SU1067217A1

SU1067217A1 - Method of protecting vertical mine shafts against rock shifting

Info

Publication number: SU1067217A1
Application number: SU823471886A
Authority: SU
Inventors: Владимир Александрович Борисовец; Юрий Михайлович Басинский; Геннадий Георгиевич Гуляев
Priority date: 1982-07-20
Filing date: 1982-07-20
Publication date: 1984-01-15

Abstract

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ШАХТНЫХ СТВОЛОВ ОТ СДВИЖЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий крепление стволов и образование вокруг них защитной полости путем бурени по концентрической окружности относительно оси ствола непересекающихс скважин, о т л и ч а ib щ и и с .тем, что, с целые снижени нагруженности крепи , основные скважины бур т на рассто нии друг от друга, равном не более их радиуса, а в выступах между этими скважинами бур т дополнительные скважины меньшего диаметра на равных рассто них от основных скважин, причем основные скважины бур т на рассто нии от внешнего кон- ig тура ствола, равном не менее двух (Л его радиусов.METHOD OF PROTECTION OF VERTICAL MINE STEM FROM MINE RODS MOVEMENT, including mounting of trunks and formation of a protective cavity around them by drilling along concentric circles about the axis of the non-intersecting boreholes, about tl and h ib s and c. lining, the main wells are drilled at a distance from each other equal to no more than their radius, and in the protrusions between these wells additional wells of smaller diameter are drilled at equal distances from the main wells, and the main wells drums are at a distance from the outer trunk trunk of at least two (L of its radii.

Description

Изобретение относитс к горной промыпшенности и может быть исполь зовано при строительстве иэксплуатации капитальных горных выработок например вертикальных 1аахтных стволов и камер, дл их охраны и защиты от сдвижени горных пород,, возникающего в результате разработки полезных ископаемых. .The invention relates to the mining industry and can be used in the construction and operation of capital mine workings, for example, vertical 1Acht shafts and chambers, for their protection and protection against the displacement of rocks resulting from the development of mineral resources. .

Известно техническое решение, в котором свайные стены возвод т в два этапа. Сначала устанавливают отдельно сто щие буронабивные сваи с рассто нием между ними в свету менее одного диаметра .сваи, а затем между ними бур т скважины, захватываюцие часть сечени р дом сто щих свай, причем дл Облегчени производства работ бурение ведут по свежесхватывающемус бетону. После окончани бурени скважин бетонирую иногда с армированием при сооружени Несущей стены, либо заполн ют твердеющими и нетвердеющим материалом при сооружении противофильтрационных завес, причем в последнем случае прочность тела завесы, должна быть минимальной и приближатьс к деформативным характеристикам вмешаюш .его грунта til.A technical solution is known in which pile walls are erected in two stages. First, stand-alone bored piles are installed with a distance between them in the light of less than one diameter of the pile, and then a well is drilled between them, capturing a part of the section of the standing pile, and to facilitate the work, drilling is carried out on fresh-setting concrete. After the completion of drilling, the wells are sometimes concreted with reinforcement during the construction of the Bearing Wall, or they are filled with hardening and non-hardening materials during the construction of impervious curtains, and in the latter case, the strength of the curtain body should be minimal and approach the deformative characteristics of the soil til.

Однако данный способ не позвол ет защитить выработки от сдвижени горных пород, так как во-первых, образуема Ё грунте сплошна щель . заполн етс в обоих случа х материалом , который не будет преп тствовать компенсации сдвижений горных пород, а наоборот будет их передавать на крепь ствола, во-вторых, дл создани сплошной щели вокруг выработки понадобитьс громадный объем буровых работ, что резко увеличит трудоемкость и стоимость этого способа, в третьих, глубина примнени способа ограничиваетс 50 м, а горные выработки в насто щее врем достигают глубины 1500 и более метров .However, this method does not allow to protect the mine workings from the displacement of rocks, since, firstly, a gap is formed in the ground. in both cases it is filled with material that will not interfere with the compensation of rock movements, but rather transfer them to the lining, secondly, an enormous amount of drilling will be needed to create a solid gap around the mine, which will dramatically increase the complexity and cost of this In the third, the depth of reception of the method is limited to 50 m, and the mine workings now reach a depth of 1,500 meters or more.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ защиты вертикальных шахтных стволов от сдвижени горных пород, включающий крепление стволов и образование вокруг них защитной полости, заполненной пластичным материалом, путем бурени по концентрической окружности относительно оси ствола непересекающихс скважин и последующее разбуривание этих скважин до большого диаметра .2l,The closest to the present invention is a method of protecting vertical shafts from rock displacement, including securing the trunks and forming a protective cavity around them filled with plastic material by drilling in a concentric circle about the axis of the non-intersecting wells and drilling these wells to a large diameter .2l ,

