HU176470B - Method for preventnve protecting from water inrushing underground holes - Google Patents

Description

Dr. Kapolyi László oki. bányamérnök 15%, dr. Schmieder Antal oki. bányamérnök 15%, dr. Kesserü Zsolt oki. bányamérnök 15%, Budapest, Sólymos András oki. bányamérnök 14%, dr. Gerber Pál oki. geológus 14%, Tatabánya, Szebényi Ferenc oki. bányamérnök 13%, Sólymos Mihály oki. bányamérnök 14%, BudapestDr. László Kapolyi is okay. mining engineer 15%, dr. Schmieder Antal oki. mining engineer 15%, dr. Zsolt Kesserü okay. mining engineer 15%, Budapest, András Sólymos oki. mining engineer 14%, dr. Paul Gerber is okay. geologist 14%, Tatabánya, Ferenc Szebényi oki. mining engineer 13%, Mihály Sólymos oki. mining engineer 14%, Budapest

Bányászati Kutató Intézet, 30%, Budapest, Tatabányai Szénbányák 56%, Tatabánya, Alumíniumipari Tervező és Kutató Intézet, Budapest, 14%Mining Research Institute, 30%, Budapest, Tatabánya Coal Mines 56%, Tatabánya, Aluminum Engineering and Research Institute, Budapest, 14%

Eljárás föld alatti üregek vízbetörések elleni megelőző védelméreProcedure for Preventing Underground Cavities from Intrusion

22

A találmány tárgya eljárás föld alatti üregek vízbetörések elleni megelőző védelmére.The present invention relates to a method for the prevention of underground cavities against water intrusion.

Bányák és más föld alatti üregek igen gyakran ki vannak téve a vízbetörés veszélyének. Az életés vagyonbiztonság érdekei megkívánják, hogy a vízbetöréseket megelőzzük vagy legalább káros következményeiket utólag korlátozzuk.Mines and other underground cavities are very often exposed to water intrusion. The interests of life and property security require that we prevent water intrusions or, at least, limit their aftermath.

Fentiek szerint megelőző és utólagos védekezési módszereket különböztetünk meg.Thus, a distinction is made between preventive and post-protective methods.

Az utólagos védekezési módszerek csupán arra korlátozódnak, hogy a már elkészült föld alatti üregben bekövetkező vízbetörés káros következményeit elhárítsák vagyis az üregbe jutó vizet eltávolítsák és a vízfakadások utólagos elzárásával csökkentsék vagy megszüntessék annak utánpótlását. Az utólagos védekezés gyakran együttjár az üreg időleges kiürítésével (emberek és vagyontárgyak mentésével). Az utólagos védekezés hiányosságai természetéből adódnak és nem kívánnak bővebb részletezést.Subsequent protection methods are limited to eliminating the damaging consequences of a bursting of an already underground cavity, that is, to remove water entering the cavity and to reduce or eliminate its replenishment by retaining the waterfalls. Post-control often involves temporary emptying of the cavity (saving people and property). The deficiencies of ex post protection are inherent in nature and do not require further detail.

A megelőző jellegű védekezési módszerek arra irányulnak, hogy a védendő üreg környezetének vízföldtani viszonyait megváltoztatva eleve kizárják 25 a vízbetörés lehetőségét a később kialakítandó üreg helyén.Preventive control methods are designed to preclude the possibility of water intrusion at the site of a future cavity by altering the hydrological conditions of the cavity to be protected.

A megelőző védekezés ismert módszerei a vízkizárás és a vízszintsüllyesztés.Known methods of preventive protection are water barrier and water level lowering.

A megelőző vízkizárás elérhető:Preventive foreclosure is available:

- a védendő üreg és a víztárolók közötti rétegek előzetes tömítésével, illetve szilárdításával,- pre-sealing or consolidating the layers between the cavity to be protected and the reservoirs,

- az üregképzést megelőzően épített falazattal (résfal, szádfal, falazatsüllyesztés) és- masonry pre-cavity wall (slab, tile, recessed), and

- vízkizárásra alkalmas kőzetekből kialakított vízvédelmi pillérekkel.- water protection pillars made of rocks suitable for impermeability.

A megelőző vízkizárást általában az jellemzi, hogy csak kőzetmozgás van, vízmozgás nincs.Preventive foreclosure is generally characterized by only rock movement, no water movement.

A megelőző vízszintsüllyesztésnél ezzel szemben a létesítendő üreget fenyegető víztárolóban az üregképzést megelőzően kedvező vízmozgást idéznek elő, illetve a természetes vízmozgásfolyamatot a víztároló előzetes megcsapolásával kedvező irányban befolyásolják.In contrast, in the case of preventive lowering, in the reservoir threatening the cavity to be created, favorable water movement is induced prior to the formation of the cavity, and the natural water movement process is influenced in a favorable direction by prior taping of the reservoir.

A megelőző vízszintsüllyesztést tehát az jellemzi, hogy a vízmozgást, illetve a mozgásállapot változását az üregképzést (azaz a kőzetmozgást) megelőzően váltják ki, az üregtől térben is elkülönülő üregrendszerrel, amelynek csapolóelemeit magába a víztárolóba telepítik, mégpedig annak jó vízvezetőképességű zónáiba.Preventive submergence is thus characterized by the displacement of the water movement and the movement state prior to the formation of the cavity (i.e., the rock movement) by a cavity system which is separated from the cavity in space and is drained into the water reservoir itself.

