SU972109A1

SU972109A1 - Крепь горной выработки

Info

Publication number: SU972109A1
Application number: SU813268577A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Игоревич Беккер; Петр Александрович Васюков
Priority date: 1981-04-07
Filing date: 1981-04-07
Publication date: 1982-11-07

Description

Изобретение относится к проведению в сложных геологических и гидрогеологических условиях горных выработок некоторых шахт, рудников и подземных сооружений, к которым по условиям их эксплуатации предъявляются жесткие требования в части 5 водонепроницаемости крепи.

Известна чугунная водонепроницаемая крепь для крепления горных выработок из отдельных тюбингов, соединяемых болтовыми соединениями [1]. ₁₀

Недостатком известной крепи является возможность проникновения высоконапорных подземных вод через швы тюбингов.

Известна также крепь горной выработки, содержащая концентрично установленные с промежутком наружную и внутреннюю об- is делки, пространство между которыми заполняют бетоном [2].

Однако эта крепь характеризуется недостаточной водонепроницаемостью, так как бетон является водопроницаемым составом.

Цель изобретения — исключение проникновения через крепь подземных вод.

Указанная цель достигается тем, что закрепное пространство между наружной и внутренней обделками заполняют незатвер2 девающей вязкой жидкостью, находящейся под давлением, превышающим давление подземных вод.

Кроме того, промежуток между внешней и внутренней обделками может быть разделен на герметичные отсеки посредством диафрагм.

На фиг. 1 изображена крепь горной выработки; на фиг. 2 — вариант ее выполнения; на фиг. 3 — узлы I и II на фиг. 2.

Водонепроницаемость крепи горной выработки достигается следующим образом.

Крепь сооружают из двух колонн, например чугунных 1 и железобетонных 2 тюбингов, так, чтобы между ними образовалось замкнутое пространство 3, которое заполняют незатвердевающей вязкой жидкостью 4 с незначительной проникающей способностью. Эта жидкость находится под некоторым давлением, которое должно превышать на любом участке крепи давление (напор) подземных вод в закрепном пространстве, заполняемом обычно бетоном 5. В силу незначительной проникающей способности вязкая жидкость не может вытечь через внешний и внутренний слои крепи. Подземные же воды или рассолы, в той или иной степе972109 ни проникающие через наружный слой крепи и находящиеся под давлением Pj, встречают на своем пути зону повышенного давления Р₂, под которым находится жидкость. Поскольку Р₂ > P_t, дальнейшее проникновение подземных вод через крепь невозможно. Таким образом, между наружным и внутренним слоями крепи образуется своего рода кольцевой гидрозатвор, позволяющий обеспечить полную водонепроницаемость.

Сооружение предлагаемой крепи с внутренним гидрозатвором выполняют в следующей последовательности. Первый этап включает в себя проходку выработки, например, с использованием искусственного замораживания пород. На этом этапе на основе одной 1 из существующих технологических схем монтируют наружную колонну из чугунных тюбингов 1, укладывают бетон 5 и устанавливают элементы 6 стальных диафрагм. Внутреннюю колонну 2 тюбинговой крепи монтируют в направлении снизу вверх после окончания проходки выработки. После сборки тюбингов внутренней колонны в пределах секции гидрозатвора, монтажа и сварки 7 элементов диафрагм 8 и 9, а также установки трубопроводов 10 готовая секция может быть включена в работу путем залива в нее определенного столба жидкости. По мере готовности отдельные секции гидрозатвора последовательно в направлении снизу вверх включаются в работу, защищая выработку от проникновения подземных вод.

Предлагаемая крепь позволяет значительно повысить эффективность эксплуатации рудников, шахт и подземных сооружений.

