RU2679212C1 - “bridge-cement curtain” consolidating isolation system construction method - Google Patents
“bridge-cement curtain” consolidating isolation system construction method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2679212C1 RU2679212C1 RU2018114618A RU2018114618A RU2679212C1 RU 2679212 C1 RU2679212 C1 RU 2679212C1 RU 2018114618 A RU2018114618 A RU 2018114618A RU 2018114618 A RU2018114618 A RU 2018114618A RU 2679212 C1 RU2679212 C1 RU 2679212C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- formwork
- quick
- wells
- hardening
- cracks
- Prior art date
Links
- 238000002955 isolation Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000010276 construction Methods 0.000 title abstract description 34
- 239000004568 cement Substances 0.000 title abstract description 14
- 238000009415 formwork Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 18
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 claims description 2
- 230000003245 working effect Effects 0.000 abstract description 17
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 6
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 3
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 2
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 102200124760 rs587777729 Human genes 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых в части изоляции горных выработок угольных и рудных шахт, в том числе, при возведении монолитных изоляционных сооружений.The invention relates to the mining industry and can be used in underground mining of mineral deposits in terms of isolation of mine workings of coal and ore mines, including the construction of monolithic insulating structures.
Известен способ [авторское свидетельство SU №1382977, E21F 1/14, опубликовано 23.03.1988, бюл. №11] сооружения шахтной перемычки, включающий возведение бетонной стенки, ее крепление с помощью анкерных болтов. При этом, в процессе возведения бетонной стенки устанавливают анкеры, пропущенные сквозь тело стенки и прижимные планки, а после возведения бетонной стенки осуществляют обжатие контактных зон бетона с породой выработки путем затягивания анкеров с определенной прижимной нагрузкой. Недостатком известного способа является следующее. Повышение герметичности бетонной перемычки и ее несущей способности происходит за счет повышения площади контакта цементного раствора с контуром горной выработки и частичного заполнения трещин (упрочнения и уплотнения) нарушенных пород приконтурной зоны по периметру горной выработки. Указанный результат достигается при затягивании анкеров и уменьшении объема заполненной цементным раствором опалубки, сопровождаемых соответствующим повышением давления подвижного (не схватившегося) цементного раствора и, как следствие, его выдавливанием из границ опалубки. Однако, учитывая при этом относительно низкие расход и давление выдавливаемого после возведения перемычки цементного раствора, образуется крайне незначительная по размеру приконтурная упрочненно-уплотненная зона (тампонажная завеса), за которой могут сохраниться зона нарушений, остаться незаполненными периферийные трещины, что снизит качество и скорость изоляции горных выработок шахт. Также, разделение технологических операций по заполнению опалубки и последующему инъекционному уплотнению и упрочнению (тампонажу) нарушенных пород приконтурной зоны увеличивает общее время возведения сооружения, которое увязано с временем схватывания цементного раствора. Учитывая значительный объем каждой шахтной монолитной перемычки (толщина от 2 м, а площадь сечения выработки в свету в основном составляет от 12 до 24 м2) неизбежно схватывание цементного раствора в нижней части заполняемой опалубки, последующее сжатие которой анкерами не приведет к ожидаемому результату, что в общем, при системном подходе, снижает качество и скорость изоляции горных выработок шахт.The known method [copyright certificate SU No. 1382977,
Известен способ сооружения шахтной самоуплотняющейся гидроизоляционной перемычки [Евразийский патент №015486, В1, 30.08.2011], включающий возведение перемычки путем сборки ее из отдельных элементов. При этом, в ослабленных и трещиноватых породных массивах, не обеспечивающих достаточную механическую прочность и предрасположенных к фильтрации, дополнительно устраивают тампонажную завесу вокруг перемычки. Недостатком известного способа является разделение технологических операций по возведению тела перемычки и последующему возведению тампонажной завесы, что увеличивает общее время возведения сооружения. Последующее возведение тампонажной завесы известными способами инъекционного упрочнения и уплотнения нарушенного приконтурного массива пород [например: Хямяляйнен, В.