Розробка технологічних параметрів формування протифільтраційних завіс у слабких дисперсних породах за допомогою високонапірних струменів закріпляючих розчинів, що забезпечують підвищення ефективності захисту підземних об"єктів і гідротехнічних споруд.
Аннотация к работе
Завдання забезпечення необхідних умов експлуатації підземних виробок у слабких обводнених породах має важливе значення для розвитку народного господарства України. Проте в багатьох випадках осушення не завжди дозволяє забезпечити необхідні умови експлуатації підземних обєктів, а зниження рівня підземних вод завдає непоправної шкоди екології. Найбільше поширення в 80-90 р. р. як в Україні, так і за рубежем знайшли такі способи спорудження протифільтраційних завіс, як хімічний, електрохімічний і спосіб струминного закріплення порід. У звязку з цим виникла необхідність обґрунтування раціональних технологічних параметрів створення протифільтраційних завіс із допомогою високонапірних струменів закріплюючих розчинів. Для цього було необхідно виконати комплекс досліджень, що включають оцінку впливу різноманітних технологічних параметрів на товщину протифільтраційної завіси і глибину проникання закріплюючого розчину в дисперсні породи, установлення залежності кількості закріплюючих розчинів в одиниці обєму на фільтраційні і міцнісні властивості протифільтраційних завіс, а також розробити технологію формування протифільтраційних завіс, яка забезпечить експлуатацію обєктів у слабких дисперсних породах.У першому розділі проаналізований досвід формування протифільтраційних завіс при вирішенні різноманітних гірничотехнічних задач, розглянуті природні і технологічні чинники, що впливають на ефективність створення протифільтраційних завіс. Усі ці чинники визначають ефективність використання спеціальних способів створення протифільтраційних завіс, вибір яких залежить також від глибини їх спорудження, місця розташування та економічної ефективності того або іншого способу. На підставі цього була обґрунтована необхідність розробки струминної технології, що дозволяє забезпечити високу якість, економічну ефективність і безпеку створення протифільтраційних завіс навколо підземних споруд - вертикальних і горизонтальних підземних виробок, підземних насосних камер, котлованів, колекторів і відстійників шкідливих речовин. Струминна технологія дозволяє створювати протифільтраційні завіси в дисперсних породах за рахунок руйнації і перемішування порід високонапірними струменями закріплюючих розчинів. Для вирішення завдань формування протифільтраційних завіс способом струминного закріплення виникла необхідність виконати комплекс досліджень, який включає: установлення закономірності зміни глибини проникнення високонапірних струменів закріплюючого розчину залежно від його щільності, ударної вязкості породи, експериментальної функції С, діаметра сопла і початкової швидкості струменя; установлення закономірності впливу швидкості підняття монітора на глибину проникання високонапірних струменів закріплюючого розчину в дисперсну породу; установлення нових залежностей зміни товщини протифільтраційних завіс від щільності закріплюючого розчину і породи, тиску закріплюючих розчинів, діаметра сопла і швидкості підняття струминного монітора; дослідження закономірностей впливу якості і кількості закріплюючого розчину, тиску його нагнітання на тривкість і коефіцієнт фільтрації породо-цементних елементів, що дозволяють визначити раціональні параметри формування товщини протифільтраційних завіс.У дисертаційній роботі дане нове вирішення актуальної наукової задачі з обґрунтування і розробки технології формування протифільтраційних завіс за допомогою високонапірних струменів закріплюючих розчинів, що полягає у встановленні закономірностей впливу швидкості підняття струминного монітора і густини закріплюючих розчинів на глибину проникання розчину, товщину завіси, її міцнісні і фільтраційні властивості, що дозволяє забезпечити зменшення матеріальних витрат і підвищити ефективність експлуатації гірничих виробок, підземних обєктів і гідротехнічних споруд. Обґрунтовані технологічні параметри формування протифільтраційних завіс у слабких дисперсних породах за допомогою високонапірних струменів закріплюючих розчинів, що дозволяють управляти міцнісними і фільтраційними властивостями створюваних протифільтраційних завіс. Вперше встановлені залежності глибини проникання високонапірних струменів закріплюючих розчинів у випадку, коли струминний монітор не обертається, від густини закріплюючого розчину, ударної вязкості породи, експериментальної функції С, діаметра сопла і початкової швидкості струменю при струменевому моніторі що не обертається. Встановлена нова залежність максимальної глибини проникання високонапірного струменю від швидкості підняття монітора, що забезпечить ефективну витрату закріплюючого розчину. Вперше в результаті експериментальних і аналітичних досліджень установлена закономірність утворення зони чистого цементу при прониканні струменів закріплюючого розчину в дрібнозернисті піски, що забезпечує низький коефіцієнт фільтрації формованої завіси.