полости трещин, бурение скважин второй серии между первыми и нагнетание в них раствора акриловых смол или кремнезема для заполнения порового пространства.
Недостатком данного способа является нецелесообразное повышение прочности пород, которые оказываются внутри контура сопряжения горных выработок при его последующем сооружении, и должны быть разработаны.
Известен способ цементации трещиноватых горных пород (патент RU 2337241 C1, 27.10.2008), предусматривающий бурение нагнетательных и вокруг них дренажных скважин, нагнетание цементационного раствора в породы через нагнетательные скважины, отфильтровывание и удаление жидкой фазы цементационного раствора через фильтрующий материал дренажных скважин.
Недостатком данного способа является увеличенный объем буровых работ за счет необходимости бурения дополнительных дренажных скважин, а также необходимость разработки массива внутри контура сопряжения, имеющего повышенную прочность за счет предварительного закрепления пород.
Известен способ цементации горных пород отдельными заходками (патент SU 688630 A1, 30.09.1979), включающий бурение скважин, определение водопоглощения скважины и нагнетание цементационных растворов вглубь горного массива после бурения скважины на величину каждой заходки.
Недостатком данного способа является снижение скорости бурения из-за необходимости дополнительного измерения водопоглощения скважин, а также необходимость разработки массива внутри контура сопряжения, имеющего повышенную прочность за счет предварительного закрепления пород.
Известен способ создания породной крепи горной выработки (патент RU 2498073 С1, 10.11.2013), включающий бурение сетки шпуров в пределах отдельных заходок, установку герметизаторов, последовательное нагнетание в шпуры смол, например, полиуретана, а затем бурение дополнительных шпуров для тампонирования породного массива подвижными твердеющими смесями.
Недостатком данного способа является необходимость бурения дополнительных коротких шпуров для тампонирования приконтурного массива смолами, например, полиуретаном, что повышает трудоемкость работ, а также приводит к необходимости разрабатывать породу повышенной прочности в случае последующей рассечки сопряжения горных выработок.
Известен способ упрочнения горных пород (авторское свидетельство SU 768990 A1, 07.10.1980), включающий бурение скважин и нагнетание цементационного раствора в них, а также создание дренажных скважин вокруг каждой цементационной скважины.
Недостатком данного способа является увеличенный объем бурения и закрепление приконтурного массива, который при последующем строительстве сопряжения горных выработок будет разработан.
Известен способ упрочнения горных пород цементацией при проведении капитальных горных выработок в зонах геологических нарушений (Технологические схемы упрочнения массивов горных пород цементацией при проведении капитальных горных выработок в зонах геологических нарушений // Кузниишахтрострой. – Кемерово, 1980. – с. 17 Режим доступа: https://www.meganorm.ru/Data2/1/4293728/4293728239.pdf), принятый за прототип. Способ включает бурение скважин под кондукторы и установку кондукторов, монтаж на кондукторах запорной арматуры, бурение цементационных скважин, промывку цементационных скважин и определение удельного водопоглощения, приготовление и нагнетание цементационных растворов, бурение контрольных скважин, демонтаж запорной арматуры.
Недостаток способа заключается в необходимости разработки массива внутри контура сопряжения горных выработок, имеющего повышенную прочность за счет предварительного закрепления пород.
Техническим результатом является повышение безопасности ведения работ при строительстве сопряжений горных выработок в трещиноватых породах, а также облегчение разработки породы внутри контура сопряжения.
Технический результат достигается тем, что в своде и боках основной выработки бурят цементационные скважины с заданным шагом, затем устанавливают пакеры, а нагнетание цементационного раствора проводят в пределах контура цементационной завесы, внутренний контур которой является контуром проектируемого сопряжения горных выработок, а наружный – границей свода естественного обрушения.
Способ поясняется следующими фигурами:
фиг. 1 – план Т-образного сопряжения горных выработок;
фиг. 2 – сечение сопряжения горных выработок в плоскости его наибольшего пролета;
фиг. 3 – сечение по оси основной выработки, где:
1 – основная выработка;
2 – примыкающая выработка;
3 – полупролет выработки а;
4 – высота сопряжения h2;
5 – высота свода обрушения b1;
6 – высота одиночной выработки h1;
7 – угол внутреннего трения пород ϕ;
8 – цементационные скважины;
9 – цементационная завеса;
10 – зона предельного состояния вокруг сопряжения.
