Способ закрепления грунта при проходке шахтных стволов в плывунах
% 93735
Класс 191, 1
СССР !
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Д. С. Слободкин
СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА HP И ПРОХОДКЕ
ШАХТНЫХ СТВОЛОВ В ПЛЫВУНАХ
Заявлено 4 июня 1951 г. за X 168 в Министерство Путей Сообщения СССР
Изобретение относится к способам проходки шахтных стволов в плывунах.
На участках, где залегают мощные слои плывунов, проходка шахтных стволов сопряжена с большими трудностями. Если же коэффициенты фильтрации плывунов не превышают величины 6 — 8 л/сутки, т. с. когда плывуны по своей природе относятся и истинным (не осушаемым), то для проведения горнопроходческих работ необходимо применить специальный способ: замораживание или кессон.
Однако, как известно, замораживание плывунов является самым дороги м способам и требует проведения трудоемких подготовительных работ и поддержания отрицательной температуры в льдогрунтовом ограждении во все время производства работ. Кессонный же способ при напорах подземных вод свыше 30,и не применим.
Предлагаемый способ укрепления плывунов свободен оТ приве дени ы х н ед остатков.
Особенностью предлагаемого способа является то, что по периметру ствола в плывун внедряют электроды и по виям пропускают электрический ток для нагрева грунта в месте залегания электродов до оплавления с тем, чтобы по остывании из оплавленного грунта образовалась водонепроницаемая прочная оболочка.
На чертеже изображена схема расположения оборудования при проходке шахтных стволов.
Проходка и крепление ствола в устойчивых породах проводятся обычным способам. Не доходя до кровли пласта плывуна на 1,5 — 2 .и, проходка ствола приостанавливается и при достаточно устойчивых породах ствол разделывается в стороны. Вертикальные целики 1 породы служат как бы контрфорсами для стен разделываемой части ствола.
Если же породы разделываемой части ствола недостаточно устойчивы, то они поддерживаются временным креплением, № 93735
Через образованный в стволе горизонтальный целик 2 по направляющим 8 внедряются электроды 4 до заглубления их в водоупорный грунт на 0,5 — 1 л. Электроды расположены по окружности ствола.
К концам электродов 4 подьодят электрический ток от генератора и породы, находящиеся между электродами, на всю их длину подвергают диэлектрическому нагреву, При вполне определенных для каждого вида плывуна мощности и частоты тока, расстояния междуэлектродами, температуре и времени нагрева плывун расплавляется, а все зерна его рекриста >ëèçóþòñÿ.
После остывания расплавленного кольца образуется силикатная оболочка, материал которой приобретает новые физико-механические свойства: временное сопротивление сжатию от 500 кг/см и более; объемный вес от 2,5 г/с,я и более; водонепроницаемость; устойчивость против подземных агрессивных вод и т. п.
В процессе сбразовапия силикатной оболочки из плавленных плывунов необходимо строго придерживаться правильного режима работы как при плавлении, так и при остывании оболочки. Для этого необходимо проводить каскадное расплавление плывунов путем подключения тока к кажгдой паре электродов поочередно, затем оставлять в теле оболочки электроды, последующее назначение которых — воспринимать термические напряжения материала и служить в качестве арматуры оболочки (армосиликат).
После оплавления плывуна к электродам следует подводить ток с убывающей мощностью для создания плавного понижения температуры в теле оболочки.
Вокруг оплывающего участка в стволе образуется силикатная оболочка, верх которой будет сплавлен с горизонтальным целиком 2, а низ — с водоупорным грунтом, конта ктирующим с пластом плывуна.
Толщину оболочки следует рассчитать на нагрузку от горн ого давления.
В связи с тем, что процесс расплавления плывунов при воздействии на них электрическим током протекает относительно быстро (1 — 1,5 час), необходимо считаться с тем обстоятельством, что вода, содержащаяся в порах плывуна, будет превращаться в пар большого давления.
В областях, примыкающих к наружной поверхности оболочки, пар будет уходить в сторону подобно тому, как уходит в стороны вода при давлении на пее,воздуха из кессона. Из массы же плывуна, находящегося внутри оболочки, пар следует удалять на дневную поверхность через специально опущенную в центр ствола трубу 5 с клапаном.
Предмет изобретения
Способ закрепления грунта при проходке шахтных стволов в плывунах, отличающийся тем, что по периметру ствола в плывун внедряют электроды и по ним пропускают электрический ток для нагрева грунта в месте залегания электродов до оплавления с тем, чтобы по остывании из оплавленного грунта образовалась водонепроницаемая прочная оболочка.