А. Формирование цементационных завес вокруг капитальных горных выработок / В.А. Хямяляйнен, Ю.В. Бурков, П.С. Сыркин. - М.: Недра, 1994. - 400 с; Майоров А.Е., Хямяляйнен В.А. Консолидирующее крепление горных выработок, Сиб. отд-ние РАН, КемНЦ. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. - 258 с.] приведет к образованию пустот и неполному смыканию инъекционного раствора тампонируемых трещин с контуром шахтной перемычки. Указанное, при сравнении с системным подходом к возведению монолитных изоляционных сооружений, способствует снижению качества и скорости изоляции горных выработок шахт.A known method of constructing a shaft self-sealing waterproofing lintels [Eurasian patent No. 015486, B1, 08/30/2011], including the construction of the lintel by assembling it from individual elements. At the same time, in weakened and fractured rock masses that do not provide sufficient mechanical strength and are prone to filtering, they additionally arrange a grouting curtain around the lintel. The disadvantage of this method is the separation of technological operations for the construction of the body of the jumper and the subsequent construction of the grouting curtain, which increases the total construction time of the structure. The subsequent erection of the grouting curtain by known methods of injection hardening and compaction of the disturbed marginal rock mass [for example: Hämäläinen, V.A. The formation of cementation curtains around the capital mine workings / V.A. Hämäläinen, Yu.V. Burkov, P.S. Syrkin. - M .: Nedra, 1994 .-- 400 s; Mayorov A.E., Hämäläinen V.A. Consolidating fastening of mine workings, Sib. Branch of RAS, KemNTs. - Novosibirsk: Publishing House of the SB RAS, 2009. - 258 p.] Will lead to the formation of voids and incomplete closure of the injection solution of plugged cracks with the contour of the mine bridge. The above, when compared with the systematic approach to the construction of monolithic insulating structures, helps to reduce the quality and speed of isolation of mine workings of mines.
Известен способ возведения безврубовой перемычки [патент РФ №2503817, E21F 15/02, E21F 17/103, опубликован 10.01.2014, бюл. №1; Бухман Я.З., Молотков П.Г. Шахтные перемычки. Госгортехиздат, 1962, с. 48-49], включающий бурение шпуров по контуру выработки, сооружение полого кольцевого канала (выполняет функцию коллектора) по периметру выработки в створе расположения шпуров по мере возведения тела перемычки, последующее нагнетание под давлением в кольцевой канал и шпуры цементного раствора, распространение цементного раствора в области повышенной интенсивности трещин приконтурного массива горных пород. Недостатком известного способа является разделение технологических операций по возведению тела перемычки и последующему возведению тампонажной завесы, что увеличивает общее время возведения сооружения. Последующее возведение тампонажной завесы известным способом инъекционного упрочнения и уплотнения нарушенного приконтурного массива пород приведет к образованию пустот и неполному смыканию инъекционного раствора тампонируемых трещин с контуром шахтной перемычки. Указанное, при сравнении с системным подходом к возведению монолитных изоляционных сооружений, способствует снижению качества и скорости изоляции горных выработок шахт.A known method of erecting a cordless jumper [RF patent No. 2503817, E21F 15/02, E21F 17/103, published 01/10/2014, bull. No. 1; Bukhman Ya.Z., Molotkov P.G. Mine jumpers. Gosgortekhizdat, 1962, p. 48-49], including drilling holes along the excavation circuit, constructing a hollow annular channel (acts as a collector) along the perimeter of the hole in the hole alignment site as the body of the bridge is erected, subsequent injection of cement mortar into the annular channel, and the spread of cement areas of increased intensity of cracks in the marginal rock mass. The disadvantage of this method is the separation of technological operations for the construction of the body of the jumper and the subsequent construction of the grouting curtain, which increases the total construction time of the structure. The subsequent erection of the grouting curtain in a known manner by injection hardening and compaction of the disturbed near-rock mass of rocks will lead to the formation of voids and incomplete closure of the injection solution of the plugged cracks with the contour of the shaft bridge. The above, when compared with the systematic approach to the construction of monolithic insulating structures, helps to reduce the quality and speed of isolation of mine workings of mines.