A megelőző védelmi módszerek kétségkívül haladottabbak az utólagos védekezésnél. Számos esetben biztonsági megfontolásokból hatóságilag előírják a megelőző védekezés alkalmazását.Preventive protection methods are undoubtedly more advanced than ex post defense. In many cases, preventive measures are formally required for safety reasons.

A megelőző jellegű védelmi módszereknek azonban vannak komoly hiányosságaik is. A megelőző vízkizárás egyes módszereit (megfőző kőzettömítés vagy -szilárdítás, résfalépítés, falazatsüllyesztés, szádolás) költséges voltuk miatt csak kisebb üregek, üregrendszerek (aknák, tárók) védelmére lehet gazdaságosan alkalmazni. A vízvédelmi pillérek kijelöléséhez kedvező természeti adottságok szükségesek, ezért alkalmazási lehetőségeik ugyancsak korlátozottak.However, preventive protection methods also have serious shortcomings. Due to their costly nature, some methods of preventive water sealing (stonewalling or consolidation of rocks, slit wall construction, recessing, tile cladding) can only be economically used to protect smaller cavities, cavity systems (shafts, tanks). The designation of water protection pillars requires favorable natural conditions, so their use is also limited.

A legszélesebb körben alkalmazott vízvédelmi módszer a megelőző vízszintsüllyesztés, bár ez is költségesebb, mint az utólagos védekezés, de műszaki és biztonsági szempontból lényegesen jobb annál. Komoly hiányossága azonban ennek a módszernek, hogy gyakran súlyos és előre nem látható közvetlen és közvetett környezeti károsodásokat eredményez. Ilyen környezeti károsodás a környező kutak, fonások elapadása, illetve hozamának csökkenése, esetenként felszíni süllyedések, mezőgazdasági kultúrák károsodása, természetes vizek emissziós szennyeződése, a szennyezett bányavizek bebocsátása.The most widely used method of water protection is preventive lowering, although it is more expensive than retrofitting, but it is significantly better from a technical and safety point of view. However, the serious disadvantage of this method is that it often results in severe and unforeseeable direct and indirect environmental damage. Such environmental damage is the drought or loss of yield of the surrounding wells, spinning, occasionally surface subsidence, damage to crops, emission of natural waters, and discharge of contaminated mining waters.

A környezeti károsodások bizonyos esetekben helyrehozhatók. Az elapadt források, kutak például regionális vízellátó rendszerrel pótolhatók. Vannak azonban olyan pótolhatatlan értékű gyógyforrások, amelyeknek elapadása természeti katasztrófával egyenértékű.In some cases, environmental damage can be repaired. Depleted springs, wells, for example, can be replaced by a regional water supply system. However, there are irreplaceable sources of healing that are equivalent to a natural disaster.

A találmány célja az ismert megelőző védekezési módszerek fenti hiányosságainak kiküszöbölése.The object of the present invention is to overcome the above shortcomings of the known preventive methods.

A találmány feladata olyan megelőző védekezési módszer létrehozása, amely lényegesen egyszerűbb és olcsóbb az ismerteknél, ugyanakkor egyáltalán nem vagy csak kismértékben okoz környezeti ártalmakat.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a preventive control method which is substantially simpler and less expensive than known, but has little or no environmental impact.

A találmány alapja az a felismerés, hogy az a vízmennyiség, amely a föld alatti üregek kialakítása nyomán betörhet, a helyi hidraulikus ellenállások és a turbulens áramlási veszteségek miatt mindig kisebb, esetenként jelentősen kisebb, mint az a vízhozam, amit a megelőző vízszintsüllyesztéses védekezésnél kell fakasztani és kiemelni. Különösen szembetűnő ez a jelenség, ha a víztárolót a kialakítandó üregtől olyan kőzet választja el, amely eredetileg vízrekesztő, a bányaműveletek által kiváltott kőzegmozgások eredményeképpen azonban vízvezetővé válnak. Az ilyen rétegeket védőrétegeknek nevezzük.The invention is based on the discovery that the amount of water that can break through the formation of underground cavities is always lower, sometimes significantly less, than the amount of water required to prevent flooding due to local hydraulic resistances and turbulent flow losses. and highlight it. This phenomenon is particularly striking when the water reservoir is separated from the cavity to be formed by a rock which is initially water-tight but becomes water-conductive as a result of the rock movements caused by mine operations. Such layers are called protective layers.

Ezekben a védőrétegekben a bányaműveletek hatására az eredetileg mintegy 10 mikron nagyságrendű rések kitágulnak, a hidraulikai küszöbgradiens lecsökken és megindul a vízáramlás. A vízáramlás következtében a rések tovább tágulnak, végül a víztároló réteg vízvezető járata és a bányaüreg között a védőrétegben csatomaszerű járat alakul ki, amelynek magának is van hidraulikai ellenállása. Kedvező esetben a védőréteg a fenti kőzetmozgások ellenére meg tudja akadályozni a vízbetörést, ha viszont gyenge a védőréteg, bekövetkezik a vízbetörés. A betörő víz mennyisége azonban lényegesen kisebb, mint az a vízmennyiség, amelyet egy hatásos vízszintsüllyesztéses védekezésnél csapolni kellene.As a result of the mining operations in these protective layers, the gaps, which were originally of the order of 10 microns, expand, the hydraulic threshold gradient is reduced and the flow of water begins. As a result of the flow of water, the gaps expand further, eventually forming a channel-like passage in the protective layer between the water inlet of the reservoir and the mine cavity, which itself has hydraulic resistance. Advantageously, in spite of the above rock movements, the barrier can prevent water intrusion, but if the barrier is weak, water intrusion occurs. However, the amount of intruding water is significantly less than the amount of water that would have to be drained in an effective lowering defense.

