Способ создания полости большого объема в горных породах

 

Изобретение относится к подземному строительству, в частности технологии возведения полостей большого объема. Оно позволяет повысить надежность крепления кровли сооружений. С поверхности земли или из вспомогательной выработки создают вертикальную область разрушенной горной массы. На ней формируют перекрытие, к которому прикрепляют гибкие анкерные стержни, равномерно распределенные по его площади. Под перекрытием удаляют горную массу и опускают его. По мере опускания перекрытия пространство над ним закладывают. После достижения проектной отметки производят натяжение анкерных стержней. Для придания кровле куполообразной формы сначала натягивают центральные стержни, а потом периферийные. После натяжения анкерных стержней возможно инъектирование закладки твердеющей смесью. В этом случае удаление горной массы производят после ее затвердевания.2 з.п. ф-лы, 5 ил. ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 О 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 о

ы фр

Ю (21) 4780426/03 (22) 09.01.90 (46) 15.01.92. Бюл. М 2 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) В.И. Штеле (53) 624.191.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1276816, кл. Е 21 D 11/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N. 1511409, кл. Е 21 D 11/00, 1988. (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПОЛОСТИ БОЛЬШОГО ОБЪЕМА В ГОРНЫХ ПОРОДАХ (57) Изобретение относится к подземному строительству, в частности технологии возведения полостей большого объема. Оно позволяет повысить надежность крепления кровли сооружений. С поверхности земли

Изобретение относится к горной промышленности и технологии строительства подземных объектов и может быть использовано при создании подземных крупных полостей, например для размещения в них оборудования подземных предприятий, при строительстве подземных ангаров и т.д, Известен способ, включающий сооружение в земной коре выработки большого сечения и крепление ее стенок.

Недостатком способа является низкая устойчивость кровли, что не позволяет сооружать выработки большого объема особенно в породах низкой устойчивости.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, включающий формирование перекрытия для поддержания кровли и по..!Ы 1705582 А1 или из вспомогательной выработки создают вертикальную область разрушенной горной массы, На ней формируют перекрытие. к которому прикрепляют гибкие анкерные стержни, равномерно распределенные по его площади. Под перекрытием удаляют горную массу и опускают его. По мере опускания перекрытия пространство над ним закладывают. После достижения проектной отметки производят натяжение анкерных стержней. Для придания кровле куполообразной формы сначала натягивают центральные стержни, а потом периферийные.

После натяжения анкерных стержней возможно инъектирование закладки твердеющей смесью. В этом случае удаление горной массы производят после ее эатвердевания.2 з.п. ф-лы, 5 ил. следующее создание под его защитой полости.

Недостатком данного способа является низкая устойчивость кровли, особенно если полость создается в земной коре, где высока сейсмическая активность, а также в зоне сейсмовоздействия мощных взрывов.

Цель изобретения — повышение эксплуатационных свойств полости за счет надежного крепления ее кровли.

Цель достигается тем, что согласно способу, включающему формирование перекрытия для поддержания кровли и создание под перекрытием полости, осуществляют формирование перекрытия на земной поверхности на разрушенных горных породах. снабжают перекрытие гибкими анкерными

1705582 стержнями, которые прикрепляют к нему одним концом и размещают равномерно по площади перекрытия, затем осуществляют удаление разрушенных горных пород под перекрытием с опусканием перекрытия и закладкой образующегося над перекрытием провала, после достижения перекрытием проектной глубины, осуществляют натяжение с поверхности гибких анкерных стержней, а затем под перекрытием удаляют горную массу.

Кроме того, осуществляют сначала натяжение анкеров, закрепленных в окрестности геометрического центра площади перекрытия, затем продолжают удаление пород под перекрытием, после чего натягивают анкеры, закрепленные по периферии площади перекрытия.

Кроме того, после натяжения гибких анкерных стержней осуществляют инъектирование закладки над перекрытием твердеющей смесью, а удаление горной массы под перекрытием продолжают после затвердевания инъектированной закладки.

На фиг. 1 показан вертикальный разрез толщи горных пород до спуска перекрытия; на фиг. 2 — то же, после достижения перекрытием проектной глубины; на фиг. 3 — то же, после формирования полости под перекрытием; на фиг. 4 — гибкое перекрытие, общий вид; на фиг. 5 — полость с куполообразной кровлей.

