Результат интеллектуальной деятельности: Способ реконструкции шахтного ствола с тюбинговой крепью

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для реконструкции шахтных стволов с тюбинговой крепью в обводненных грунтах, в том числе реконструкции вентиляционных шахт метрополитена.

Известен способ нагнетания тампонажной смеси в закрепное пространство (SU, №1727440, E21D 1/16, 27.12.1995), предусматривающий транспортирование по трубопроводу тампонажной смеси и введение ее в закрепное пространство с целью восстановления гидроизоляционных свойств крепи.

Недостатком данного способа является то, что в условиях повышенной фильтрации подземных вод происходит быстрое повторное разрушение крепи. Применительно к вентиляционным шахтам метрополитена недостатком способа также является то, что создание гидроизоляции не решает проблему разрушения крепи вследствие морозного пучения обводненных грунтов в закрепном пространстве из-за движения холодного воздуха в зимний период.

Известен способ реконструкции вертикальной шахты (RU, №2459084, E21D 5/00, E21D 11/38, 20.01.2011), содержащий следующие этапы производства работ:

- устанавливают стальную гидроизоляционно-тампонажной опалубку на всю высоту шахты;

- монтируют внутренний арматурный каркас;

- заполняют тампонажный зазор между опалубкой и крепью шахты раствором на основе бентонитовой глины с его последующим вытеснением цементно-песчаным раствором.

Недостатком данного способа является большая материалоемкость в результате создания постоянной внутренней стальной гидроизоляции (несъемной стальной гидроизоляционно-тампонажной опалубки), усиленной внутренним арматурным каркасом. Вместе с этим возникает проблема по защите стали от коррозии в результате образования конденсата на внутренней поверхности шахты.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является способ реконструкции шахтного ствола с тюбинговой крепью (Фролов Ю.С. Содержание и реконструкция тоннелей [Текст]: учебник для вузов / Ю.С. Фролов, В.А. Гурский, B.C. Молчанов. - Москва: ФГОУ "Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте", 2011. - 300 с.), содержащий следующие этапы производства работ:

- выполняют расчистку тюбингов от коррозии и тампонирование закрепного пространства;

- заполняют ячейки тюбингов бетоном в секционной опалубке;

- выдерживают бетон в опалубке с ее последующим демонтажом;

- создают слой наплавляемой гидроизоляции на битумной основе;

- монтируют арматурные каркасы для создания внутренней железобетонной крепи (железобетонной рубашки);

- устанавливают опалубку и подают в нее бетон;

- выдерживают бетон в опалубке с ее последующем демонтажом.

В этом способе помимо наружной гидроизоляции (тампонирования) выполняется также промежуточная гидроизоляция, а усилия от морозного пучения грунтов воспринимает железобетонная рубашка.

Недостатком данного способа является увеличение трудоемкости и общего времени реконструкции шахтного ствола за счет последовательного выполнения каждой технологической операции небольшими заходками по всей высоте шахты снизу-вверх. Также недостатком является высокая материалоемкость в результате использования арматурных каркасов для создания железобетонной рубашки.

Задача изобретения - сокращение материалоемкости, трудозатрат и сроков реконструкции шахтного ствола, а также создание надежной внутренней гидро- и теплоизоляции.

Технический результат достигается тем, что в способе реконструкции шахтного ствола с тюбинговой крепью после расчистки тюбингов от коррозии и тампонирования закрепного пространства внутри шахтного ствола устанавливают оболочку с обеспечением технологического зазора между оболочкой и тюбинговой крепью; при этом оболочка состоит из двух слоев прочного стеклопластика, между которыми уложен утеплитель из минерального сырья; затем пространство между оболочкой и тюбинговой крепью заполняют фибробетоном с пластифицирующими добавками; процесс установки оболочек и подачи фибробетона осуществляют последовательно по всей высоте шахтного ствола.

Вся совокупность конструктивных признаков позволяет использовать изобретение для ремонта шахтных стволов с тюбинговой крепью в обводненных грунтах, обеспечивая гидро- и теплоизоляцию шахты, а также дополнительное усиление тюбинговой крепи.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Способ реконструкции шахтного ствола с тюбинговой крепью содержит следующие этапы производства работ:

- выполняют расчистку тюбингов от коррозии и тампонирование закрепного пространства 1 тампонажным составом (цементный раствор с пластификаторами по ГОСТ 24211-2008), выполняемое с подвесных полков снизу-вверх по всей высоте шахты;

- устанавливают оболочку 2 с обеспечением технологического зазора между оболочкой 2 и тюбинговой крепью 3; при этом оболочка состоит из двух слоев прочного стеклопластика 4, между которыми уложен утеплитель из минерального сырья 5;

- пространство между оболочкой 2 и тюбинговой крепью 3 заполняют фибробетоном 6 (класс бетона не ниже В15, фибра стальная, либо полипропиленовая, либо базальтная) с пластифицирующими добавками (по ГОСТ 24211-2008);

- процесс установки оболочек и подачи фибробетона осуществляют последовательно по всей высоте шахтного ствола.

Все операции, кроме расчистки тюбингов и тампонирования закрепного пространства выполняют единовременно в одной заходке, определяемой габаритом транспортировки оболочки к месту производства работ и ее массой. Отсутствие необходимости выдержки фибробетона до проектной прочности перед монтажом новой оболочки снижает общее время реконструкции шахтного ствола. Применение фибробетона исключает монтаж арматурного каркаса, а использование пластифицирующих добавок в фибробетоне исключает операции по вибрированию при укладке смеси.