Способ осуществляют следующим образом. При строительстве одиночной основной выработки 1 (фиг. 1) в месте будущего сопряжения горных выработок основной выработки 1 и примыкающей выработки 2, работы ведут в отработанной технологической последовательности. Крепление основной выработки 1 осуществляется согласно паспорту крепления и управления кровлей горной выработки. До начала работ по строительству сопряжения горных выработок в пройденной основной выработке 1 осуществляется разметка и бурение скважин под кондукторы и установка кондукторов, монтаж на кондукторах запорной арматуры, затем бурение цементационных скважин 8 (фиг. 3). Длина цементационных скважин 8 
рассчитывается исходя из требуемых размеров контура проектируемого сопряжения горных выработок и геометрических размеров зон упрочнения, зависящих от физико-механических свойств вмещающего массива, параметров трещиноватости и требуемой несущей способности цементационной завесы 9. Определяются размеры зоны предельного состояния вокруг сопряжения 10 (фиг.2). Размеры зоны предельного состояния вокруг сопряжения горных выработок 10 определяются высотой свода обрушения 5, которая рассчитывается с учетом полупролета выработки 3, угла внутреннего трения пород 7, высоты стенок выработки, а также крепости горной породы.
Верхняя граница зоны определяет длину цементационных скважин, которая включает в себя также разность высот сопряжения горных выработок 4 (фиг. 3) и одиночной выработки 6 (фиг. 3):
В своде и боках основной выработки производится бурение цементационных скважин 8 длиной , с заданным шагом, который определяется в соответствии с паспортом крепления основной выработки. В пробуренные скважины на уровне контура проектируемого сечения устанавливаются пакеры, представляющие собой устройства для изоляции участка скважины, подлежащего цементированию. Производится приготовление и нагнетание цементационного раствора в пределах контура цементационной завесы 9, внутренний контур которой является контуром проектируемого сопряжения горных выработок, а наружный контур – границей свода естественного обрушения. После окончания цементации и контроля выполненных работ осуществляется демонтаж запорной арматуры и разработка породы в пределах проектного контура сопряжения (фиг.2).
Способ поясняется следующим примером. В условиях месторождения осуществляется проходка одиночного капитального квершлага прямоугольно-сводчатого поперечного сечения шириной 4,8 м, высотой 4,2 м. Выработка находится в трещиноватых породах. Крепление выработки осуществляется набрызгбетоном толщиной 4 см. После проведения и крепления выработки в месте проектируемого сопряжения ее с капитальным штреком осуществляется бурение цементационных скважин длиной 3 м, с шагом 3 м. В боках и кровле выработки производят бурение скважин под кондукторы и монтаж кондукторов, в качестве которых используются стальные трубки, вставленные в устья шпуров, бурение цементационных скважин и нагнетание цементационного раствора. Каждую скважину цементируют одной заходкой. Диаметр цементационных скважин составляет 48 мм, глубина проникновения цементационного раствора в массив составляет 2 м и обеспечивает сплошность цементационной завесы. Срок твердения цементационного раствора составляет 7 сут, после чего начинается разработка породы внутри контура цементационной завесы. Возводимые цементационные завесы позволят осуществлять разработку сопряжения горных выработок одной заходкой с обеспечением устойчивости свода сопряжения.
Использование заявляемого способа позволяет обеспечить устойчивость свода при разработке пород внутри контура сопряжения горных выработок, при этом снизив расход материалов за счет того, что объем породы внутри контура сопряжения не упрочняется.
Claims (1)
- Способ упрочнения трещиноватых пород при строительстве сопряжений горизонтальных горных выработок, включающий бурение скважин под кондукторы и установку кондукторов, монтаж на кондукторах запорной арматуры, бурение цементационных скважин, приготовление и нагнетание цементационных растворов, демонтаж запорной арматуры, отличающийся тем, что в своде и боках основной выработки бурят цементационные скважины с заданным шагом, затем устанавливают пакеры, а нагнетание цементационного раствора проводят в пределах контура цементационной завесы, внутренний контур которой является контуром проектируемого сопряжения горных выработок, а наружный – границей свода естественного обрушения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021114701A RU2760451C1 (ru) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | Способ упрочнения трещиноватых пород при строительстве сопряжений горизонтальных горных выработок |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021114701A RU2760451C1 (ru) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | Способ упрочнения трещиноватых пород при строительстве сопряжений горизонтальных горных выработок |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2760451C1 true RU2760451C1 (ru) | 2021-11-25 |