Способ осуществляют следующим образом, В горных породах 1 с поверхности или иэ подземных выработок создают вертикальную область 2 разрушенных горных пород путем бурения и взрывания пучков сближенных параллельных скважин, глубину области 2 принимают больше проектной глубины заложения полости. После этого на поверхности разрушенных горных пород формируют перекрытие 3, которое может быть гибким и состоять из железобетонных плоских блоков, связанных стальными канатами. Каждый блок перекрытия снабжают по крайней мере одним гибким анкерным стержнем в виде стального каната, длина которого больше проектной глубины заложения подземной полости. После закрепления анкеров на перекрытии 3 осуществляют удаление горных пород из области 2, например, путем их выпуска в подземные горные выработки 4 с последующей их выдачей на поверхность. По мере выпуска горных пород происходит опускание перекрытия 3 до проектной глубины. Пространство над перекрытием 3 заполняют сухой закладкой 5 по мере его спуска. Свободные концы гибких анкерных стержней 6 фиксируют на повер5

55 хности, что обеспечивает их вертикальное расположение в закладке 5, После достижения перекрытием 3 проектной глубины анкеры 6 натягивают и устанавливают на поверхности опорные плиты 7 анкеров 6.

Натяжение анкеров 6 осуществляют с помощью мощных лебедок. При натяжении анкеров 6 закладка 5 уплотняется, а перекрытие 3 приподнимается на высоту, определяемую податливостью закладочного материала 5.

После запрессовки закладки 5 между перекрытием 3 и опорными плитами 7 осуществляют инъектирование закладки 5 твердеющей смесью, например цементным раствором, с образованием зоны 8 упрочненной закладки над перекрытием 3. После затвердевания закладки 5 над перекрытием 3 продолжают выпуск горных пород иэ области 2. После того как положение перекрытия 3 зафиксировано. происходит формирование полости 9 под ним. В полости 9 через выработки 10 после окончания выпуска горных пород укрепляют почву и создают искусственные целики 11 по контуру полости 9, После этого полость 9 готова к эксплуатации и размещения в ней технологического оборудования, Для создания куполообразной кровли (фиг. 5) сначала натягивают и закрепляют анкеры, которые закреплены в окрестности геометрического центра перекрытия 3 (фиг.

4,отмечены точками), затем продолжают выпуск горных пород из области 2 и после прогиба краев гибкого перекрытия 3 натягивают остальные анкерные стержни 6, расположенные на периферии перекрытия, Диаметр стальных канатов анкеров 6 принимают равным 50-100 мм, расстояние между анкерами 6 — 3 — 6 м. что позволяет создать надежную железобетонную кровлю над плоскостью 6, обладающую высокой сейсмоустойчивостью. В качестве закладки

5 может быть использован песок, гравий, добытые дробленые породы из области 2.

Сооружение крупных полосей по описанной технологии возможно (BK в скальных, так и в слабых горных породах. Кроме того, достоинством способа является высокая безопасность, так как основные работы производятся не под землей. а на поверхности.

Формула изобретения

1. Способ создания полости большого объема в горных породах, включающий формирование перекрытия и удаление из-под него горной массы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности крепления, с поверхности или из подземной выработки создают вертикальную область разрушенной горной массы и формируют на

1705582

Фиг. Е. ней перекрытие, к которому прикрепляют гибкие анкерные стержни, равномерно распределенные по его площади, а по мере удаления разрушенной горной массы перекрытие опускают и закладывают образующееся пространство, а после достижения перекрытием проектной глубины осуществляют натяжение анкерных стержней.

2. Способ по п, 1, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения устойчивости кровли путем придания ей куполообразной формы, сначала осуществляют натяжение центральных анкерных стержней, а затем после удаления горной массы натягивают периферийные анкерные стержни, 5 3.Способпоп.1,отличающийся тем, что после натяжения анкерных стержней осуществляют инъектирование закладки над перекрытием твердеющей смесью, а удаление горной массы под пе10 рекрытием продолжают после ее затвердевания.

1705582

Фиг. 3.

1705582 Щх, О

1 Н iJRJ

ФиГ.

Составитель С, Бачурин

Техред М.Моргентал Корректор М. Демчик

Редактор А, Долинич

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 182 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5