Felismertük, hogy ez a kedvező körülmény kihasználható föld alatti üregek vízbetörés elleni megelőző védelmére oly módon, hogy a csapolóelemeket nem a víztároló rétegbe telepítjük, hanem közvetlenül a kialakítandó (védendő) üreg közelébe, és ezáltal mindazon hidraulikai ellenállásokat beiktatjuk a víztároló és a védendő üreg közé, amelyek egy a védőrétegen át utólag (spontán) bekövetkező vízbetörés esetén csökkentenék a betörő víz mennyiségét. Ahhoz viszont, hogy a védőrétegen át meginduljon a víz áramlása, elő kell idézni azokat a kőzetmozgásokat, amelyeket a védendő üreg kialakítása idézne elő. Tehát az ismert vízszintsüllyesztéses módszerrel ellentétben nemcsak a vízmozgási folyamatokat befolyásoljuk, hanem — tervszerűen és a bányaműveleteket megelőzően — a kőzetmozgásokat is, éspedig az eredetileg vízzáró védőrétegben.It has been discovered that this advantageous condition can be exploited to prevent underwater cavities from being prevented from entering the water by placing the tap elements directly in the cavity to be formed, thereby inserting all hydraulic resistances between the cistern and the cavity to be protected. , which would reduce the amount of intruding water in the event of a (spontaneous) intrusion through the protective layer. However, in order for water to flow through the barrier, the rock movements that would be generated by the formation of the cavity to be protected must be induced. Thus, contrary to the known method of lowering the water level, we influence not only the water movement processes, but also, in a planned manner and before the mine operations, the rock movements, in the original waterproofing layer.

Ezek a kőzetmozgások lehetővé teszik, hogy a víztároló rétegből a vizet a védőrétegen át a csapolóelemekhez vezessük. Ennek során ugyanazokat a vízjáratokat aktiváljuk, amelyeken át normál esetben (az üreg kialakítása után spontán) bekövetkeznének a vízbetörések, és ugyanazokat a hidraulikai ellenállásokat iktatjuk a víz útjába. Ily módon lényegesen kisebb víz kiemelésével védhetjük meg a föld alatti üreget, mint a megelőző vízszintsüllyesztéssel (amikor a víztárolót közvetlenül csapolják meg), tehát a vízföldtani viszonyokat nem befolyásoljuk aggresszív módon, és nem idézünk elő durva környezeti változásokat.These rock movements allow water from the aquifer to be led through the protective layer to the drainage elements. In doing so, the same water passages are activated that would normally occur (spontaneously after the cavity is formed), and the same hydraulic resistances are inserted into the water path. In this way, we can protect the underground cavity by extracting significantly less water than by pre-lowering the water table (when the water reservoir is directly drained), so that we do not aggressively influence hydrological conditions and cause harsh environmental changes.

A fenti felismerés alapján a feladat megoldása eljárás víztároló rétegtől eredetileg vízzáró réteggel elválasztott föld alatti üregeknek az üreg kialakítása során előidézett kőzetmozgások által vízvezetővé tett vízzáró rétegen át bekövetkező vízbetörés elleni megelőző védelmére, amelynek során legalább egy csapolóelemet és ezzel összekötött vízkiemelő rendszert létesítünk, és amelynél a találmány értelmében a csapolóelemet a védendő üreg kialakítását megelőzően, a védendő üreg és a víztároló réteg között, a védendő üreg közvetlen közelében alakítjuk ki, és a csapolóelem kialakításával az eredetileg vízzáró rétegnek a csapolóelem és a víztároló réteg közötti részében olyan kőzetmozgást idézünk elő, mint amilyet a védendő üreg kialakítása váltana ki.Based on the foregoing recognition, the object is to provide a method of preventing underwater cavities that are initially separated from a water reservoir layer by a water barrier formed by rock movements caused by rock movements caused by rock formation during the formation of the cavity, comprising at least one tap element and According to the invention, the tap member is formed prior to the formation of the cavity to be protected, between the cavity to be protected and the water reservoir, in the immediate vicinity of the cavity to be protected, and providing the tap member in a portion of the originally waterproofing layer design of the cavity to be protected.

A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módjánál a vizet fakasztó csapolóelemet környezetétől elzárjuk, és a fakasztott víz nyomásánál nagyobb nyomással, megszilárduló tömítőanyagot nyomatunk bele.In a preferred embodiment of the process according to the invention, the tap water tap is closed off from its surroundings and a sealing compound which is hardened at a pressure higher than the tap water is pressed into it.

Egy másik előnyös foganatosítási módnál a vizet fakasztó csapolóelemmel szomszédos csapolóelembe is megszilárduló tömítőanyagot nyomatunk.In another preferred embodiment, a sealing material which is also solidified in a tap adjacent to the tap water tap is printed.

Egy további előnyös foganatosítási módnál a tömítőanyagot először a vizet fakasztó csapolóelemmel szomszédos csapolóelembe nyomatjuk be, és csak ennek megszilárdulása után közvetlenül a vizet fakasztó csapolóelembe.In another preferred embodiment, the sealant is first pressed into a tap adjacent to the water tap tap, and only after it has solidified, into the tap tap immediately.