Claims

Изобретение относитс к проведению в сложных геологических и гидрогеологических услови х горных выработок некоторых шахт, рудников и подземных сооружений, к которым по услови м их эксплуатации предъ вл ютс жесткие требовани в части водонепроницаемости крепи. Известна чугунна водонепроницаема крепь дл креплени горных выработок из отдельных тюбингов, соедин емых болтовыми соединени ми 1. Недостатком известной крепи вл етс воз.можность проникновени высоконапорных подземных вод через швы тюбингов. Известна также крепь горной выработки, содержаща концентрично установленные с промежутком наружную и внутреннюю обделки , пространство между которыми заполн ют бетоном 2. Однако эта крепь характеризуетс недостаточной водонепроницаемостью, так как бетон вл етс водопроницаемым составом. Цель изобретени - исключение проникновени через крепь подземных вод. Указанна цель достигаетс тем, что закрепное пространство между наружной и внутренней обделками заполн ют незатвердевающей в зкой жидкостью, наход щейс под давлением, превышающим давление подземных вод. Кроме того, про.межуток между внешней и внутренней обделками может быть разделен на герметичные отсеки посредством диафрагм . На фиг. 1 изображена крепь горной выработки; на фиг. 2 - вариант ее выполнени ; на фиг. 3 - узлы I и II на фиг. 2. Водонепроницае.мость крепи горной выработки достигаетс следующим образом. Крепь сооружают из двух колонн, напри .мер чугунных 1 и железобетонных 2 тюбингов , так, чтобы между ними образовалось замкнутое пространство 3, которое заполн ют незатвердевающей в зкой жидкостью 4 с незначительной проникающей способностью . Эта жидкость находитс под некоторым давлением, которое должно превышать на любом участке крепи давление (напор) подземных вод в закрепном пространстве, заполн емом обычно бетоном 5. В силу незначительной проникающей способности в зка жидкость не может вытечь через внещний и внутренний слои крепи. Подземные же воды или рассолы, в той или иной степени проникающие через наружный слой крепи и наход щиес под давлением PI , встречают на своем пути зону повышенного давлени РЗ, под которым находитс жидкость. Поскольку РЗ PI, дальнейшее проникновение подземных вод через крепь невозможно. Таким образом, между наружным и внутренним сло ми крепи образуетс своего рода кольцевой гидрозатвор, позвол ющий обеспечить полную водонепроницаемость. Сооружение предлагаемой крепи с внутренним гидрозатвором выполн ют в следующей последовательности. Первый включает в себ проходку выработки, например, с использованием искусственного замораживани пород. На этом этапе на основе одной из существующих технологических схем монтируют наружную колонну из чугунных тюбингов 1, укладывают бетон 5 и устанавливают элементы 6 стальных диафрагм. Внутреннюю колонну 2 тюбинговой крепи монтируют в направлении снизу вверх после окончани проходки выработки. После сборки тюбингов внутренней колонны в пределах секции гидрозатвора, монтажа и сварки 7 элементов диафрагм 8 и 9, а также установки трубопроводов 10 готова секци может быть включена в работу путем залива в нее определенного столба жидкости. По мерр готовности отдельные секции гидрозатвора последовательно в направлении снизу вверх включаютс в работу, защища выработку от проникновени подземных вод. Предлагаема крепь позвол ет значительно повысить эффективность эксплуатации рудников, шахт и подземных сооружений . Формула изобретени 1. Крепь горной выработки, содержаща концентрично установленные с промежутком наружную и внутреннюю обделки и заполнение закрепленного пространства бетоном, отличающа с тем, что, с целью исключени проникновени через крепь подземных вод, закрепное пространство между наружной и внутренней обделками заполн ют незатвердевающей в зкой жидкостью, наход щейс под давлением, превышающим давление подземных вод. 2. Крепь по п. 1, отличающа с тем, что промежуток между внещней и внутренней обделками разделен на герметичные отсеки посредством диафрагм. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе I- Горбаткин Б. Гидроизол ци чугунной тюбинговой крепи. М., «Недра, 1970, с. 26.
2. Трупак Н. Г. Способы борьбы с водой на калийных и сол ных рудниках. М., Госгортехиздат , 1961, с. 285.