содержание .. 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 ..
22.3. Проведение выработок с предварительным тампонированием и замораживанием пород
Тампонирование горных пород применяют для изоляции горных выработок от
водопритока, закрепления несвязных водонасыщенных или сухих пород,
укрепления нарушенных по-род и улучшения условий работы крепи в сложных
горно-геоло-гических условиях.
В несвязных породах задачей тампонажа является скрепление зерен,
слагающих породу, для создания устойчивого массива и проведения по нему
выработок обычным способом. Для тампонажа скальных трещиноватых пород
применяют цементные и цементно-глинистые растворы, а для несвязных
песчаных— химические растворы на основе карбамидных смол.
Цементные растворы затворяют чистой водой. Для ускоре-ния схватывания
применяют хлористый кальций, который добавляют к массе цемента в
количестве до 3%. Водоцементное отношение составляет от 0,6 до 1. В
раствор также вводят следующие добавки: поверхностно-активные вещества
(ПАВ), например сульфитно-спиртовую барду и минеральные стабилизаторы
(глину, глинопорошки), которые повышают агрегатную устойчивость
цементного раствора.
Химические тампонажные растворы составляют на основе карбамидных смол
марок МФ-17, КМ, КМ-3, МФФА и др. Эти смолы хорошо смешиваются с водой и
слаботоксичны. Для отвердевания смол применяют водные растворы соляной,
щавелевой и фосфорной кислот, хлористый аммоний и др. Рабочее время
раствора (до начала нарастания вязкости) можно регулировать от 15 до 45
мин в зависимости от состава раствора, температуры пород и процентного
содержания отвердителя.
При тампонировании из забоя выработки создают завесу из укрепленных
пород мощностью не менее 2 м. Раствор нагнетают через скважины, которые
бурят подземными станками шарошечного или пневмоударного бурения, а
также колонковыми перфораторами. В горизонтальных выработках скважины
бурят с наклоном 3—4° по отношению к оси выработки, а в вертикальных— до
10°. Длина скважины зависит от проницаемости пород и может составлять от
4—5 до 15—20 м, а диаметр — от 50 до 145 мм. Меньший диаметр применяют
при химическом укреплении, а больший — при цементации. Скважины обычно
бурят по окружности контура выработки на расстоянии 1,2—2,6 м друг от
друга.
При тампонировании пород цементными растворами в горизонтальной
выработке применяют комплекс тампонажного оборудования КТГ-1 (рис.
22.3). Перед нагнетанием раствора в забое сооружают тампонажную
перемычку из бетона длиной до 5 м. Перед сооружением перемычки на
деревянных или металлических стойках укрепляют металлические
трубы-кондукторы, которые снабжают запорной арматурой. Через кондукторы
бурят скважины буровым станком типа НКР-ЮОМ на длину проектируемой
заходки. Нагнетание раствора производят спустя
3 сут после укладки бетона в перемычку цементным насосом НГР-250/50,
установленным на платформе. Раствор готовят с помощью растворомешалки
вместимостью 1,5 м3 со смесительным устройством производительностью 20
м3/ч. Цемент к растворомешалке доставляют в цистернах-цементовозах
вместимостью 2 м3, а воду — в водовозных цистернах такой же вместимости.
При наличии в выработке водопровода последняя цистерна не нужна.
При цементации из забоя вертикальной выработки используют буровой станок
для бурения скважин и цементационный насос. Готовый цементный раствор
подают в забой в бадьях с поверхности. Рабочее давление нагнетания
раствора обычно на 2—2,5 МПа выше гидростатического давления подземных
вод.
По данным практики на сооружение перемычки уходит
5— 7 сут, а на ее разборку—1—2 сут. Расход времени на собственно
тампонирование пород составляет 0,25—1,2 сут/м.
Для химического укрепления пород из забоя горизонтальной выработки
используют комплекс оборудования (рис. 22.4), состоящий из установки 2
для внедрения и извлечения инъекто-ров 1, оборудования 6, 8 а 9 для
приготовления раствора и насосного агрегата 5 и 7 для нагнетания
раствора с контрольноизмерительными приборами. Извлечение и внедрение
инъекто-ров производится с помощью гидроцилиндров 3, установленных на
платформе 4. На этой же платформе монтируется колонка с автоподатчиком и
колонковым перфоратором.
Стоимость цементации 1 м выработки составляет 120— 300 руб., а при химическом укреплении — от 2 до 60 руб/м3.
Рис. 22.3. Технологическая схема тампонажа с
подачей раствора с поверхности:
1 — автоматизированный склад цемента С-753; 2 — смесительная машина
2СМН-20; 3 — тампонажный узел; 4 — цементировочный агрегат ЦА-320М; 5 —
став труб в стволе для подачи раствора; 6 — емкость для раствора;
7 — камера расположения цементационного оборудования; 8 — насос 9Т; 9 —
труба насосно-компрессорная для подачи раствора в скважины; 10 — камера
манометра; 11 — шланг высокого давления; 12 — буровой станок; 13 —
запорная арматура скважины; 14 — тампонажные перемычки
Рис. 22.4. Схема комплекса для химического укрепления пород
содержание .. 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 ..