Bizonyos esetekben előnyös, ha a vizet fakasztó csapolóelemnek a környezetétől való elzárását a csapolóelembe bevezetett, duzzadva szilárduló anyaggal tömített injektálóvezetékkel végezzük.In some cases, it is advantageous to isolate the water-draining tap from the surroundings by means of an injection line sealed with a swelling solid which is introduced into the tap.

Más esetekben előnyös, ha a fakasztott víz járatát a csapolóelemen belül a víz nyomásával szemben rögzített foglalóharanggal zárjuk le, az injektálóvezetéket a foglalóharanghoz csatlakoztatjuk és a csapolóelemnek a foglalóharangon és az injektálóvezetéken kívüli részét duzzadva szilárduló anyaggal töltjük ki.In other cases, it is advantageous to seal the passage of stale water with a holding bell fixed to the pressure of the water, to connect the injection line to the holding bell and to fill the portion of the tap outside the holding bell and injection line with solidifying material.

A találmány szerinti eljárás legfőbb előnye, hogy megelőző jellegű, de az ismert megelőző módszerek hátrányai nélkül, mivel azoknál lényegesen egyszerűbb, olcsóbb, illetve környezeti hatások szempontjából sokkal kevésbé ártalmas.The main advantage of the process according to the invention is that it is prophylactic, but without the disadvantages of known preventive methods, since it is considerably simpler, cheaper and far less harmful in environmental terms.

A találmány szerinti eljárás járulékos eleme a tömítés. Az eddig ismert vízvédelmi célú tömítési eljárásoknál - akár utólagosan, akár megelőzően alkalmazták azokat - a tömítőanyag útja a tömítőfúrásból egyenesen a bányaműveletet veszélyeztető vízjáratba (a víztároló rétegbe) vezetett. Éppen ebből eredtek ezen eljárások hátrányai. Ezt a vízjáiatot ugyanis — előzetes alkalmazás esetén - előbb meg kellett találni, tehát vagy sok fúrást kellett mélyíteni, vagy különleges műveleteket kellett a tömítőfúrásban végezni, és különleges berendezéseket kellett használni ahhoz, hogy a tömítőfúrástól 10—20-30 m távolságban levő veszélyes üregek is eltömíthetők legyenek. Utólagos tömítésnél pedig hiába tudták, hogy hol következett be a vízbetörés a bányaüregbe, csak közelítőleg tudták behatárolni azt a térséget, ahol a vízbetörést eredményező víztároló járat van. Ezért a víztároló járat (karsztjárat) elzárására irányított tömítőfúrás csak szerencsés esetben találta meg (véletlenül) a karsztjáratot. Egy-egy sikeres vízelzáráshoz általában több tömítőfúrást kellett mélyíteni, és különleges rétegkezelési eljárásokat (savazást, robbantást, rétegrepesztést) kellett kiegészítőlegesen alkalmazni.An additional element of the process of the invention is the seal. In prior art water protection sealing processes, either ex post or prior, the path of the sealant from the seal bore led directly to the water passage (water reservoir), which endangered the mine operation. This is the disadvantage of these procedures. This water supply had to be found first, in the case of prior use, so either a lot of drilling had to be done or special operations had to be carried out in the sealing drill and special equipment had to be used to make dangerous cavities 10 to 20-30 m away from the sealing drill. be sealed. And in the case of a retrofit seal, they knew, in vain, where the water intrusion occurred in the mine cavity, but they could only approximate the area where the water reservoir passage leading to the water intrusion occurred. Therefore, the sealing drill to close the water reservoir passage (karst passage) only (fortunately) found the karst passage. Successful water sealing usually required the deepening of several sealing boreholes and the addition of special coating treatments (acidification, blasting, fracturing).

A találmány szerinti eljárásnál a tömítést szolgáló járatot újszerű módon, a vízmozgásfolyamatokat tervszerűen befolyásolva, a mozgó víz erejének kihasználásával hozzuk létre. Tehát nem több fúrási próbálkozás egyike találja meg véletlenül a víztárolóban levő elzárandó járatot, hanem maga az elzárandó vízjárat fedi fel önmagát, és hozza létre . -;t a csatornát, amelyen át tömíthető. Ezt azáltal érjük el, hogy a védendő üreg kialakítása előtt kiváltjuk azokat a kőzetmozgásokat, amelyeket az üreg kialakítása váltana ki, és így megelőzőleg „kiprovokáljuk” azoknak a vízvezető csatornáknak a kialakulását, amelyeken át megelőző védekezés nélkül bekövetkezne a vízbetörés. így saját járatán keresztül zárhatjuk el tömítéssel a vízbetörést anélkül, hogy többször kellene próbálkozni a vízvezető járat eltalálásával, illetve hogy járulékosan különleges rétegkezelési eljárásokat kellene alkalmazni.In the process according to the invention, the sealing passage is created in a novel way by systematically influencing the water movement processes by utilizing the power of the moving water. So, no more drilling attempts will inadvertently find the passage to be blocked in the water reservoir, but the passage to be blocked will reveal itself and create it. -; t the channel through which it can be sealed. This is accomplished by inducing rock movements that would be triggered by the formation of the cavity prior to the formation of the cavity to be protected, thereby pre-provoking the formation of drainage channels through which the intrusion would occur without preventive protection. Thus, through its own passage, sealing of the water penetration can be prevented without having to try repeatedly to hit the passage or to additionally apply special coatings.