Известен способ возведения подземных сооружений, раскрытый в устройстве [авторское свидетельство СССР №629347, E21D 11/10, опубликовано 25.10.1978, бюл. №39], принятый за прототип, включающий установку опалубки, бурение по периметру горной выработки шпуров (скважин), монтаж инъекторов, нагнетание закрепляющего раствора через инъекторы в скважины и трещины нарушенных пород приконтурной зоны для возведения тампонажной завесы. При этом, в процессе заполнения трещин приконтурной части массива тампонажный раствор вытекает из них в свободное пространство между поверхностью выработки и опалубкой, и полностью заполняет его, формируя подземное сооружение. Недостатком известного способа, применительно к технологии возведения системы «перемычка-тампонажная завеса», является потенциально низкий расход тампонажного раствора, вытекающего из заполняемых трещин нарушенных пород приконтурной зоны. Данного расхода достаточно только для качественного возведения относительно тонких облицовочно-несущих оболочек. Учитывая значительный объем тела монолитной перемычки, на возведение которого расходуется от 20 до 40 тонн сухой смеси, применение известного способа приведет к значительному снижению скорости возведения сооружения, а также, к снижению качества перемычки за счет образования холодных швов, наплывов и возможному неполному заполнению опалубки перемычки при преждевременном схватывании тампонажного раствора. Также, объем тампонажного раствора, вытекающего из трещин нарушенных пород приконтурной зоны только в процессе их заполнения недостаточен для полного заполнения опалубки перемычки. При длительном использовании указанных трещин для перетока и истечения тампонажного раствора, произойдет их кольматация или дополнительное раскрытие с развитием нарушений и отжимом приконтурной зоны, снижая качество ее уплотнения и упрочнения. В итоге, снизится качество и скорость изоляции горных выработок шахт.A known method of construction of underground structures, disclosed in the device [USSR copyright certificate No. 629347, E21D 11/10, published 10/25/1978, bull. No. 39], adopted for the prototype, including the installation of formwork, drilling along the perimeter of the mine working holes (wells), installation of injectors, injection of a fixing solution through injectors into wells and cracks in the disturbed rocks of the marginal zone for the erection of a grouting curtain. At the same time, in the process of filling cracks in the contour of the massif, cement slurry flows out of them into the free space between the surface of the excavation and the formwork, and completely fills it, forming an underground structure. The disadvantage of this method, in relation to the technology of construction of the system "jumper-grouting curtain", is the potentially low consumption of grouting mortar flowing from the filled cracks of disturbed rocks of the marginal zone. This flow rate is sufficient only for high-quality construction of relatively thin cladding-bearing shells. Given the significant body volume of a monolithic jumper, the construction of which consumes from 20 to 40 tons of dry mix, the application of the known method will lead to a significant decrease in the speed of construction of the structure, as well as to a decrease in the quality of the jumper due to the formation of cold seams, sagging and possible incomplete filling of the jumper formwork with premature setting of grouting mortar. Also, the volume of cement slurry flowing from the cracks of disturbed rocks of the marginal zone only in the process of filling them is insufficient to completely fill the lintel formwork. With prolonged use of these cracks for flowing and the outflow of cement slurry, they will clog or additional opening with the development of violations and the extraction of the marginal zone, reducing the quality of its compaction and hardening. As a result, the quality and speed of isolation of mine workings of mines will decrease.
Таким образом, очевидна необходимость рационального комплексного подхода к строительству и безопасной эксплуатации шахт, реализуемого за счет возведения консолидирующих (перевод с лат.: взаимное упрочнение, уплотнение, сращивание) изоляционных систем «перемычка-тампонажная завеса», конструктивно интегрированных в нарушенную приконтурную зону. Соответственно, возведение монолитной перемычки, технологически совмещенное с возведением тампонажной упрочняюще-уплотняющей завесы при качественном изменении физико-механических характеристик нарушенных пород приконтурной зоны массива и создании несущих структурных связей системы, даст синергетический эффект повышения качества и скорости изоляции выработанного пространства.Thus, the need for a rational integrated approach to the construction and safe operation of mines, realized through the construction of consolidating (translated from Latin: mutual hardening, sealing, splicing) insulation systems "lintel-cement curtain" structurally integrated into the disturbed contour zone, is obvious. Accordingly, the construction of a monolithic jumper, technologically combined with the construction of a grouting reinforcing-sealing curtain with a qualitative change in the physicomechanical characteristics of the disturbed rocks of the contour zone of the massif and the creation of load-bearing structural bonds of the system, will give a synergistic effect of improving the quality and speed of isolation of the worked out space.
Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение качества и скорости изоляции горных выработок шахт.The technical result of the proposed technical solution is to improve the quality and speed of isolation of mine workings of mines.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе возведения консолидирующей изоляционной системы «перемычка-тампонажная завеса», включающем установку опалубки, бурение по периметру горной выработки скважин, монтаж инъекторов в устьях скважин, нагнетание быстротвердеющего раствора через инъекторы в скважины и трещины нарушенных пород приконтурной зоны, истечение в опалубку быстротвердеющего раствора из трещин в процессе их заполнения, заполнение опалубки быстротвердеющим раствором, согласно заявляемому изобретению, заполнение опалубки дополнительно осуществляют остатком быстротвердеющего раствора от тампонажной завесы, сбрасываемым из скважин с увеличивающимся по мере заполнения трещин расходом.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of erecting a consolidating insulation system "lintel-grouting curtain", including the installation of formwork, drilling along the perimeter of the mine working wells, installation of injectors in the mouths, injection of quick-hardening mortar through injectors into wells and cracks in disturbed rocks of the marginal zone , the outflow into the formwork of a quick-hardening solution from cracks during their filling, the filling of the formwork with a quick-hardening solution, according to the claimed invention, Formwork apolnenie further comprising quick-residue solution from plugging curtain resettable from wells with growing as crack filling flow rate.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано поперечное сечение изолируемой горной выработки; на фиг. 2 показано продольное сечение изолируемой горной выработки.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a cross section of an isolated mine; in FIG. 2 shows a longitudinal section of an isolated mine.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Местом производства работ для возведения консолидирующей изоляционной системы «перемычка-тампонажная завеса» (например, по назначению - вентиляционная, по типу конструкции - безврубовая монолитная с инъекционной тампонажной завесой) является участок горной выработки 1 с нарушенной приконтурной зоной 2 (фиг. 1 и фиг. 2).The place of work for the construction of the consolidating insulation system “lintel-grouting curtain” (for example, for the purpose - ventilating, according to the type of construction - monolithic cut-free monolithic with injection grouting) is a
В нарушенной приконтурной зоне 2 горной выработки 1 с учетом известных способов и схем производят бурение по периметру горной выработки скважин 3, устья которых расположены в одной плоскости - в створе.In the disturbed
Проводят визуально-измерительный контроль нарушенной приконтурной зоны 2, в том числе наружный осмотр контура горной выработки 1, а также стенок скважин 3. В качестве прибора используют, например, цифровой видеоэндоскоп с зондом в искробезопасном исполнении. По результатам визуально-измерительного контроля уточняют глубину и форму нарушенной приконтурной зоны 2, величину раскрытия трещин. Производят монтаж инъекторов 4 в устьях скважин 3 известными способами. Инъекторы 4 от каждой скважины соединяют друг с другом шлангами, создавая тем самым разомкнутый кольцевой коллектор 5 (далее по тексту коллектор), который в нижней точке подключают к напорной магистрали 6 (см. фиг. 1) от тампонажного насоса (на чертеже не показан). В верхней части коллектора 5 монтируют регулируемый сбросной клапан давления 7 (далее по тексту клапан). Рекомендуется верхнее расположение клапана 7. В зависимости от интенсивности нарушений приконтурной зоны 2 возможно различное количество скважин 3 и схем их рационального подключения. Известными способами производят монтаж опалубки 8 из двух щитов (см. фиг. 2), необходимой для формирования монолитной перемычки, перекрывающей горную выработку 1.A visual and measuring control of the disturbed
