способ изоляции аварийных участков

Формула изобретения

1. Способ изоляции аварийных участков, включающий бурение скважин с поверхности в горную выработку и возведение через них изолирующего сооружения, отличающийся тем, что по длине выработки бурят ряд скважин и через крайние скважины ряда производят обрушение бортов и кровли выработки и тампонаж обрушенных пород и массива быстротвердеющими растворами с созданием породных барьеров, а горную выработку между указанными барьерами через остальные скважины пробуренного ряда заполняют уплотняющим материалом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обрушение бортов и кровли выработки производят путем взрывания зарядов ВВ в крайних скважинах.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что уплотняющий материал вводят в виде пульпы или суспензии.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, а именно к технике безопасности и ликвидации аварий при подземной разработке месторождений полезных ископаемых, и может быть использовано при изоляции аварийных участков в шахтах, в которые невозможен доступ людей. Такие ситуации могут возникнуть, например, при возникновении пожаров в выработках закрытых шахт, распространении вредных газов по сохранившимся выработкам и выходе их на поверхности и т.д.

Известен способ создания перемычки в горной выработке, заключающийся в том, что из вышерасположенной выработки в нижнюю выработку в место установки перемычки бурят скважину, формируют основание перемычки из крупноблочного материала, а затем взрыванием ВВ обрушают горную массу и подают твердеющую закладочную смесь (авторское свидетельство СССР № 1470981, кл. E21F 15/00, опубликовано 7.04.1987 г., БИ № 13). К недостаткам известного способа следует отнести необходимость доступа людей к месту возведения перемычки для создания вруба и герметизации перемычки.

Известен также способ заполнения подземных пустот сыпучим материалом, включающий бурение с поверхности пульпоподающих водооткачных скважин и заполнение пустот гидросмесью (авторское свидетельство СССР №960454, кл. E21F 15/00, опубликовано 23.09.1982 г., БИ №35). К недостаткам известного способа относятся:

- длительный срок заполнения пустоты;

- необходимость возведения противофильтрационной завесы;

- известный способ не может быть применен для возведения перемычки в условиях горной выработки, т.к. отсутствуют ограничения необходимости пространства по ее длине.

Известен способ изоляции аварийного участка через скважину, приведенный в описании изобретения по патенту РФ №2052128 (кл. E21F 5/00, публикация 1986 г., БИПМ №1). Сущность известного способа заключается в том, что с поверхности в горную выработку бурят скважину и опускают по ней эластичную опалубку, в которую подают сжатый газ заполнитель.

Недостатком известного способа являются то, что в случае частичного обрушения выработки от горного давления или взрыва невозможно обеспечить и проконтролировать плотность прилегания опалубки к контуру выработки. Невозможно обеспечить плотность прилегания опалубки и в том случае, если в выработке проложены трубопроводы на значительном расстоянии от контура выработки.

Предложен способ изоляции аварийных участков, включающий бурение скважин с поверхности в горную выработку и взведение через них изолирующего сооружения.

Отличием предложенного способа является то, что бурят ряд скважин по длине выработки и через крайние скважины ряда производят обрушение бортов и кровли выработки, например, с помощью ВВ и тампонаж обрушенных пород и массива быстротвердеющими растворами, а горную выработку между обрушенными участками через остальные скважины пробуренного ряда заполняют уплотняющим материалом, в качестве которого используют, например, водную пульпу или суспензию таких материалов, как глина, шлак, зола и т.д.

Предлагаемый способ обеспечивает возможность возведения прочных газонепроницаемых изоляционных сооружений в выработках, когда исключается присутствие людей или их доступ к месту возведения указанных сооружений затруднен.

Сущность предложенного способа изоляции аварийных участков поясняется чертежами, на фиг.1 показана схема расположения скважин на плане аварийного участка, на фиг.2 - возведение изолирующего сооружения в горной выработке.

Для изоляции аварийного участка с поверхности в горную выработку 1 бурят ряд скважин 2, 3 и 4. В крайние скважины 2 и 4 закладывают заряды ВВ и производят взрывание с целью обрушения на этих участках кровли и бортов выработки 1. Обрушение можно произвести и любым другим способом, помимо ВВ. Обрушенные породы создают в районах скважин 2 и 4 породные барьеры 5 и 6, перекрывающие сечение выработки 1. После взрывания по скважинам 2 и 4 подают быстротвердеющие растворы и производят тампонирование ими верхней части барьеров, купола обрушения и трещин, образовавшихся в результате взрывов. В качестве быстротвердеющих растворов могут быть использованы, например, известные цементно-песчаные растворы с добавками ускорителей схватывания и полиакриламида. В результате такой обработки происходит герметизация и укрепление породных барьеров 5, 6 и трещин в окружающем их массиве. После обработки пространство 7 между породными барьерами заполняют через скважину 3 уплотняющими материалами. В зависимости от длины изолирующего сооружения между крайними скважинами 2 и 4 ряда может быть пробурено несколько скважин 3 для обеспечения быстрого и полного заполнения пространства 7. Уплотняющие материалы подают по скважине 3 в виде пульпы или суспензии, причем в качестве наполнителя можно использовать глину, шлаки, золу и другие материалы. Уровень заполнения пространства 7 между барьерами и качество герметизации контролируют по уровню жидкости (пульпы) в скважине 3, за счет изменения параметров взрывов можно регулировать прочность барьеров (массу обрушенных пород) и т.д., а тампонаж обрушенных пород и массива обеспечивает необходимое аэродинамическое сопротивление изолирующего сооружения.