Замораживанием пород

Проходка подземных выработок и строительство подземных со­оружений с замораживанием пород широко применяется как у нас в стране, так и за рубежом в горнодобывающей промышленности, в гидротехническом и транспортном строительстве, при сооружении метрополитенов и коммунальных тоннелей, подземных нефте- и га­зохранилищ, фундаментов под промышленные сооружения и в ряде других случаев.

Проходка выработок с применением замораживания пород включает: 1) бурение замораживающих скважин на некотором рас­стоянии от контура будущей выра­ботки в один или в несколько рядов и установку в них замораживающих колонок;

2) образование ледопородных ограждений (ЛПО), воспринимающих на себя давле­ние окружающих незамороженных пород и препятствующих прито­ку воды в выработку при ее проходке;

3) проведение и крепление выработки под защитой ледопородного ограждения;

4) оттаивание замороженных пород.

Схема расположения за­мораживающих сква­жин:

1 — проектный контур выработки в свету; 2 — проектный контур выра­ботки в проходке; 2 — за­мораживающие скважи­ны

Замораживающие скважины, как правило, бурят диаметром 200-250 мм. Расстояние между скважинами зависит от тепловых свойств пород и водопритока в них. Перебур скважин по отношению к проектной глубине (длине) выработки обычно составляют 3-5 м.

После монтажа замораживающих колонок их подсоединяют к системе питания холодильной станции и начинают процесс форми­рования ледопородного ограждения, закачивая в колонки хладоноситель.

Формирование ледопородного ограждения контролируется че­рез термические и гидрогеологические скважины с применением аку­стических и электромагнитных способов контроля.

Термические скважины бурят вокруг проектного контура буду­щей выработки с различным удалением от ее центра. Гидрогеологи­ческую скважину бурят в центре будущей выработки. Термические скважины служат для установки в них термопарных датчиков для контроля за ходом формирования ледопородного ограждения, гидро­геологическая — для контроля за притоком воды.

Формирование ледопородного ограждения считается закончен­ным, когда отдельные ледопородные цилиндры вокруг заморажива­ющих скважин сомкнутся и толщина ледопородного ограждения между скважинами достигнет проектных значений. Убедившись с помощью контролирующей аппаратуры в надежности ледопородного ограждения, начинают проходку выработки и ее крепление, после чего происходит оттаивание замороженных пород.

После проходки выработок с применением замораживания по­род производят их оттаивание с целью обеспечения равномерной нагрузки на крепь выработки.

Оттаивание замороженных пород осуществляют при нагнета­нии в замораживающие колонки хладоносителя, постоянно повышая его температуру вплоть до 20-25°С; заполнением ствола выработки водой с последующим подогревом ее паром; нагне­танием в ствол выработки подогретого воздуха; комбинацией вышеперечисленных способов.