Недостатком известного способа вл етс то, что пластичный материал во врем ,сдвижени горных пород будет передавать их на крепь ствола, в результатечего увеличитс нагруженность на крепь.The disadvantage of the known method is that the plastic material during the displacement of the rocks will transfer them to the trunk support, as a result of which the load on the support will increase.

Цель изобретени - снижение нагруженности крепи.The purpose of the invention is to reduce the load support.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу защиты вертикальных шахтных стволов от сдвижени горных пород, включающему крепление стволов и образование вокруг них за5 щитной полости путем бурени по концентрической окружности относительно оси ствола непересекающихс скважин, основные скважины бур т на рассто нии друг от друга, равном не болееThe goal is achieved by the fact that according to the method of protecting vertical shafts from rock displacement, including mounting the shafts and forming a protective cavity around them by drilling along concentric circles about the axis of the non-intersecting wells, the main wells are drilled at a distance from each other no more

10 их радиуса, а в выступах между этими скважинами бур т дополнительные скважины меньшего диаметра на равных рассто ни х от основных скважин, причем основные скважины бур т на рассто нии10 of their radius, and in the protrusions between these wells additional wells of smaller diameter are drilled at equal distances from the main wells, and the main wells are drilled at a distance of

5 от внешнего контура ствопа, равном не менее двух его радиусов. ,5 from the outer contour of the stop, equal to at least two of its radii. ,

На фиг. 1 дана схема способ.а за . щиты вертикальных стволов от сдвижени горных породI на фиг. 2 - узелFIG. 1 is a diagram of the method. shields of vertical shafts against rock movement in fig. 2 - knot

0 1 на фиг. 1) на фиг. 3 - графики0 1 in FIG. 1) in FIG. 3 - graphics

распределени напр жений вблизи ствола и зависимости давлени на крепь, где R - радиус ствола, - радиус зоны разрушени пород, ( тангенци5 альные напр жени ; Sj, - радиальные напр жени .Способ осуществл етс следующим образом.stress distribution near the trunk and pressure dependence on the support, where R is the radius of the trunk, is the radius of the zone of destruction of rocks, (tangential stresses; Sj, are radial stresses. The method is carried out as follows.

Вокруг ствола 1 до начала сдвижеп ни горных пород от разработки полезного ископаемого бур т по концентрической окружности основные скважины 2 большого диаметра на ра(5сто нии от внешнего контура ство ла, равном не менее двух его радиу сов. Количество концентрических окружностей с буровыми скважинами определ етс ожидаемой величиной сдвижени массива пород, котора зависит от угла его наклона и физи0 ко-механических свойств пород.Around the trunk 1 before the beginning of the shift of rocks from the development of mineral fossil drills along a concentric circle, the main wells 2 are large in diameter (5 times the outer contour of at least two radii. The number of concentric circles with bore holes is determined the expected magnitude of the displacement of the rock mass, which depends on the angle of its inclination and the physical and mechanical properties of the rocks.

Промежутки между скважинами принимают равными не более радиуса скважины. Это позвол ет создать; между скважина выступ треугоЬь5 кой формы 3. Затем в центрах межскважных выступов треугольной формы 3, образовавшихс после бурени скважин большого диаметра, бур .т дополнительные скважины 4 малогоThe intervals between the wells are equal to no more than the radius of the well. This allows you to create; between the well is a protrusion of a triangular shape 3. Then, in the centers of the interwell triangular protrusions 3, formed after drilling large diameter wells, an additional 4 wells of small

0 диаметра, располага их таким образом , чтобы ширина породных перемычек 5 между скважинами большого и малого диаметров была посто нной. Расположение скважин с промежутками0 diameters, position them so that the width of the rocker bridges 5 between the wells of large and small diameters is constant. Well spaced intervals

5 между ними позвол ет поддерживать скважины без креплени и значительно сократить объем буровых работ.5 between them allows maintaining wells without fastening and significantly reducing the amount of drilling.

