Способ сооружения шахтного ствола в слабых обводненных породах

Способ сооружения шахтного ствола в слабых обводненных породах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О п и С л-н я1 изоьгитяния (I I! 64ООЗЗ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-в> (22) Заявлено 29.08,77 (21) 2519709 22-03 (51) И. Кл.-

Е 21D 1,10 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.12.78. Бюллетень М 48 (45) Дата опубликования описания 30.12.78 (53) УДК 622.257.9 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. П. Кравцов и Б. И. Кравцов (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им. А. A. Скочинского (54) СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ШАХТНОГО СТВОЛА

В СЛАБЫХ ОБВОДНЕННЫХ ПОРОДАХ

Изобретение относится к области горного дела, именно к сооружению шахтных стволов в сложных гидрогеологических условиях, в которых проходка может осуществляться только с применением специальных способов.

Известны специальные способы сооружения ствола в слабых обводненных породах: забивной крепи, опускной крепи, проходки под сжатым воздухом, бурение стволов большого диаметра (1).

Способы сооружения шахтных стволов с применением забивной и опускной крепей и проходки под сжатым воздухом являются малоэффективными и не гарантируют безаварийной работы. Недостатком способа бурения является высокая стоимость сооружения ствола и сложность возведения постоянной крепи в пробуренном стволе.

Известен способ сооружения шахтного ствола в слабых обводненных породах путем предварительного искусственного замораживания окружающих ствол обводненных горных пород (2).

Недостатком этого способа, несмотря на его универсальность, является недостаточно высокая надежность возводимой временной водопреграждающей завесы и возможность прорыва подвижных водонасыщенных пород (песков, плывунов) при проходке внутрь ствола с созданием QBBpHIIHblx ситуаций.

Кроме того, данный способ является наиболее дорогим и энергоемким из всех специальных способов и нс обеспечивает высоких

5 темпов сооружения ствола.

Цель изобретения — повышение надежно. сти и безопасности при проходке стволов в слабы.; обводненных породах.

Это достигается тем, что водопрегражда10 ющую завесу возводят путем прохождения цил!.ндр!пиеской всрп кальной граншси по контуру ствола бурением верп!кальных перекрывающих друг друга скважин в среде п!ксотропиого промывочного раствора с об15 садкой их трубами, затем последовательно ."àïoëíÿl0ò обсадные трубы бетонной смесью и извлекают пх из траншеи, после чего производят г!рОход!л ствола.

На фпг. 1 изображена схема реализации

20 предлагаемого способа; на фиг. 2 — разрез

А — А на фиг. 1.

На поверхности сооружают форшахту 1 с направляющей ппоиерной траншеей 2 шириной, несколько большей проектной толщины

25 крепи. Траншею заполняют тиксотроппым, например бс тонитовым, раствором.

Буровым станком с обратной промывкой, например буровой установкой типа L-2ф.

<;Bèðò», бурят первую лидирующую скважи3О ну 3 на полную глубину сложных условий с

640033 необходимым заглублепием в водоупор и обсаживают обсадно-направляющей трубой

4 (трубой с продольным направляющим желобом) .

Лидирующая скважина 3 может буриться также станком канатно-ударного бурения с утяжелителем и опусканием обычной оосадной в тиксотропной рубашке. В этом случае по окончании бурения скважины обсадная труба извлекается, а вместо нее в скважину опускается обсадно-направля|ощая труба 4.

По профилю пионерной траншеи специальньп1и буровыми установками с обратной промывкой (например, машинами типа СВД или буровыми установками типа L-2) разрабатывают сплошную вертикальную щель (траншею) 5 на ту же глубину, что и лидирующую скважину. Траншея образуется путем последовательной разработки вертикальных стружек, условно трактуемой здесь как бурение примыкащих друг к другу скважин неполного (серповидного) сечения. Ширина определяется проектной толщиной крепи.

При бурении последующих скважин корпус бура скользит по желобу обсадно-направляющей трубы, а разрушаемый грунт сбрасывается в зазор 6 между этой трубой и вертикальным забоем и в виде пульпы эрлифтом выдается на поверхность на регенерационную установку. Здесь грунт отделяется и направляется в отвал, а очищенный промывочный раствор возвращается в цикл.

По завершении бурения каждой последующей скважины в нее опускают обсадно-направляющую трубу, причем ось направляющего желоба поворочивается на угол, равный 360 и (п — общее число скважин для образования замкнутой траншеи). Описанными приемами и материальными объектами обеспечивается вертикальность и согласность скважин, а также устойчивость стен траншеи до возведения в ней крепи.

По мере подготовки траншеи (или по замыкании ее контура) обсадно-направляющие трубы поочередно заполняют бетонной смесью способом подводного бетонирования и тотчас же, во избежание образования швов фильтрации, извлекают из траншеи при помощи домкратов и крана. При необходимости обеспечить более полную водонепроницаемость огражде5

4 ния бетонирование производят расходящимся потоком одновременно в обе стороны до замыкания контура. В результате в траншее образуется сплошная бетонная стена 7 замкнутого проектного очертания, являющаяся основной конструкцией крепи ствола.

Под защитой постоянного бетонного ограждения в комфортных и в высокой мере безопасных условиях осуществляют собственно проходку ствола (выемку породы), но без применения ненужного теперь временного крепления.

При необходимости лицевая поверхность крепи отделывается, например торкретированием, а за крепыш возводится гидроизолирующая, например глино-грунтовая, завеса.

Согласно произведенным ориентировочным расчетам стоимость сооружения описанным способом по сравнению со способом замораживания может быть снижена примерно вдвое и составит 3,5 — 4 тыс. руб. за

1 м. В таком же размере могут быть снижены и затраты времени с учетом подготовительных работ.

Формула изобретения

Способ сооружения шахтного ствола в слабых обводненных породах, включающий предварительное возведение водопреграждающей завесы и последующую проходку ствола под ее защитой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности при проходке в слабых обводненных породах, водопреграждающую завесу возводят путем прохождения цилиндрической вертикальной траншеи по контуру ствола бурением вертикальных перекрывающих друг друга скважин в среде тиксотропного промывочного раствора с обсадкой их трубами, затем последовательно заполняют обсадные трубы бетонной смесью и извлекают их из траншеи, после чего производят проходку ствола.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Литвин А. 3. и др. Проходка стволов шахт специальными способами. М., «Недра», 1974, с. 22.

2. Литвин А. 3. и др. Проходка стволов шахт специальными способами. М, «Недра», 1974, с, 28.

640033

Составитель Л. Черененкина

Техред Н. Рыбкина Корректор А. Степанова

Редактор Д. Павлова

Типографии, пр. Сапунова, 2

Заказ 2359/2 Изд. № 806 Тираж 692 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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