Производят нагнетание быстротвердеющего раствора через инъекторы 4 в скважины 3 и далее, в трещины нарушенных пород приконтурной зоны 2 для возведения по периметру перемычки тампонажной завесы 9. Нагнетание производят до отказа, сопровождающееся ростом давления нагнетания быстротвердеющего раствора, что означает полное заполнение трещин, прилегающих к скважинам 3. Наличие клапана 7 в верхней части коллектора 5 обеспечивает поддержание регламентированного давления нагнетания Рн быстротвердеющего раствора в скважинах 3 и сброс в свободное пространство опалубки 8 остатка быстротвердеющего раствора от тампонажной завесы 9.The quick-hardening mortar is injected through
Давление нагнетания Рн быстротвердеющего раствора в скважины 3 является важной технологической характеристикой возведения тампонажной завесы 9. Для исключения гидроразрыва нарушенных пород приконтурной зоны 2 обеспечивают нагнетание быстротвердеющего раствора сограничением предельного давления Рн, которое обычно составляет не более 0,5 МПа [Хямяляйнен, В.А. Формирование цементационных завес вокруг капитальных горных выработок / В.А. Хямяляйнен, Ю.В. Бурков, П.С.Сыркин. - М.: Недра, 1994. - 400 с.; Майоров А.Е., Хямяляйнен В.А. Консолидирующее крепление горных выработок, Сиб. отд-ние РАН, КемНЦ. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. - 258 с.; Майоров, А.Е. Фильтрационное течение и приливы плотности дисперсной фазы при заполнении трещин горных пород цементным раствором / А.Е. Майоров, В.А. Хямяляйнен // Изв. вузов. Горный журнал. - 2010. - №4. - С. 105-110.]. При этом, соблюдая режим нагнетания с постоянным расходом обеспечивают, в первую очередь, начало процесса по заполнению трещин нарушенных пород приконтурной зоны 2, и только позже, после нарастания гидравлического сопротивления трещин и росте давления нагнетания в коллекторе 5 до регламентированного значения, осуществляют сброс в свободное пространство опалубки 8 остатка быстротвердеющего раствора от тампонажной завесы 9. В итоге, тампонажный насос нагнетает быстротвердеющий раствор под давлением Рн, МПа, с постоянным расходом Qн, м3/час, составляющим сумму значений уменьшающихся во времени расходов на скважинах Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7, Q8 и пропорционально увеличивающегося во времени расхода на сбросе Qn, каждое из которых является переменной величиной и изменяется в процессе одновременного возведения консолидирующей изоляционной системы «перемычка-тампонажная завеса», соответственно и изменяя во времени их взаимное соотношение (см. фиг. 1 и фиг. 2). Таким образом, остаток быстротвердеющего раствора от тампонажной завесы 9, сбрасывается из скважин 3 с увеличивающимся по мере заполнения трещин расходом Qn. Соблюдая вышеуказанные условия обеспечивают подпор в коллекторе 5 и скважинах 3 как в процессе, так и после заполнения трещин. Указанное обеспечивает непрерывность и монолитность возводимой перемычки, что важно для повышения качества и скорости изоляции горных выработок шахт при возведении консолидирующей изоляционной системы «перемычка-тампонажная завеса».The injection pressure P n of the quick - hardening mortar into the
Заполнение опалубки быстротвердеющим раствором осуществляют до полного перекрытия горной выработки 1 (на фиг. 1 и фиг. 2 показан промежуточный уровень быстротвердеющего раствора в нижней части опалубки), сохраняя монолитность системы и комплексную интеграцию конструкции в нарушенную приконтурную зону 2. Объединение технологических операций по заполнению опалубки 8, инъекционному уплотнению и упрочнению нарушенной приконтурной зоны 2 в предлагаемом способе значительно сокращает общее время возведения консолидирующей изоляционной системы «перемычка-тампонажная завеса» в 2-3 раза по сравнению с известными аналогами, исключая некачественные зоны контакта.The formwork is filled with quick-hardening mortar until the mine working 1 is completely blocked (Fig. 1 and Fig. 2 shows the intermediate level of the quick-hardening mortar in the lower part of the formwork), while maintaining the monolithicity of the system and the complex integration of the structure into the
Таким образом, при реализации способа возведения консолидирующей изоляционной системы «перемычка-тампонажная завеса» обеспечивают повышение качества и скорости изоляции горных выработок шахт.Thus, when implementing the method of erecting a consolidating insulation system "jumper-grouting curtain" provide an increase in the quality and speed of isolation of mine workings of mines.
