Способ гидроизоляции горных выработок калийных рудников

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при подземной разработке месторождений калийных солей для гидроизоляции затопленных участков и обводненных горных выработок.

Известен способ предотвращения затопления калийных рудников при прорывах в рудник подземных вод из геологических нарушений, в котором гидроизоляция достигается возведением в подземных выработках сдвоенных перемычек из бетона, усиленного арматурой (Пат. 020427 ЕА, MПК Е21D 11/38, з. 201171238, заявл. 07.09.2011, опубл. 29.03.2013, Бюл. №3).

Указанная перемычка имеет сложную конструкцию, кроме того она не исключает выщелачивание солей из стенок выработки при затоплении выработки пресной водой или слабоминерализованным рассолом и, соответственно, проникновение рассола по ослабленным вмещающим породам в «обход» перемычки.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ гидроизоляции горных выработок калийных рудников, заключающийся в возведении бетонной гидроизоляционной перемычки в форме трапеции, бетонные стенки которой контактируют с вмещающими породами, при условии, что поверхность вруба под бетонную перемычку равномерно покрыта гидроизоляционным расширяющимся материалом, после чего возводят бетонную перемычку в границах обработанных стенок вруба, а выработку со стороны водопритока по периметру равномерно покрывают гидроизоляционным материалом (Пат. 2530944 Российская Федерация МПК E21F 17/103, з. №2013136650/03, заявл. 05.08.2013, опубл. 20.10.2014, Бюл. №29).

Недостатком известной конструкции является то, что подготовка поверхности выработки для нанесения гидроизоляционного покрытия трудоемка; не исключена возможность растворения контакта «гидроизоляционное покрытие - вмещающие породы» с края обработанного участка.

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в предотвращении выщелачивания солей из стенок выработки и проникновения рассола по порам и трещинам вмещающих пород за счет принудительного увеличения вязкости рассола, поступающего в выработку при его взаимодействии с сухими сыпучими гидроизоляционными материалами.

На чертеже обозначено: 1 - горная выработка, 2 - бетонная перемычка, 3 - расширяющийся гидроизоляционный материал, 4 - гидроизоляционные материалы, 5 - направление рассолопритока, 6 - фильтрующая ткань.

Способ гидроизоляции осуществляется следующим образом.

В горной выработке 1 проходят вруб под бетонную перемычку 2. На поверхность вруба любым способом наносят гидроизоляционный расширяющийся материал 3, являющийся уплотнением между бетонной перемычкой и вмещающими породами.

Затем на участке выработки 1 со стороны рассолопритока 5 равномерно размещают сухие сыпучие гидроизоляционные материалы 4, например, при помощи погрузчика.

Гидроизоляционные материалы при взаимодействии с притекающим к перемычке рассолом преобразовываются в вязкую жидкость или безводный гель с вязкостью около 1 Па с, что исключает возможность проникновения образующейся вязкой жидкости (геля) по трещинам и порам вмещающих соляных пород и выщелачивания солей из стенок выработки. Назначение перемычки в этом случае сводится к удержанию гидростатического давления, создаваемого этой вязкой жидкостью (гелем), которая устойчива к дальнейшему длительному воздействию рассола.

Гидроизоляционные материалы размещают по всей ширине выработки, на высоту равную около 2/3 высоты выработки. Данная высота насыпи обеспечивает в случае аварийного рассолопритока полноту заполнения выработки вязкой жидкостью (или гелем). Параметры размещения гидроизоляционных материалов в выработке (ширина, длина и высота насыпи, объем) зависят от горно-геологических условий и в каждом конкретном случае определяются опытным путем.

Для удержания гидроизоляционных материалов от их размыва потоком рассола и предотвращения дальнейшего вытеснения образующейся вязкой жидкости (геля) используют преграды из фильтрующей ткани 6.

После размещения гидроизоляционных материалов в выработке возводят бетонную перемычку 2.

В случае если бетонное тело перемычки включает тюбинговую диафрагму или трубу-лаз, то размещение в выработке гидроизоляционных материалов выполняют после возведения перемычки при возникновении аварийной ситуации.

В качестве гидроизоляционных материалов могут использоваться капсулированные материалы в растворимой оболочке. Гидроизоляционные материалы также могут быть двух компонентными, например, один компонент - повышающий вязкость (абсорбент, флокулянт, лигносульфонат, раствор солей акриловых кислот на органических растворителях и т.п.), второй компонент - донасыщающий (содержащий калий, натрий, магний).

При необходимости гидроизоляционные материалы размещаются сразу в нескольких выработках с разными абсолютными высотными отметками, при этом создаются условия для создания одновременного подпора рассола со стороны всех выработок, например, за счет проходки дополнительных выработок или бурения рассолоперепускных скважин.

Применение данного способа исключает растворение стенок выработки и возможность проникновения рассола по порам и трещинам вмещающих пород, а следовательно, позволяет повысить надежность гидроизоляционного сооружения и продлить срок его службы.