Способ закрепления грунтов

ОП ИСАНИЕ изовеетиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 3 ОО4527 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.08.81 (21) 3349715/29-33 с присоединением заявки М (28) Приоритет (Gl)< K>

Е 02 О 3/12

Гееударствекых комитет

СССР (53) УДК 624.188...24 (088.8) Опубликовано 15.03.83. Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 15 03.83 ве делам изобретений и еткрытий

П. П. Гончарук, Г. М. Крастошевский, Н. Т. Фатеева=-В-.:Е, Соколович, Д. И. Могилевский, И. А. Пищак и Н. f . Власов (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных. ис соЪЙемых, с специальным горным работам, рудничной геологии ц маркшейдерскому делу (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ

Изобретение относится к строительству в сложных гидрогеологических условиях, в ° частности к закреплению грунтов, преимущественно при проходке подземных выработок.

Известен способ закрепления просадочных грунтов, включающий бурение скважин, нагнетание через них силиката натрия (1).

Недостатками данного способа являются высокая вязкость силиката натрия, сложность управления скоростью протекания реакции твердения и относительно быстрое старение материала с потерей прочности грунта, что исключает его применение для долговременного закрепления грунта, особенно при проходке подземных выработок.

Наиболее близким к предлагаемому является способ закрепления грунтов при проходке подземных выработок, включающий образование расположенных в направлении проходки скважин, нагнетание через них в ограниченную контуром выработки .зону силикатного раствора и синтетической смолы с отвердителем — в зону за пределами контура выработки f 2) .

Недостаток указанного способа заключается в низкой прочности грунта в переходном слое между зонами, закрепленными силикатным раствором и синтетической смолой, из-за нахождения в этом слое непрореагировавшего силиката натрия, повышающего показатель рН, в . результате избыточная щелочь нейтрализует отвердител» смолы, что приводит к прорыву по этому слою грунтовых вод и снижает надежность закрепления грунта вокруг подземной

10 выработки, в результате этого скорость проходки выработки снижается.

Цель изобретения — повышение скорости проходки.

Поставленная цель достигается тем, что со15 гласно способу, включающему образование в направлении проходки скважин, нагнетание через низ в ограниченную контуром выработки зону силикатного раствора и синтетической смолы с отвердителем — в зону за пределами контура выработки, после нагнетания в зону силикатного раствора осуществляют введение по ее внешней границе вещества, снижающего кислотность закреплея3 1004 ного силикатным раствором грунта, с обраэоваштем переходного слоя.

На фиг. 1 изображена схема подачи закрепляющего раствора через внутриконтурные скважины и закрепленный этим раствором массив; на фпг. 2 — схема подачи нейтрализующего раствора через эаконтурные скважины; на фиг. 3 — схема подачи закрепляющего раствора в законтурную зону горной выработки с образованием переходного слоя. 16

Способ осуществляют следующим образом.

Из горной выработки 1 в пределах ее контура бурят скважины 2 и насосом (не показан) нагнетают в направлении стрелки 3 силн-, кат натрия и хлористый кальций. Силикат натрия, реагируя с хлористым кальцием, образует силикагель, который скрепляет несвязанные грунты внутри контурного массива 4.

Яепрореагировавший силикат натрия за контуром 1 образует зону 5. Затем в зоне 6 за контуром выработки 1 бурят скважины 7 и аналогичным образом закачивают под давлением нейтрализующий раствор в направлении стрелки 8, снижая водородный показатель рН закрепленного грунта зоны 5 до величины < 8.

В качестве нейтрализующих агентов используют кислый отвердитель смол или слабые растворы щавелевой кислоты, хлористого каль1;ия и др. Продолжительность операции нагне30 .ания нейтрализующих растворов составляет — 2 мин. Во время последующей подачи закрепляющего раствора 9 с отвердителем через ге же скважины 7 нейтрализуюший раствор .>тжимается в зону 5, Этой операцией дости- И гают прочное закрепление массива 10, Пример. В промышленном эксперименте при проходке горизонтальной горной выработки 1 с обводненным песком внутри ее контура производят закрепление песка, исполь- 46 зуя известные средства, путем двухрастворной силикатизации, при этом в зоне 6 нагнетания используется смола УКС вЂ” А с 3%-ным раствором HCI в качестве отвердителя, а в качестве нейтрализующего агента используют также 45

3%-ный раствор НС1.

527 4

Прочность образцов на сжатие закрепленного песка массива 4 составляет 8 — 10 кг/см, закрепленного грунта в зоне 10 — 30 — 35 кг/см, и в переходном слое 5 — 10 — 15 кг/см . В контрольном опыте беэ операции нейтрализации прочность закрепленного грунта составляет

0,5 — 1 кг/см, т.е. прочность повышается в

10 — 20 раз.

Использование предлагаемого способа закрепления грунтов обеспечивает надежный контакт между закрепленными зонами с различными химическими свойствами, что исключает возможность прорыва воды в выработку и тем самым повышает темпы проходки выработки, а также позволяет применять смолы, ранее не рекомендуемые в таких условиях из- эа санитарно- гигиенических .соображений.

Все это обеспечивает широкую область применения предлагаемого способа нри проходке выработок и сложных гидрогеологических условиях, когда необходимо получить прочную оболочку за контуром выработки и легко разрабатываемый массив внутри контура выработки.

Формула изобретения

Способ закрепления. грунтов, преимущественно при проходке подземных выработок, включающий образование в направлении. проходки скважин, нагнетание через них в ограниченную контуром выработки зону силикатного раствора и синтетической смолы с отвердителем в зону за пределами контура выработки, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности, после нагнетания в зону силикатного раствора осуществляют введение по ее внешней границе вещества, снижающего кислотность закрепленного силикатным раствором грунта, с образованием переходного слоя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Костерин Э, В. Основания и фундаменты. М,, "Высшая школа", 1978, с. 135 — 139.

2, Фатеев Н. Т., Власов Н. Г. Совершенствование технологии закрепления массива пород, при проходке горных выработок, выл. 23, Белгород, ВИОГЕМ, 1977, с. 124 — 129.

1004527

Х 2

Составитель А. Прямков

Техред А.Бабинец

Редактор А. Гунько

Заказ 1815/38

Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Л. Бокшан

Подписное