Пример.Example.
Местом производства работ для возведения консолидирующей изоляционной системы «перемычка-тампонажная завеса» выбран участок горной выработки сечением 3 на 4 м, с нарушенной приконтурной зоной глубиной от 1,5 до 2,0 м. В качестве тампонажного насоса использован мембранный насос для цементных смесей АСА-1 (производительность от 4 м3/час, рабочее давление нагнетания до 1 МПа) в комплекте с модернизированной системой приготовления (смешения) быстротвердеющих цементных смесей на основе насоса ПБН-15. В качестве быстротвердеющего раствора использована специализированная смесь на основе цемента серии УГМ (производство компании УГМ-Сервис, Кемерово) с массовым водо-твердым соотношением 0,3-0,35 и временем схватывания 15-30 мин.The place of work for the construction of the consolidating insulation system “lintel-grouting curtain” was selected a mine section with a section of 3 by 4 m, with a disturbed side zone depth from 1.5 to 2.0 m. As a grouting pump, a membrane pump for cement mixtures ASA was used -1 (capacity from 4 m 3 / h, working discharge pressure up to 1 MPa) complete with an upgraded system for the preparation (mixing) of quick-hardening cement mixtures based on the PBN-15 pump. As a quick-hardening mortar, a specialized mixture based on cement of the UGM series (manufactured by UGM-Service, Kemerovo) with a mass water-solid ratio of 0.3-0.35 and setting time of 15-30 minutes was used.
Консолидирующая изоляционная система «перемычка-тампонажная завеса» по назначению является изолирующей вентиляционной, по типу конструкции - безврубовой монолитной с инъекционной тампонажной завесой. Толщина тела перемычки принята равной 2 м, что является классическим значением для условий, например, угольных шахт Кузбасса, где проводились натурные эксперименты.The consolidating insulation system "jumper-grouting curtain" for its intended purpose is an isolating ventilation system, according to the type of construction - a monolithic cut-free monolithic with an injection grouting curtain. The thickness of the body of the bridge is taken equal to 2 m, which is a classic value for conditions, for example, coal mines of Kuzbass, where field experiments were conducted.
В нарушенной приконтурной зоне по периметру горной выработки веером отбурено восемь скважин (по две на каждой стороне) глубиной 2 м и диаметром 0,03 м, устья которых расположены в одной вертикальной плоскости (в створе). Инъекторы для скважин использованы одноразовые с рабочим диаметром 0,03 м. Инъекторы от каждой скважины соединены друг с другом шлангами в единый разомкнутый кольцевой коллектор, первый конец которого расположен в нижней точке и подключен к напорной магистрали от тампонажного насоса. Второй конец коллектора заглушен. В верхней части коллектора смонтирован клапан с установленным давлением открытия 0,5 МПа.Eight wells (two on each side) with a depth of 2 m and a diameter of 0.03 m, the mouths of which are located in one vertical plane (in the alignment), were drilled by a fan in the disturbed marginal zone along the perimeter of the mine working. Injectors for wells were used disposable with a working diameter of 0.03 m. Injectors from each well are connected by hoses to each other in a single open annular manifold, the first end of which is located at the lower point and connected to the pressure line from the grouting pump. The second end of the collector is plugged. A valve with a set opening pressure of 0.5 MPa is mounted in the upper part of the collector.
Известными способами произведен монтаж опалубки из двух щитов, например, деревянной или из гибкой тканевой мембраны с распорными штангами, необходимой для формирования монолитного тела перемычки.By known methods, the formwork was installed from two panels, for example, a wooden or from a flexible fabric membrane with spacer rods, necessary for the formation of a monolithic body of the bridge.
