Способ проходки горной выработки

Способ проходки горной выработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к шахтному строительству с применением искусственного замораживания. Цель изобретения - повьшение безопасности проходки путем снижения нагрузок на крепь. На заданном участке строительства шахтного ствола бурят четное количество скважин (С) 1 и 2 внутреннего кольцевого ряда соответственно с нечетными номерами и четными номерами на глубину первой ступени замораживания h. После этого извлекают буровой инструмент. Каждую четную с S

Г Г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„ I 444530 А 1 ар4 E 21 D!/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4179552/22-03 (22) 09 ° 01 ° 87 (46) 15.12.88. Бюл. Ф 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (72) А. В.Топорков, (53) 624. 139. 19 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1011864, кл. Е 21 D 1/12, 1981.

Трупак Н.Г. Справочник по сооружению шахтных стволов специальными способами. И.: Недра, 1980, с.351. (54) СПОСОБ ПРОХОДКИ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ (57) Изобретение относится к шахтному строительству с применением искусственного замораживания. Цель изоб" ретения — повышение безопасности проходки путем снижения нагрузок на крепь. На заданном участке строительства шахтного ствола бурят четное количество скважин (С) 1 и 2 внутреннего кольцевого ряда соответственно с нечетными номерами и четными номерами на глубину первой ступени замораживания h. После этого извлекают буровой инструмент. Каждую четную

1444530

С 2 по этому ряду углубляют на величину Ь„переходной зоны. Внешний ряд С 3 бурят на полную глубину Н второй ступени, Оснащают С 1-3 соответственно замораживающими колонками (К) 4-6 на полную глубину пробуренных С 1-3. Подают хладоноситель в

К 4 и 5 из рассольной сети холодильной станции, Формируют замкнутое ледопородное ограждение (ЛПО} 7 первой ступени замораживания. Одновременно формируют в переходной зоне h íåзамкнутое ЛПО 8 в месте контакта первой и второй ступеней замораживания вокруг четных С. Под защитой ЛПО 7 осуществляют проходку ствола и установку крепи, одновременно подавая

Изобретение относится к шахтному строительству с применением искусственного замораживания горных пород.

Целью изобретения является снижение нагрузок на крель.

На фиг.1 изображена фаза бурения внутреннего ряда первой ступени замораживания и внешнего ряда скважин второй ступени замораживания, вид в плане; на фиг,2 — то же, сечение А-А на фиг.1» на фиг,3 — разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 — фаза оснащения скважин замораживающими колонками, подачи во внутренний ряд хладоносителя и формирования ледопородного ограждения первой .ступени; на фиг,5— разрез В-В на фиг.4; на фиг ° 6 — раз-рез Г-Г на фиг.4; на фиг.7 — проходка ствола в интервале первой ступени, установка в нем крепи, подача хладоносителя.во внешний ряд колонок и формирование ледопородного ограждения .второй ступени замораживания; на фиг.8 — разрез Д-Д на фиг.7; на фиг.9разрез Е-Е на фиг.7.

Предложенный способ осуществляют следующим. образом.

На заданном участке строительства шахтного ствола с помощью известных средств бурят четное количество скважин 1 и 2 (фиг.1} внутреннего кольцевого ряда соответственно с нечетными номерами И„» Н», N ... и четными нохладоноситель во внешний ряд К 6, формируя замкнут е ЛПО второй ступени замораживания, Высоту h„ определяют по зависимости, приведенной в описании. Затем подачу рассола в переходную зону прекращают, продолжая пас" сивное замораживание первой ступени, создание ЛПО второй ступени и дальнейшую проходку и крепление ствола.

Высоту переходной эоны рассчитывают т.обр., чтобы за период ее проходки ,и крепления в нижнем участке на вы1 высоте Н вЂ” h также образовалось замкнутое ледопородное ограждение, что позволяет вести безостановочную проходку ствола на полную глубину H. .9 ил. мерами Ng» N4» Ng ыа глубину первой ступени замораживания h, после чего иэ каждой» например, нечетной 1 (фиг,2) с номерами N<, N>, N<... извлекают буровой инструмент, в каждую четную 2 с соответствующими номерами

N4» К, по этому ряду (фиг ° 1»

2, 3) углубляют на расчетную глубину

h „ переходной зоны. Внешний ряд скважин 3 бурят на полную глубину Н второй ступени (фиг.2), Оснащают скважины 1, 2, 3 соответственно замораживающими колонками 4, 5, 6 (фиг.4, 5) на полную глубину пробуренных скважин; колонки 5, 6 оснащают приспособлением для зонального замораживания, подключают их к холодильной станции (не показано). Подают хладоноситель (водный раствор хлористого кальция) в скважины внутреннего ряда в колонки 4 и 5 из рассольной сети холодильной. станции. Одновременно формируют замкнутое ледопородное ограждение.7 (фиг,4 и 5) первой ступе..ни замораживания и. в переходной зоне незамкнутое ледопородное огражде ние 8, образованное в месте контакта первой и второй ступеней замораживания вокруг четных скважин. Под защитой замкнутого ледопородного ограждения 7 осуществляют проходку ствола

9 и установку крепи 10 (фиг.7), одновременно подавая хладоноситель во

1444530 внешний ряд колонок 6, формируя замкнутое ледопородное ограждение 11 вто- . рой ступени замораживания (фиг. 7,8) °

