Способ укрепления и водоизоляции неустойчивых пород вокруг устья ствола — SU 1430539 (original) (raw)

(21 (22 (46 (71 Бюл. 9 38ированное прческое объед ециали геолог изводс енн ение п чным р тамп бота нажным и лог ора(57) Изобретениеи м.б. исполодоизоляцион тносится к горному зовано для создаых завес в неустой нистых породах при чив песчано-гл е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР ПИСАНИЕ ИЗО(56) Трупак Н,Г. Справочник по сооружению шахтных стволов, специальными способами. М.: Недра, 1980, с. 190- 195,Жинкин Г.Н. и др. Электрохимическая обработка глинистых грунтов в основаниях сооружений, М,: Стройиздат, 1980, с. 26-27.(54) СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ И ВОДОИЗОЛЯЦИИ НЕУСТОЙЧИВЫХ ПОРОД ВОКРУГ УСТЪЯ СТВО 80143053 строительстве шахтных стволов и других горных выработок, Цель - повыше ние качества укрепления, водоизоляции и увеличение толщины закрепденно" го массива. В неустойчивых породах вокруг устья ствола по концентрическим окружностям бурят вертикальные скважины, В скважинах устанавливают электроды-инъекторы с чередованием анодов и катодов. Одновременно на электроды подают постоянный ток плотностью 12,0-15,0 А/м, а в горный массив - раствор электролита. Поистечении 1/3 общего времени подачи напряжения подачу электролита прекращают. Формирование завесы осущест- Я вляют последовательно в направлении от оси ствола отдельными участками е пределах каждой окрркиоети электро- С дов, Моделирование процессов укрепления и водоизоляции глинистых пород осуществляют на образцах ненарушенЬеМ ной структуры со следующими характе-. ристиками: коэффициент фильтрации 2 10 м/с; сцепление 0,4 кг/см 2; уголь внутрен:го трения 16, 1 з.п. ф-лы, 4 ею 6 ил 3 табл, СлИзобретение относится к горномуделу, в частности к области укрепления и водоизоляции горных пород способом электрохимической обработки иможет быть использовано для создания водоизоляционных завес в неустойчивьм песчано-глинистых породах пристроительстве шахтных стволов и других горных выработок, 10Делью изобретения является повышение качества укрепления и водоизоляцин, увеличение толщины закрепленного массива.На фиг. 1 представлена схема расположения электродов - иньектороввокруг устья ствола; на Фиг. 2 -схема коммутации электродов и расположение участка скважин; на Фиг. 3 графики зависимости от времеви удельного электрического сопротивлениямассива и расхода электролита; наФиг. 4-6 - схемы участков электродов,Способ осуществляют в следующейпоследовательности. 25В неустойчивых породах вокруг устья ствола по концентрическим окружностям бурят вертикальные скважины 1,Скважины обсаживают обсадными перфорированными трубами. Участок элек тродов 3 коммутируют с чередованием анодов и катодов (число одновременно обрабатываемых скважин определяют в зависимости от мощности источника 2 тока и задаваемого режима обработки), Одновременно подают на электроды-инъекторы электрический ток плот.ностью 12,0-15,0 А/м 2 и раствор электролита. По истечении 1/3 проектноговремени подачу электролита прекращают 40(общее время электрохимической обработки определяют расчетным методом) .Технологические параметры электрохимической обработки неустойчивыхпород н оптимальная схема включения 45электродов выбраны по наилучшим результатам серии лабораторных экспериментов, Вначале экспериментальнымпутем устанавливали оптимальную плотность тока, затем определяли время 50инъекции электролита в массиве, после чего определяли наиболее эффективную схему включения электродов и формирования завесы. Моделирование процессов укрепления и водоизоляцни глинистых пород осуществляли на образцах ненарушенной структуры со следующими характеристиками: коэффициент фильтрации 2 10 м/с, сцепление 0,4 кг/см 2, угол внутреннего трения16Выполненные эксперименты показали,что процесс электрохимической обработки неустойчивыхпород развиваетсяв три стадии (фиг. 3, кривая 4). Наиболее наглядно это видно по изменению удельного электрического сопротивления пород: насыщение растворомэлектролита горного массива; гелеобразование и зарождение центров кристаллизации, усиленная агрегация глинистых частиц,Установлено, что основное поглоще"ние раствора электролита происходитв первой стадии (Фиг.3, кривая 5)Дальнейшая инъекция раствора в породук положительным результатам не приводит, Сопоставление длительностипервой стадии по отношению к общемувремени обработки пород приведено втабл, 1.Качество водоизоляции и укреплениянеустойчивых пород контролировали поснижению коэффициента Фильтрации иулучшению их сдвиговых свойств. Результаты исследований представлены втабл, 2,Таким образом, наилучший режим обработки пород соответствует плотности тока 12,0-15,0 А/м при инъекциираствора электролита в течение 1/3общего времени пропускания электрического тока,Далее исследовали оптимальную схему включения электродов при плотноститока 12,0-15,0 А/м" . Эксперименты проводили по трем схемам (фиг, 4-6).Приработе по схеме 1 вначале водоизоляцию и укрепление осуществляли раздельно во времени по одной линии электродов, затем во второй и третьей. Посхемам 2 и 3 обработку выполняли одновременно для всех электродов, Длина участка электродов по схеме 1 может быть увеличена более чем в трираза, При этом потребляемые мощностипо всем схемам примерно равны. Результаты водоизоляции и укрепления глинистых пород представлены в табл.3. Таким образом, наилучшие результаты дает схема 1, что объясняется отсутствием взаимовлияния одноименных электродов, Обработанные образцы хранили в водной среде 30 сут, послечего исследовали их Фильтрационные и сдвиговые свойства.Установлено, чтог / Эксперимент, Р Длительность первой стадии, ч 65 75 70 Общее времяобработки, ч 232 215 200 Таблица 2 Увеличение угла ПлотУвеличение Уменьшение коэффициента фильт рации, фк фк сцепления,Со,/Сон ностьтока,А/м 2 внутреннего трения Чк /Мк 1,5 1,25 10 1,6 8 1,7 203 3 143053 в ели чи на с цепл ения глинис тых и ор од через 30 сут после обработки увеличивается в 1,5-1,8 раза, что свидетельствует о необратимости структуро 5 образовательных процессов. Формула и з обретения 1. Способ укрепления и водоизоля ции неустойчивых пород вокруг устья ствола, включающий бурение скважин в горной породе, установку в них электродов-инъекторов с чередованием анодов и катодов, подачу на электро ды напряжения постоянного тока с одновременной инъекцией в горный массив раствора электролита, о т л и -94ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества укрепления, водоизоляции и увеличения толщины закрепленного массива, электроды располагают по концентрическим окружностям вокруг ствола, а формирование завесы осуществляют последовательно в направлении от оси ствола отдельными участками в пределах каждой окружности электродов при оптимальной плотности тока 12-15 А/м2, Способ по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что растворэлектролита в горный массив вводятв течение одной трети общего времениподачи напряжения,Табл и ца 60 60 55 50 40 180 180 170 150 1201430539 Таблица 3 Схема участка электродов 10-1 2 5-6 5-6 2-3 3-4 2".3/5 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,.4 ВНИИПИ Государственно по делам изобретени113035, Москва, Ж, Р Подписное комитета СССР открытий ская наб., д.

Смотреть

Способ укрепления и водоизоляции неустойчивых пород вокруг устья ствола