Файл: Фисенко, Г. Л. Укрепление откосов в карьерах.pdf

преимущество зажимного способа. В связи с этим для укрепления цементацией скальных откосов на карьерах рекомендуется зажим­ ной способ нагнетания (рис. IV.21).

О б о р у д о в а н и е с к в а ж и н . Если не требуется поинтервальное нагнетание цементного раствора, то в устье цементацион­ ных скважин бетонируется трубка-кондуктор с фланцем, к кото­ рому затем подсоединяется цементационная головка с измери­ тельной и запорной аппаратурой (рис. IV.22). Трубка-кондуктор 7 с фланцем 6 (для подключения цементационной головки, снабжен­ ной проточной камерой и вспомогательным фланцем 9, имеющим диаметр, близкий к диаметру скважины, для облегчения бетони­ рования кондуктора в устье скважины) геометрически запирает устье скважины (остальные условные обозначения см. рис. IV.15).

Укрепление цементацией сильнотрещиноватых пород без пред­ варительной армировки скважин производится с помощью по­ гружного инъектора, производящего цементацию отдельными зо­ нами (интервалами). На рис. IV.23 представлен вариант инъекто­ ра типа «Вашкур» с резиновым тампоном для цементации пород зажимным способом через скважины диаметром 100—ПО мм. Инъектор состоит из двух труб. Внутренняя питающая труба 3 имеет внешний диаметр 50 мм и внутренний диаметр 38 мм. Нижний ко­ нец этой трубы снабжен фланцем 6. Поверх питающей трубы на­ девается вспомогательная 2 внешним диаметром 96 мм и внут­ ренним проходным диаметром 53 мм. Нижний конец вспомога­ тельной трубы также снабжается фланцем или упирается в ме­ таллическую шайбу 4. Между фланцем питающей трубы и нижним концом вспомогательной трубы укладываются резиновые кольца тампона 5 диаметром 100 мм и толщиной 10 мм. Высота тампона колеблется от 20 до 40 см. На питателе над устьем наружной вспомогательной трубы укрепляют домкрат /. Вращением рукоя­ ток домкрата трубы передают давление на резиновый уплотни­ тель, который при этом расширяется в радиальном направлении и прижимается к стенкам скважины, чем обеспечивается плотное запирание скважины для цементации. На домкратный патрубок надевается шланг, соединяющий инъектор с насосом; зажимным способом устанавливается штуцер для манометра, подключение которого производится через проточную камеру. При использова­ нии инъектора устье скважины оборудуется обсадной трубой или бетонируется для предотвращения разрушения скважины.

К основному оборудованию, необходимому для проведения ра­ бот по укрепительной цементации, относятся: растворомешалки, цементационные насосы, трубопроводы, нагнетатели, измеритель­ ная и регулировочная аппаратура.

Оборудование для цементации должно удовлетворять следую­ щим основным требованиям:

смесительное оборудование — обеспечивать тщательное переме­ шивание всей массы загружаемого цементного раствора;

141

to

насосы — обеспечивать непрерывную подачу требуемых коли­ честв раствора при заданном давлении;

трубопроводы (раствороводы), составляемые из труб или шлан­ гов, — обеспечивать пропуск требуемого количества раствора и не иметь резких поворотов, где возможно преждевременное оседание твердых фракций тампонажного раствора. Общая длина трубопро­ вода по горизонтали не должна превышать 150 мм;

Для цементационных работ применяют передвижные растворо­ мешалки, поршневые растворонасосы и диафрагмовые растворона-

спективно использование передвижных мобильных цементацион­

востью его в агрессивной среде, характером трещиноватости поро­ ды, сроками схватывания, твердения и стоимостью цементов.

тостойкий портландцемент марки 300 или 400, а также пуццолановый портландцемент. В случае общекислотной агрессии при вели­

143

нового цемента расслаивается и дает очень пористый цементный камень, обладающий малой прочностью.