A találmányt az alábbiakban a csatolt rajzokon vázolt példák kapcsán ismertetjük. A rajzokon azThe invention will now be described by way of example only with reference to the accompanying drawings. In the drawings it is

1. ábra frontfejtés vízszintes síkban vett metszete, aFIG

2. ábra az 1. ábra szerinti frontfejtés II—II síkban vett metszete, aFigure 2 is a sectional view taken along plane II-II of the fracture of Figure 1, a

3. ábra egy másik frontfejtés vízszintes síkban vett metszete, aFigure 3 is a cross-sectional view of another fracture, a

4. ábra a 3. ábra szerinti frontfejtés IV—IV síkban vett metszete, azFig. 4 is a sectional view taken along plane IV-IV of the front end of Fig. 3;

5. ábra tervezett alagút könyezetének függőleges síkban vett metszete, aFigure 5 is a vertical sectional view of the planned tunnel environment, a

6. ábra egy további frontfejtés vízszintes síkban vett metszete, aFigure 6 is a cross-sectional view of a further fracture in a horizontal plane, a

7. ábra a 6. ábra szerinti frontfejtés VII-VII síkban vett metszete, aFig. 7 is a sectional view taken along plane VII-VII in Fig. 6, a

8. ábra a 6. ábra szerinti frontfejtés VIII-VIII síkban vett metszete, aFig. 8 is a sectional view taken along plane VIII-VIII in Fig. 6, a

9. ábra csapolóelemekkel ellátott frontfejtés felülnézete, a 9/a—9/b ábrák ennek metszetei, aFig. 9 is a plan view of a front end with tapping elements, Figs. 9a-9 / b are sectional views thereof,

10. ábra foglalóharanggal ellátott injektál óvezeték alkalmazása a csapolóelemben, aFigure 10: Use of an injection conduit with a clamping bell in the tap member, a

11. ábra duzzadva szilárduló anyag alkalmazása az injektálóvezeték körülvételére, és aFig. 11 shows the use of a swelling solidifying material around the injection line, and a

12. ábra duzzadva szilárduló anyag alkalmazása a csapolóelemben többszörös vízfakadási hely esetén.Fig. 12 shows the use of a swelling solidifying agent in the tap element in the case of multiple water drops.

Az 1—2. ábrák szerinti frontfejtés a szokásos módon 1 frontból és fejtéselőkészítő 2, 3 vágatokból áll, amely utóbbiak egymással párhuzamosak és az 1 frontra merőlegesek. Mivel a 4 nyersanyagelőfordulás, amelyre a frontfejtés települ, lejtős kialakulású (2. ábra), a fejtéselőkészítő 2 vágat mélyebb szintű, mint a 3 vágat. A 4 nyersanyagelőfordulás közvetlen feküje agyagból levő vízrekesztő 5 réteg, amely alatt karsztos víztároló 6 réteg helyezkedik el.1-2. Figs. 1 to 4 consist of a front 1 and a preform 2, 3 which are parallel to each other and perpendicular to the front. Since the raw material deposit 4 on which the front quarry is located is inclined (Figure 2), the quarry cut 2 is deeper than the cut 3. The direct bed of the raw material deposit 4 is a water-impermeable layer 5 of clay, under which a karst water storage layer 6 is located.

A vízrekesztő (vízzáró) 5 réteg vastagsága nem elégséges ahhoz, hogy megakadályozza a víztároló 6 rétegből kiinduló vízbetöréseket. A találmány szerinti megelőző védekezés itt úgy valósul meg, hogy az 1 front előtt haladva a mélyebb szintű fejtéselőkészítő 2 vágatból csapolóelemként 8 fúrásokat telepítünk, amelyek közelítőleg párhuzamosak a 7 feküsíkkal, és a vízrekesztő 5 rétegben az 1 fronttal párhuzamosan vagy rézsútosan haladnak. Ahol a frontfejtés 9 vetődést keresztez (a kereszteződés helyét a fejtéselőkészítő 2, 3 vágatok kihajtása során meg tudjuk állapítani), a vetődés mindkét oldalára telepítünk 8 fúrásokat, máshol a várható vízhozamtól függő sűrűségben. A 8 fúrásokkal az 1 front előtt haladva leképezzük a fejtési üregrendszert, és mintegy „csapdát állítunk” a fakadó vizeknek. A 8 fúrásokból a vizet a 2 vágaton és egy önmagában ismert (itt nem ábrázolt) vízgyűjtő vágatrendszeren át vezetjük a kiemelő szivattyútelephez.The thickness of the waterproofing layer 5 is not sufficient to prevent water intrusion from the waterproofing layer 6. The preventive protection according to the invention is realized here by drilling bores 8 from the deeper quarrying cutter 2 in front of the front 1, which are approximately parallel to the base plane 7 and run parallel to the front 1 in the water-insulating layer 5. Where the front crossing intersects 9 wells (the location of the intersection can be determined during the folding out of the pre-digging cuts 2, 3), 8 bores are installed on each side of the furrow, at other densities depending on the expected water flow. Drilling the borehole 8 in front of the front 1 maps the excavation void and sets a "trap" for the resulting water. From the boreholes 8, water is led to the discharge pumping station via the well 2 and a catchment system known per se (not shown).