Далее, произведено нагнетание быстротвердеющего раствора при постоянном расходе, по прямой схеме подключения тампонажного насоса, через инъекторы в скважины и далее, в трещины нарушенных пород приконтурной зоны. При росте сопротивления на скважинах и достижении давления нагнетания в коллекторе 0,5 МПа срабатывает клапан, сбрасывая излишний объем быстротвердеющего раствора (остаток от возводимого объема тампонажной завесы) в опалубку. При этом одновременно сохраняется постоянным давление нагнетания в скважинах до 0,5 МПа, в процессе и после заполнения трещин нарушенной приконтурной зоны, препятствуя образованию воздушных полостей и обратному току быстротвердеющего раствора. Процесс возведения тампонажной завесы сопровождается постепенным отказом скважин, увеличивая расход быстротвердеющего раствора через клапан до максимума. Процесс нагнетания продолжают до полного заполнения опалубки и полного перекрытия горной выработки, которое контролируют по началу излива быстротвердеющего раствора из верхнего контрольного отверстия в опалубке. К моменту полного заполнения опалубки быстротвердеющий раствор в ее нижней части и в границах одновременно возведенной тампонажной завесы потерял подвижность и перешел в состояние схватывания и набора прочности.Further, a quick-hardening mortar was injected at a constant flow rate, according to the direct scheme for connecting a grouting pump, through injectors into wells and further into cracks of disturbed rocks of the marginal zone. When the resistance in the wells increases and the injection pressure in the reservoir reaches 0.5 MPa, the valve activates, dropping the excess volume of quick-hardening mortar (the remainder of the volume of the grouting curtain being erected) into the formwork. At the same time, the injection pressure in the wells is kept constant up to 0.5 MPa, during and after filling the cracks in the disturbed marginal zone, preventing the formation of air cavities and the reverse current of the quick-hardening solution. The process of erecting a grouting curtain is accompanied by a gradual failure of the wells, increasing the flow rate of quick-hardening mortar through the valve to the maximum. The injection process is continued until the formwork is completely filled and the mine is completely blocked, which is monitored at the beginning of the spill of quick-hardening mortar from the upper control hole in the formwork. By the time the formwork is completely filled, the quick-hardening mortar in its lower part and within the boundaries of the simultaneously erected grouting curtain has lost mobility and has entered a setting and strength setting state.
Объем опалубки составил 24 м3, объем закачанного в каждую из восьми скважин быстротвердеющего раствора составил около 0,1 м3, общий объем использованного быстротвердеющего раствора для возведения консолидирующей изоляционной системы «перемычка-тампонажная завеса» составил 24,8 м3 при общем времени непрерывного возведения менее 8 ч (1 смены).The volume of formwork was 24 m 3 , the volume of quick-hardened solution injected into each of the eight wells was about 0.1 m 3 , the total volume of used quick-hardening solution for the construction of the consolidation insulation system “lintel-grouting curtain” was 24.8 m 3 with a total time of continuous erection less than 8 hours (1 shift).
После окончания нагнетания быстротвердеющего раствора напорную магистраль обрезают по границе опалубки, оборудование демонтируют.After injection of the quick-hardening solution is completed, the pressure line is cut off along the border of the formwork, the equipment is dismantled.
Реализованный способ возведения консолидирующей изоляционной системы «перемычка-тампонажная завеса» обеспечивает повышение качества и скорости изоляции горных выработок шахт.The implemented method of erecting a consolidating insulation system "jumper-grouting curtain" provides an increase in the quality and speed of isolation of mine workings of mines.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018114618A RU2679212C1 (en) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | “bridge-cement curtain” consolidating isolation system construction method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018114618A RU2679212C1 (en) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | “bridge-cement curtain” consolidating isolation system construction method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2679212C1 true RU2679212C1 (en) | 2019-02-06 |
Family
ID=65273717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018114618A RU2679212C1 (en) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | “bridge-cement curtain” consolidating isolation system construction method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2679212C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113738445A (en) * | 2021-09-13 | 2021-12-03 | 紫金矿业集团股份有限公司 | Water plugging and leaking-off process for floor aquifer |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU629347A1 (en) * | 1977-01-03 | 1978-10-25 | Макеевский Инженерно-Строительный Институт | Mine working roof support |