То, что основные скважины бур т от внешнего контура ствола на рассто нии , равном не менее двух его радиусов, объ сн етс тем, что скважины не должны попадать в зону нарушенных пород ( зону неупругих деформаций ), которе сформировалась вокруг ствола после его проходки.The fact that the main wells are drilled from the outer contour of the barrel at a distance equal to at least two of its radii is due to the fact that the wells should not fall into the zone of disturbed rocks (inelastic deformation zone) that formed around the well after it has been drilled.

Распсхпожение скважин в этой зоне может оказать отрицательное вли ние на крепь ствола и на устойчивость скважин. Известноц что зона неупругих.деформаций и максимум тангенциальных напр жений располагаютс на рассто нии от контура ствола, равном радиусу ствола. На границе зоны разрушени тангенциальные напр жени имеют резкий максимум превышающий давление в толще массива. С Удалением в глубь массива эти нгтр жени уменьшаютс до напр жений в толще нетронутого массив а (« ).Из . ных приведенных на фиг. 3, следует/ чтозона йапр жений, равных Величине напр жений в нетронутом массиве, располагаетс от ствола на рассто НИИ, {фимерно равном 2в. Поэтому расположение скважин от ствола на этом рассто нии вл етс Наиболее эффективным, так как позвол ет максимально разгрузить крепь ствола от повьшенных напр жений) и сохранить устойчивость скважин на стадии их проведени , при этом взаимовли ние ствола и скважин будет исключено.Spreading wells in this zone can have a negative effect on the lining support and on the stability of the wells. It is known that the zone of inelastic deformations and the maximum of tangential stresses are located at a distance from the contour of the trunk equal to the radius of the trunk. At the boundary of the destruction zone, tangential stresses have a sharp maximum exceeding the pressure in the bulk of the array. With the distance into the array, these lines are reduced to stresses in the thickness of the untouched array a ("). Of. shown in FIG. 3, it follows that the area of the stresses equal to the magnitude of the stresses in the intact massif is located from the trunk at a distance of a scientific research institute {dimerly equal to 2c. Therefore, the location of the wells from the wellbore at this distance is the most effective, since it allows to maximally relieve the lining of the wellbore from the increased stresses) and to maintain the stability of the wells at the stage of their conduct, while mutual interaction between the wellbore and the wells will be excluded.

5 Под действием сил сдвижени горных пород породные перемычки 5 между скважинами разрушаютс с посто нным.сЫтротивлением, так как ширина перемычек прин та посто нной. ;5 Under the action of the shear forces of rocks, the rock bridges 5 between the wells are destroyed with constant resistance, since the width of the bridges is taken to be constant. ;

0 Таким образом вокруг ствола создаетс защитный по с, которвлй обеспечивает равномерный процесс компенсаций ве . личины сдвижений окружающих пород,за- 1циту крепи от деформировани н пере5 , груженности. Осуществление защитных пойсов вблизи вновь сооружаемых ство-лов позволит уменьшить толщину их крепи за счет разр дки и уменьшени напр жений в окружакадих породах. Это Q в свою очередь приведет к дополнительному экономическому эффекту.0 Thus, a protective shield is created around the trunk, which ensures an even process of compensation. the displacement of surrounding rocks, lining up from deformation and re-loading, loading. The implementation of protective poys near the newly constructed stems will reduce the thickness of their lining due to the discharge and reduction of stresses in the surrounding rocks. This Q in turn will lead to an additional economic effect.

(fJue.Z(fJue.Z

Щие.дSchie.d

Claims

METHOD FOR PROTECTING VERTICAL SHAFT SHAINS FROM MOVING ROCKS, including fastening the trunks and forming a protective cavity around them by drilling in a concentric circle relative to the axis of the trunk of non-intersecting boreholes, so that in order to reduce nagruzhennosti lining, the main borehole is drilled at a distance from each other equal to not more than its radius, and the projections between these wells drilled additional wells of smaller diameter at equal distances from the main well, the main wellbore _of buoy ryat at a distance from the outer contour of the barrel, equal to at least two of its radii.

.SU. „1067217 fig. 1 'f