A 3-4. ábrák szerinti frontfejtés esetében, amely ugyancsak 1 frontból és fejtéselőkészítő 2, 3 vágatokból áll, a 10 csapolóelemeket magában a 4 nyersanyagelőfordulásban alakítjuk ki, fúrásos fejtéssel. A vizet fakasztó 10 csapolóelemekbe 11 csővezetéket építünk be (azaz béléscsövezzük ezeket), a vizet nem fakasztó 10 csapolóelemeket pedig ismert pneumatikus 12 tömedékelőberendezés segítségével szemcsés 13 tömedékanyaggal töltjük meg.3-4. 1 to 4, which also consists of a front 1 and a preforming cut 2, 3, the tapping elements 10 are formed by the drilling of the feedstock 4 itself. Pipes 11 (i.e., liner pipes) are inserted into the water-taping tap members 10 and the non-water tap tap 10 is filled with particulate filler material 13 using a known pneumatic filler 12.

Az 5. ábrán nagyszelvényű 14 alagút a védendő üreg. A 14 alagút szaggatott vonallal jelölt tervezett szelvénye repedezett márgából álló vízrekesztő 5 rétegben van kitűzve, amelyhez tektonikusán 15 vezetosíkkal határolt karsztos víztároló 6 rétég csatlakozik. Az utóbbiból vízbetörések fenyegetik a tervezett 14 alagutat, mert a vízrekesztő 5 réteg védőhatása nem elegendő.In Figure 5, the high-profile tunnel 14 is the cavity to be protected. The projected sectional section of the tunnel 14 is indicated by a dashed layer of cracked marl 5, to which a karstic water reservoir 6 bounded tectonically by a guide plane 15 is connected. Of the latter, water intrusions threaten the planned tunnel 14 because the protective effect of the water-retaining layer 5 is not sufficient.

A találmány szerinti megelőző védekezés itt úgy valósul meg, hogy a 14 alagút hajtása előtt vízvédelmi 17 vágatot hajtunk ki a tervezett 14 alagút közvetlen közelében, amellyel leképezzük a tervezett üreget, és ugyanazokat a víz- és kőzetmozgásokat hozzuk létre, mint amelyeket a tervezett üreg idézne elő, tehát csapdát állítunk a víznek, amelyet azután a 17 vágaton át vezetünk el. A vízvédelmi 17 vágattal párhuzamosan a 14 alagút tervezett szelvényébe 18 talp tárót telepítünk, amelynek frontja 10—50 méterrel a 17 vágat frontja mögött halad, magasabb szintű a 17 vágatnál, és azzal 50-150 méterenként 19 feltöréseken át össze van kötve. Ily módon a 18 talptáró a vízvédelmi 17 vágat menekülő vágata, és egyszersmind légvezetésre is szolgál. A 18 talptáró frontjától tetszőlegesen elmaradva hajtható ki a 14 alagút. A vízvédelmi 17 vágat véglegesen fenntartható vízelvezetés, szellőztetés és az alagút műszaki kiszolgálása céljából.The preventive protection of the present invention is accomplished by driving a water protection cutout 17 in the immediate vicinity of the planned tunnel 14 before driving the tunnel 14 to map the projected cavity and create the same water and rock movements as the cavity would designate. thus, a trap is created for the water which is then passed through the cut 17. Parallel to the water-protected section 17, a sole reservoir 18 is installed in the design section of the tunnel 14, the front of which is 10 to 50 meters behind the front of the section 17, higher than the section 17 and connected therewith by 19 breaks. In this way, the reservoir 18 is the escape section of the water protection section 17 and also serves as an air guide. The tunnel 14 can be deflected at any distance from the front of the tank 18. The water protection 17 sections are permanently sustainable for drainage, ventilation and technical service of the tunnel.

A 6-8. ábrák a találmány szerinti eljárás és az utólagos védekezés együttes alkalmazására mutatnak példát. Itt a telepes 4 nyersanyagelőfordulás művelésére telepített, 1 frontból és fejtéselőkészítő 2, 3 vágatokból álló frontfejtés mentén agyagból levő vízrekesztő 5 réteg a közvetlen fekü. A vízrekesztő 5 réteg vastagsága a frontfejtés mezeje mentén jelentős mértékben változik (8. ábra). Az ábra szerinti bal oldali szakaszon csak kis valószínűséggel várható vízbetörés. Itt tehát a találmány szerinti eljárás alkalmazása nem indokolt. Célszerűbb egy mélyebb szintű vízelvezető 20 vágatból utólag szükség szerint 21 fúrásokat telepíteni, és ezek segítségével elvezetni az esetleg betörő vizet. Ezen a szakaszon tehát utólagos védekezést alkalmazunk. Az ábra szerinti jobb oldali szakaszon viszont nagy gyakorisággal várható vízfakadás, ezért itt a találmány szerinti eljárást alkalmazzuk, mégpedig oly módon, hogy az 1 front előtt haladva a 4 nyersanyagelőfordulás 7 feküsíkjához illeszkedően, de annál néhány méterrel mélyebben, csapolóelemként 8 fúrásokat telepítünk, célszerűen a vízelvezető 20 vágatból kiindulva. Amennyiben nemcsak az 1 frontot, hanem a fejtéselőkészítő 2 vágatot is a találmány szerinti eljárással kívánjuk védeni, akkor a vízelvezető 20 vágat frontjának legalább néhány méterrel meg kell előznie a fejtéselőkészítő 2 vágat frontját.6-8. Figures 3 to 5 show an example of a combination of the method of the invention and the post-protection. Here, the water-laying layer 5 of clay along the frontal quarry consisting of fronts 1 and quarrying sections 2, 3, is installed for cultivation of the raw material deposit 4. The thickness of the water-retaining layer 5 varies significantly along the frontal lining (Figure 8). The left section of the figure shows only a low probability of water intrusion. Therefore, the use of the process according to the invention is not justified. It is preferable to install a bore 21 of a deeper drainage section 20, as needed, to drain any intruding water. Therefore, we apply ex post protection at this stage. The right section of the figure, however, has a high incidence of water leakage, so the method according to the invention is applied by drilling bores 8 as a tapping member in front of the front 1, but a few meters deeper. drainage starting from 20 cuts. If it is desired to protect not only the front 1 but also the quarrying cut 2 by the process of the invention, the front of the drainage cut 20 must be at least a few meters ahead of the front of the quarrying cut 2.