Концентрация цементного раствора зависит от характера тре­ щиноватости пород и давления, при котором производят нагнета­ ние. Даже при нагнетании в одну и ту же скважину она не остается постоянной. Раствор постепенно сгущают в соответствии

144

с поглощаемостью его породами. Предельная концентрация це­ ментного раствора определяется возможностью всасывания его насосом и соответствует раствору с плотностью 1,5—1,6. При такой:

жают, а давление нагнетания увеличивают, что необходимо для опрессовки цементного материала в трещинах и заполнения слу­ чайно образовавшихся пустот.

Для сравнительной оценки различных слоев и участков мас­ сива скальных пород, а также количественной характеристики трещиноватости и водопроницаемости пород и выявления худших участков в отношении проницаемости и трещиноватости произво­ дится определение удельного водопоглощения пород путем опыт­ ных нагнетаний.

Начальная консистенция цементного раствора назначается в за­ висимости от величины удельного водопоглощения пород.

Удельным водопоглощением q называется водопоглощение, от­

полное фактическое поглощение скважины при испытании пород под давлением, л/мин; Н — давление, при котором производилось испытание скважины водой, м вод. ст.; h — высота участка сква­ жины, на котором нагнеталась вода, м.

Консистенция растворов подбирается по весовому соотношению или по плотности ареометром (например, по табл. IV. 13) для порт­ ландцемента марки 400.

Вода, применяемая для затворения раствора, не должна содер­ жать вредных примесей, препятствующих нормальному схватыва­ нию и твердению.

Т а б л и ц а IV. 13

145

§ 6. ИЗОЛИРУЮЩИЕ ПОКРЫТИЯ ПОВЕРХНОСТИ откосов

В результате выветривания горных пород под воздействием различных агентов возникают деформации поверхности откосов уступов, проявляющиеся в виде осыпей и вывалов. Развиваясь со временем, они вызывают серьезные осложнения в работе карьеров.

Для предотвращения выветривания пород применяются различ­ ного рода покрытия, из которых чаще всего употребляется набрызгбетон.

Песок, применяемый для приготовления набрызгбетона (торк­ рета), не должен содержать глинистых или других частиц, способ­ ных разрушаться под действием воды; загрязненный — необходи­ мо промывать. Влажность песка допускается в пределах 4—6%.

В зависимости от требований, предъявляемых к набрызгбетону, состав его берется от 1:2 до 1:7 (цемент : песок по объему). Если требуется высокая плотность и прочность бетона, то принимается

крупных песчинок. Например, при составе смеси 1:3 торкрет полу­ чается состава 1: 2. В среднем от вертикальных стен отскакивает 30—40% частиц заполнителя (от общего объема сухой смеси). Торкрет чаще всего приготовляют из сухой смеси портландцемента марки 500 и песка в пропорции 1 : 3.

Прочность торкрета при наиболее применяемых составах сухой

с арматурой составляет в среднем 15 кгс/см2.

Применяемые для торкретирования отечественные цемент-пуш­ ки С-320, по паспортным данным, дают производительность в су­ хой смеси 1 —1,5 м3/ч, расход воздуха 3—6 м3/мин, давление воз­ духа 2,5—3,5 кгс/см2, давление воды примерно на 1 кгс/см2 боль­ ше, чем давление воздуха у сопла; диаметр материального шланга 25—32 мм, максимальный размер фракций заполнителей до 8 мм, диаметр выходного отверстия сопла от 16 до 25 мм.

Большой опыт по применению торкрет-бетона накоплен при креплении подземных горных выработок [49]. Торкрет наносится с помощью цемент-пушки последовательно, в несколько приемов, слоями толщиной 2—2,5 см на предварительно обобранные и об­ мытые поверхности. При нормальной работе цемент-пушки расход смеси составляет 0,75—1 м3/ч. В течение шестичасовой смены бригада из трех человек при расходе сухой смеси 4 м3 в состоянии закрепить 40—45 м2 поверхности выработок.

146