Высота переходной зоны h„= h, — h находится в зависимости Рщ R ca R с<, тт

""= Ч

Ъ (.ц, К, В. ь р

P ч< ср (10 где P — величина горизонтального

«< давления на глубине верхней части переходной зоны, Па;

0 — предел длительной прочности замороженных пород на глубине верхней части пе- 20 реходной зоны Па;

R — радиус окружности располоС2 жения замораживающих колонок второй ступени замораживания, м; 25

R — радиус выработки в проходке, м;

R, — радиус окружности расположения замораживающих колонок первой ступени замора- 30 живания, м;

0>< — предел длительной прочности замороженных пород на глубине нижней части переходной зоны, Па; — средний объемный вес пород переходной зоны, н/м ;

1— коэффициент бокового давления талых горных пород переходной зоны, 40

Замкнутое ледопородное ограждение

11 (фиг.7) образуется быстрее, чем в нижней зоне 11, а на высоте (Н-h<).

Это позволяет ускорить проходку ствола 9. Высоту переходной зоны h„ рас- 45 считывают таким образом, чтобы за период ее проходки и крепления в нижнем участке на высоте (Н вЂ” h,) также образовалось замкнутое ледопородное ограждение 11а (фиг.9) что позволя° ф

50 ет вести безостановочную проходку ствола 9 на полную глубину Н. В переходной зоне h образуется ледопородное ограждение 11 с волнистой формой внутренней поверхности 12 (фиг.8), 55 обладающей податливостью в тангенциальном направлении за счет зон талых участков 13. После образования замкнутого ледопородного ограждения на глубине переходной зоны h« подачу

1хладоносителя во внутренний ряд колонок прекращают, осуществляя пассивное замораживание ледопородного ограждения 7 на высоту h, дальнейшую проходку и крепление ствола.

Формула изобретения

Способ проходки горной выработки, включающий бурение внутреннего и внешнего кольцевых рядов скважин, извлечение бурового инструмента, оснащение скважин замораживающими колонками, подачу охлаждающего рассола и создание ледопородного ограждения путем замораживания пород верхней части с помощью внутреннего ряда колонок первой ступени, а нижней части — внешним рядом колонок второй ступени с образованием переходной зоны, последующее пассивное замораживание, выемку пород и крепление выработки, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности проходки путем снижения нагрузок на крепь, каждую четную скважину внутреннего ряда первой ступени замораживания углубляют на величину переходной зоны, а создание замкнутого ледопородного ограждения первой ступени производят с одновременным образованием незамкнутых ледопородных цилиндров в переходной зоне, за- тем колонками внешнего ряда замыкают ограждение в.переходной зоне, после чего подачу рассола в переходную зону прекращают, продолжая пассивное замораживание первой ступени и создание ледопородного ограждения второй ступени, причем высоту переходной зоны Ь„ определяют по зависимости б P<« Rct Rc< (тй

h„= — — + — —— )2 ° (< Rs Rs gcp (Рн ср где P < — величина горизонтального давления на глубине верхней части переходной зоны, Па; — предел длительной прочности замороженных пород на глубине верхней части переходной зоны, Па;

G — предел длительной прочности замороженных пород на глубине нижней части переходной зоны, Па; — средний объемный вес пород переходной зоны, Н/м ; — коэффициент бокового давления талых горных пород переходной зоны. с сг

+rz Ж ®

Я-А а i

° ° °

° °

Ф «Э ° а

° ° О

° °

° а °

° °

° ° О е

° ° °

° °

° ° а % °

° ° а

° ° °

Э

° ° °

* ° а а а

t °

Э

° Э °

° °

Ф

Э

° б е

ЭЭ е

° °

Ф а °

II ° 1

° °

° ) Эб е е °

° Ф

Э °

Ф О е

Э °

° ° а °

° ° Ф °

4 а

° °

Э 4 ФЭ

° э еа

° ° o

° а

° ° а

° ° аа Ф а

° Э

Э а а

Э е б

° °

° °

Ф ° а ° О Ф Ч °

° °

Ч О О

° °

° ° °

° Э ° ОФ

a ° а ° ° °

° ° ° °

° О ° °

° ° ° °

° 4 ° °

° ° ° ° e

° °

° ° ° а ° а ° а 1 °

° О ° ° ° О

Ф °

S 1444530 — радиус окружности расположения замораживающих колонок второй ступени замораживания, м;

" радиус выработки в проходке, м;

- радиус окружности расположения замораживающих колонок первой ступени замора- щ живания, м; а ° °

° ° ° ч °

° ° \

° °

° Ф

Э ° ч °

° ° °

° °

О °

° 4I а °

Ф

° °

4 ° °

° °

° °

° ° Э б

° °

° В °

° ° °

° °

° e

° ° Э е ° °

° ° ° б

° б

° Э °

О б

° °

ЭФФЭ а ° ° ° ч

° °

° ч °

Ф а О

1444530

/ - Г

70 У

E-E д-А

Составитель В.Гутиков

Техред M.Äèäûê

Корректор С.Шекмар

Редактор М.Бандура

Подписное

Тираж 459

BIIHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6472/36

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4