22. ПРОВЕДЕНИЕ ВЫРАБОТОК В СЛОЖНЫХ
ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ СПЕЦИАЛЬНЫМИ СПОСОБАМИ
22.1. Общая характеристика специальных способов
проведения горных выработок
Степень сложности горно-геологических условий при проведении выработок
определяется в основном водообильностью горных пород и их устойчивостью
при обнажении. В скальных сильнотрещиноватых породах (в зонах дробления)
водоприток в выработку может достигать значений, превышающих
производительность имеющихся средств водоотлива. При отсутствии сил
сцепления между кусками породы становится также невозможным применение
обычных видов крепи. В этих условиях в забое нельзя поставить даже одну
крепежную раму: до проведения выработки требуется искусственное
укрепление массива горных пород. Укрепление пород приводит и к
уменьшению водоприта-ков.
Наиболее сложные условия возникают при проведении выработок в рыхлых,
слабоустойчивых водоносных породах с напорными подземными водами, а
также в песчано-глинистых породах, не допускающих обнажений. В этих
условиях до проведения выработки ведутся работы по укреплению пород и
гидроизоляции трассы.
Все специальные способы проведения выработок делят на четыре группы,
которые предусматривают:
применение специальных крепей (забивных, опускных, щитовых) без
предварительного укрепления массива;
временное укрепление массива на период проведения выработки
(замораживание, водопонижение и др.);
укрепление пород на весь период эксплуатации выработки (тампонирование
массива различными материалами);
использование физических процессов и специального оборудования при
сооружении камерных выработок (размыв каменной соли, использование
взрыва).
Опускную или забивную крепи применяют при небольшой мощности водоносных
и рыхлых отложений. Крепь предохраняет выработку от проникновения
сыпучих и плывучих пород в период ее проходки.
Щитовой способ нашел применение в основном при строительстве тоннелой в
слабых и неустойчивых породах. Под защитой щита — металлической
оболочки, вдавливаемой в породный массив, производится выемка породы в
забое и возведение постоянной крепи.
Водопонижение уровня грунтовых вод в подземных условиях применяют в
основном при проведении выработки в обводненных и слабоустойчивых
породах с целью их уплотнение (при коэффициентах фильтрации от 0,01 до 3
м/сут).
Укрепление (тампонаж) применяют для связывания как
скальных трещиноватых, так и рыхлых отложений с целью придания им
устойчивости и снижения водопритока в выработку. Для тампонажа
используют цементные, глинистые или химические растворы. При химическом
укреплении горных пород в качестве основного связующего компонента в
тампонажном растворе применяют химические (полимерные) растворы на
основе карбамидных смол.
Замораживание пород применяют для водоносных неустойчивых пород в том
случае, если осушение и тампонаж неэффективны: сильные водопритоки со
значительным напором, высокие коэффициенты фильтрации пород. Способ
замораживания является универсальным, так как может применяться при
любой горно-геологической обстановке, но требует больших материальных
затрат.
В настоящей главе излагаются специальные способы проведения
горизонтальных горноразведочных выработок и разведочных шурфов. Проходка
вертикальных стволов разведочных шахт осуществляется специализированными
шахтопроходческими организациями.