Amennyiben a találmány szerinti eljárás előre nem látható okok miatt nem nyújt 100%-os védelmet, vagy eleve előnyösebb volt azt kisebb hatékonyságúra tervezni, úgy a találmány szerinti eljárással védett mezőben esetleg bekövetkező vízfakadásokra is lehet utólagos vízelvezető 21 fúrásokat telepíteni.If, for unforeseen reasons, the method of the invention does not provide 100% protection, or it was advantageous to design it at a lower efficiency, subsequent drainage drills 21 may be installed on any water ruptures in the protected area of the invention.

A találmány szerinti eljáráshoz szükséges csapolóelemeket jól gépesíthető módszerekkel (fúrással, fúrásos fejtéssel) lehet kialakítani. Mint láttuk, a találmány szerinti eljárás jól kombinálható az ismert védekezési módszerekkel, és lehetővé teszi a mindenkori helyi viszonyokhoz legjobban alkalmazkodó védelem kiépítését.The tap elements required for the process according to the invention can be formed by well-mechanized methods (drilling, drilling). As has been seen, the method of the present invention can be well combined with known methods of protection and allows the construction of protection that best suits the particular local conditions.

A találmány szerinti eljárás olyan helyeken is lehetővé teszi a megelőző védekezést, ahol eddig csak utólagos védekezést lehetett alkalmazni, mert nem okozhat katasztrofális méretű környezeti ártalmakat.The process of the present invention also allows preventive protection in places where up to now only post-protection has been possible, since it cannot cause catastrophic environmental damage.

A 9., 9.a) és 9.b) ábrák a találmány szerinti eljárás egy további előnyös foganatosítási módját szemléltetik (a korábbiakban már említett elemeket azonos hivatkozási számokkal jelöltük). A bemutatott frontfejtés fejtéselőkészítő 2, 3 vágatai fő menekülő 30 vágattal vannak összekötve. A kétoldalt mélyebben kialakított vízelvezető 20 vágatok fő vízelvezető 31 vágatra csatlakoznak. A két vízelvezető 20 vágatból kiindulva csapolóelemekként közelítőleg vízszintes 81, 82 fúrásokat hajtunk ki. A 81 jelű fúrások vizet fakasztanak, mivel 32 vízjárat közelében vannak. Ezekbe a 81 fúrásokba 83 injektálócsöveket vezetünk, amelyeken át szilárduló tömítőanyagot nyomatunk be. Azokat a 82 fúrásokat, amelyek nem fakasztanak vizet, tömítőanyaggal töltjük ki. Kihajtásnál a vízelvezető 20 vágatok frontja mindig a fejtéselőkészítő 2, 3 vágatok frontja előtt halad.Figures 9, 9a and 9b illustrate a further preferred embodiment of the process according to the invention (the same as previously indicated by the same reference numerals). The cut-off sections 2, 3 of the pre-cut assembly shown above are connected to the main escape section 30. The deeper drainage sections 20 on both sides are connected to the main drainage section 31. Starting from the two drainage holes 20, approximately horizontal bores 81, 82 are driven out as tapping elements. Bore 81 drops water because it is near 32 waterways. Into these bores 81 are injected tubes 83 through which a solidifying sealant is printed. The bores 82 that do not stagnate water are filled with sealant. When ejecting, the front of the drainage slots 20 always passes before the front of the preforming slots 2, 3.

A vizet fakasztó csapolóelemek injektálással (tömítéssel) való elzárásának egy további előnyös foganatosítási módját szemléltetik a 10—12. ábrák.A further preferred embodiment of sealing water-catching tap elements by injection (sealing) is illustrated in FIGS. FIGS.

A 10—11. ábrák szerinti esetben egy 120 csapolóelemen belül koncentrált vízbetörést eredményező 121 vízjárat van. Erre henger alakú 122 foglalóharangot borítunk, amelyet hidraulikus vagy mechanikus (pl. csavarorsós) 123 nyomószerkezet segítségével a 121 vízjárat körül a kőzetbe sajtolva rögzítünk. A 122 foglalóharanghoz nagy keresztmetszetű (kis ellenállású) 124 csővezetéket csatlakoztatunk, amely 125 főtolózárral és 126 injektálóvezetékcsatlakozással van ellátva.10-11. In the case of Figures 1 to 4, there is a water passage 121 within the tapping element 120 resulting in concentrated water penetration. This is covered by a cylindrical holding bell 122 which is pressed into the rock by a hydraulic or mechanical (e.g. screw screw) pressing mechanism 123 around the waterway 121. A large cross-section (low-resistance) pipe 124 is provided with the bell 122, which is provided with a main shutter 125 and an injection pipe connection 126.

