Проведение выработок в сложных горно-геологических условиях

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 водопритоков.
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.

---