| SU1025894A1 (en) * | 1982-03-31 | 1983-06-30 | Научно-Исследовательский Институт Строительства И Горнорудных Предприятий | Method of erecting mine working roof support |
| US4818144A (en) * | 1986-11-14 | 1989-04-04 | Dennis Mraz | Flood isolation dam |
| RU2249699C2 (en) * | 2002-10-10 | 2005-04-10 | ОАО "Кузбасский научно-исследовательский институт шахтного строительства (ОАО "Кузниишахтострой") | Method for driving draining mines in broken and watered massif |
| EA012289B1 (en) * | 2008-08-22 | 2009-08-28 | Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") | Shaft waterproof bulkhead |
| EA015486B1 (en) * | 2009-04-24 | 2011-08-30 | Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") | Method of self-sealing damp-proof bulkhead erection |
-
2018
- 2018-04-19 RU RU2018114618A patent/RU2679212C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU629347A1 (en) * | 1977-01-03 | 1978-10-25 | Макеевский Инженерно-Строительный Институт | Mine working roof support |
| SU1025894A1 (en) * | 1982-03-31 | 1983-06-30 | Научно-Исследовательский Институт Строительства И Горнорудных Предприятий | Method of erecting mine working roof support |
| US4818144A (en) * | 1986-11-14 | 1989-04-04 | Dennis Mraz | Flood isolation dam |
| RU2249699C2 (en) * | 2002-10-10 | 2005-04-10 | ОАО "Кузбасский научно-исследовательский институт шахтного строительства (ОАО "Кузниишахтострой") | Method for driving draining mines in broken and watered massif |
| EA012289B1 (en) * | 2008-08-22 | 2009-08-28 | Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") | Shaft waterproof bulkhead |
| EA015486B1 (en) * | 2009-04-24 | 2011-08-30 | Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") | Method of self-sealing damp-proof bulkhead erection |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113738445A (en) * | 2021-09-13 | 2021-12-03 | 紫金矿业集团股份有限公司 | Water plugging and leaking-off process for floor aquifer |
| CN113738445B (en) * | 2021-09-13 | 2022-12-09 | 紫金矿业集团股份有限公司 | Water plugging and leaking-off process for floor aquifer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108999634A (en) | Surface drilling realizes that a hole of water damage prevention and treatment and surface settlement control is mostly used method | |
| CN102877858B (en) | Reinforcing method for crushed top plate of coal face | |
| RU2537711C1 (en) | Erection of tunnels in structurally unstable soils with karst phenomena and/or boil processes | |
| CN104481560A (en) | Roadway roof aquifer treatment method | |
| CN103291326A (en) | Reconstructed bearing layer control technology of large-deformation roadway surrounding rock | |
| CN112746849B (en) | Shaft water-carrying digging and building method | |
| CN105464685A (en) | Cave-pile method bored tunnel waterproof curtain and construction method thereof | |
| CN110593807A (en) | Water plugging method suitable for shallow-surface large-opening-degree fractured rock mass roadway | |
| RU2679212C1 (en) | “bridge-cement curtain” consolidating isolation system construction method | |
| CN107165655A (en) | A kind of backfilling grouting method in the driving for complete-section tunnel boring machine | |
| CN110566226A (en) | shallow-consolidation deep-injection supporting method for rapid excavation of broken roof large-section roadway | |
| CN116575934A (en) | Roadway roof-falling support combining ceramsite blocking and steel arch and construction method thereof | |
| RU2324788C2 (en) | Method of compressing soil and device for its implementation | |
| RU2749003C1 (en) | Method for reducing settlement of buildings during construction of underground workings under them | |
| RU2258141C1 (en) | Grouting method for water-bearing horizon rock during vertical pit shaft building | |
| CN114991774A (en) | Ground subsection descending type grouting method for crushed andesite basalt stratum | |
| RU2337241C1 (en) | Method of cement injection of fractured ground | |
| CN111365066B (en) | Step-type water-filling goaf filling method | |
| Daw et al. | Grouting for ground water control in underground mining | |
| RU2645700C1 (en) | Sealing intermediates for separation of mine isolated horizontal processing and method of its facilities | |
| RU2095574C1 (en) | Method for construction of mine shafts in watered unstable rocks | |
| RU2760451C1 (en) | Method for strengthening facked rocks during construction of connections of horizontal mining works | |
| RU2634760C1 (en) | Method for waterproofing of mine workings of potassium mines | |
| RU2677722C1 (en) | Tamping method of marginal rocks massif of mines bridges | |
| SU1726766A1 (en) | Method of erecting waterproofing dike in mine drifts |