Ezután a 122 foglalóharang és a 124 csővezeték köré (nem ábrázolt) habgenerátor segítségével duzzadva szilárduló 127 anyagot (például hidegen habosodó poliuretánt) fúvatunk. Ennek megszilárdulása után fokozatosan zárjuk a 125 fő tolózárat, és a 126 injektálóvezetékcsatlakozást nyitjuk. A beinjektált szilárduló tömítőanyag megkötése után a duzzadva szilárduló 127 anyagból kialakított gát és az injektálás eszközei eltávolíthatók.Subsequently, a solidifying material 127 (e.g., cold-foamed polyurethane) is blown through the foil generator 122 (not shown) around the socket 122 and the conduit 124. Once this has solidified, the main slider 125 is gradually closed and the injection line connector 126 is opened. After curing the injectable curing sealant, the barrier formed by the swelling curing material 127 and the injection means may be removed.

Ha a vízfakadás helye kevésbé lokalizált (12. ábra), a 120 csapolóelemben először a 121 vízfakadás helyén túl képezünk duzzadva szilárduló 127 anyagból gátat, majd a fakadó vizet a 121 vízfakadás másik oldalán duzzadva szilárduló 127 anyagba foglalt 124 csővezetékbe fogjuk. A 127 anyag megszilárdulása után a 124 csővezeték 125 főtolózárát a fentiek szerint lezárjuk, és elvégezzük az injektálást. Ha a vízfakadás a 120 csapolóelem homlokához közel van, akkor az első gátat a homlok helyettesíti.If the location of the water rupture is less localized (Fig. 12), the damper 120 is first provided with a barrier of swellable curing material 127 beyond the creep 121, and the resulting water is trapped in a conduit 124 formed by swelling hardening 127 on the other side. After solidification of the material 127, the main flap 125 of the pipeline 124 is sealed as described above and injected. If the water jet is close to the forehead 120, the first dam is replaced by the forehead.

Szabadalmi igénypontok:Patent claims:

Claims (6)

Szabadalmi igénypontok:Patent claims: 1. Eljárás víztároló rétegtől eredetileg vízzáró réteggel elválasztott föld alatti üregeknek az üreg kialakítása során előidézett kőzetmozgások által vízvezetővé tett vízzáró rétegen át bekövetkező vízbetörés elleni megelőző védelmére, amelynek során legalább egy csapolóelemet és ezzel összekötött vízkiemelő rendszert létesítünk, azzal jellemezve, hogy a csapolóelemet a védendő üreg kialakítását megelőzően, a védendő üreg és a víztároló réteg között, a védendő üreg közvetlen közelében alakítjuk ki, és a csapolóelem kialakításával az eredetileg vízzáró rétegnek a csapolóelem és a víztároló réteg közötti részében olyan kőzetmozgást idézünk elő, mint amilyet a védendő üreg kialakítása váltana ki. (1976. április 07.)A method of preventing underwater cavities originally separated from a water reservoir layer by a water barrier layer from water intrusion through a water barrier formed by rock movements caused by rock formation during the formation of the cavity, comprising: providing at least one tap member and an associated drainage system, prior to forming a cavity, is formed between the cavity to be protected and the water reservoir in the immediate vicinity of the cavity to be protected, and forming a tap member causes rock movement in the portion of the originally watertight layer between the tap member and the reservoir; . (April 7, 1976) 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a vizet fakasztó csapolóelemet környezetétől elzárjuk, és a fakasztott víz nyomásánál nagyobb nyomással, megszilárduló tömítőanyagot nyomatunk bele. (1976. október 27.)2. A method according to claim 1, wherein the tap water tap is sealed off and a sealing sealant is applied at a pressure greater than the tap water pressure. (October 27, 1976) 3. A 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a vizet fakasztó csapolóelemmel szomszédos csapolóelembe is megszilárduló tömítőanyagot nyomatunk. (1976. október 27.)3. A method according to claim 2, wherein the sealing material is also solidified in a tap adjacent to the tap water tap. (October 27, 1976) 4. A 3. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a tömítőanyagot először a vizet fakasztó csapolóelemmel szomszédos csapolóelembe nyomatjuk be, és csak ennek megszilárdulása után közvetlenül a vizet fakasztó csapolóelembe. (1976. október 27.)The method of claim 3, wherein the sealant is first pressed into a tap adjacent to the water tap and only after it has solidified into the tap. (October 27, 1976) 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a vizet fakasztó csapolóelemnek a környezetétől való elzárását a csapolóelembe bevezetett, duzzadva szilárduló anyaggal tömített injektálóvezetékkel végezzük. (1976. október 27.)5. A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the water-tap tap is closed from the surroundings by an injection line sealed with a swelling solid material introduced into the tap. (October 27, 1976) 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a fakasztott víz járatát a csapolóelemen belül a víz nyomásával szemben rögzített foglalóharanggal zárjuk le, az injektálóvezetéket a foglalóharanghoz csatlakoztatjuk, és a csapolóelemnek a foglalóharangon és az injektálóvezetéken kívüli részét duzzadva szilárduló anyaggal töltjük ki. (1976. október 27.)6. A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the passage of the frozen water is closed by a holding bell fixed within the tap, against the pressure of the water, the injection line is connected to the holding bell and the part of the tap is swollen with solidifying material. (October 27, 1976) 6 rajz, 12 ábra6 drawings, 12 figures A kiadásárt felel: a Közgazdasági át Jogi Könyvkiadó igazgatója 814158 - Zrínyi Nyomda, BudapestResponsible for publishing: Director of Economic Transfer Legal Publishers 814158 - Zrínyi Nyomda, Budapest Nemzetközi osztályozás:International classification: E 21 F 16/00, E 02 D 31/00E 21 F 16/00, E 02 D 31/00