Family
ID=78719451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021114701A RU2760451C1 (ru) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | Способ упрочнения трещиноватых пород при строительстве сопряжений горизонтальных горных выработок |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2760451C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114458335A (zh) * | 2022-03-19 | 2022-05-10 | 中电建十一局工程有限公司 | 一种岩石隧洞的回填衬砌结构及施工方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU688630A1 (ru) * | 1977-08-16 | 1979-09-30 | Кузнецкий Научно-Исследовательский Институт Строительства Угольных И Горнорудных Предприятий | Способ цементации горных пород отдельными заходками |
| SU1712532A1 (ru) * | 1990-03-30 | 1992-02-15 | Грузинский научно-исследовательский институт энергетики и гидротехнических сооружений | Обделка напорного туннел и способ ее возведени |
| RU2337241C1 (ru) * | 2007-03-07 | 2008-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) | Способ цементации трещиноватых горных пород |
| RU2484250C1 (ru) * | 2011-12-22 | 2013-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Способ упрочнения слабых трещиновато-блочных рудных массивов |
| CN110878696A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-03-13 | 中铁二十局集团第四工程有限公司 | 上软下硬地层盾构法与矿山法交界处隧道段围岩加固方法 |
-
2021
- 2021-05-25 RU RU2021114701A patent/RU2760451C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU688630A1 (ru) * | 1977-08-16 | 1979-09-30 | Кузнецкий Научно-Исследовательский Институт Строительства Угольных И Горнорудных Предприятий | Способ цементации горных пород отдельными заходками |
| SU1712532A1 (ru) * | 1990-03-30 | 1992-02-15 | Грузинский научно-исследовательский институт энергетики и гидротехнических сооружений | Обделка напорного туннел и способ ее возведени |
| RU2337241C1 (ru) * | 2007-03-07 | 2008-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) | Способ цементации трещиноватых горных пород |
| RU2484250C1 (ru) * | 2011-12-22 | 2013-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Способ упрочнения слабых трещиновато-блочных рудных массивов |
| CN110878696A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-03-13 | 中铁二十局集团第四工程有限公司 | 上软下硬地层盾构法与矿山法交界处隧道段围岩加固方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Технологические схемы упрочнения массивов горных пород цементацией при проведении капитальных горных выработок в зонах геологических нарушений. Кемерово. Институт "Кузниишахтострой". I960. с.17. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114458335A (zh) * | 2022-03-19 | 2022-05-10 | 中电建十一局工程有限公司 | 一种岩石隧洞的回填衬砌结构及施工方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2537711C1 (ru) | Способ сооружения тоннелей в структурно-неустойчивых грунтах с карстовыми явлениями и/или суффозионными процессами | |
| RU2407879C1 (ru) | Способ строительства скважины малого диаметра | |
| RU2760451C1 (ru) | Способ упрочнения трещиноватых пород при строительстве сопряжений горизонтальных горных выработок | |
| RU2739880C1 (ru) | Способ сооружения наклонных тоннелей в слабых водонасыщенных грунтах | |
| JP7292772B2 (ja) | 採掘跡ゾーンにおける削孔の外部拡張パイプ工法 | |
| RU2392434C1 (ru) | Способ обеспечения устойчивости высоких уступов | |
| CN117988845A (zh) | 一种井工煤矿软岩破碎带区域注浆改性加固方法 | |
| RU2568452C1 (ru) | Способ герметизации противофильтрационного экрана под водоемом после отработки карьера | |
| RU2128773C1 (ru) | Способ крепления горных выработок со слабыми породами кровли анкерной крепью | |
| CN114991774A (zh) | 破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法 | |
| RU2337241C1 (ru) | Способ цементации трещиноватых горных пород | |
| RU2715784C1 (ru) | Способ коррекции мульды осадок при возведении подземного сооружения закрытым способом в слабых грунтах | |
| Daw et al. | Grouting for ground water control in underground mining | |
| RU2679212C1 (ru) | Способ возведения консолидирующей изоляционной системы "перемычка-тампонажная завеса" | |
| RU2249699C2 (ru) | Способ проходки дренажных горных выработок в нарушенном и обводненном массиве | |
| SU1507962A1 (ru) | Способ гидравлического разрыва пласта | |
| RU2580124C1 (ru) | Способ создания защитного экрана в кровле проектируемых горных выработок (варианты) | |
| SU1710699A1 (ru) | Способ тампонажа буровой скважины | |
| SU985304A1 (ru) | Способ возведени крепи горных выработок | |
| RU2762373C1 (ru) | Способ создания в грунте геотехнической конструкции | |
| SU1758232A1 (ru) | Способ закреплени горных пород при проходке вертикального ствола | |
| RU2503817C1 (ru) | Способ возведения безврубовой перемычки в штольне, пройденной в склоне горы | |
| RU2677722C1 (ru) | Способ тампонажа приконтурного массива пород шахтных перемычек | |
| SU1444518A1 (ru) | Способ проведени технической скважины в зонах вли ни горных выработок | |
| SU1578407A1 (ru) | Способ восстановлени горных выработок |