Способ упрочнения горных пород и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к горной промышленности, предназначено для крепления горных выработок и может быть использовано в строительной промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности упрочнения горных пород. После бурения шпуров в массиве на поверхность горной выработки 2 устанавливают инъектор 3 для упрочнения горных пород, которое содержит герметизирующую емкость 10. Производят нагнетание скрепляющего состава по гидромагистрали 15 подачи рабочей жидкости в нагнетательный цилиндр 4 с отвердителем. При этом открывается предварительный клапан 5, раствор давит на плавающий клапан 6 и, проходя через отверстия его кольца, смешивается с отвердителем, поступающим по трубопроводу. Затем быстротвердеющий раствор, поступая в герметизирующую емкость 10, создает внутреннюю несущую оболочку 12 по контуру выработки в приконтурной зоне 11 массива. Затем инъектор 3 переставляют на соседний участок. Таким образом создается несущая оболочка с шагом, опережающим шаг крепления глубинной части массива на величину не менее максимального радиуса распространения раствора с нормальным временем отверждения. Затем устройство 1 устанавливают на незакрепленную площадку у устья шпура. Инъектор 3, размещенный в трубе, через открытый захват 13 вводится в шпур и фиксируется захватом 13. Затем производят нагнетание раствора с нормальным временем отверждения в глубинную часть массива. 2 с.п. ф-лы, 6 ил.

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.80„„1587206 (51) 5 Е 21 D 20/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4357499/23-03 (22) 04.01.88 (46) 23.08.90. Бюл. № 31 (71) Джезказганский научно-исследовательский и проектный институт цветной металлургии (72) Б. Х. Кошумов и Э. А. Аманжолов (53) 622.281.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 625044, кл. Е 21 0 11/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 1276813, кл. Е 21 D li/00, 1984.

Руководство и инструкция по инъекционному упрочнению горных пород полимерными материалами. — М.: МГИ, 1985, с. 29 — 30.

Авторское свидетельство СССР № 1323731, кл. Е 21 D 20/02, 1986. (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ГОРНЫХ

ПОРОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной промсти и предназначено для крепления горных выработок и м. б. использовано в строительной пром-сти. Цель изобретения— повышение эффективности упрочнения горных пород. После бурения шпуров в массиве на поверхность горной выработки 2 устанавливают инъектор 3 для упрочнения горных пород, который содержит герметизирующую емкость 10. Производят нагнетание скрепляющего состава по гидромагистрали 15 подачи рабочей жидкости в нагнетательный цилиндр 4 с отвердителем.

При этом открывается предварительный клапан 5, раствор давит на плавающий клапан 6 и, проходя через отверстия его кольца, смешивается с отвердителем, поступающим по трубопроводу. Затем быстротвердеющий раствор, поступая в герметизирующую емкость 10, создает внутреннюю несущую оболочку 12 по контуру выработки в приконтурной зоне 11 массива. Затем инъектор 3 переставляют на соседний участок. Таким образом создается несущая оболочка с шагом, опережающим шаг крепления глубинной части массива на величину не менее максимального радиуса распространения раствора с нормальным временем отверждения. Затем устройство 1 устанавливают на незакрепленную площадку у устья шпура. Инъектор 3, размещенный в трубе, через открытый захват 13 вводится в шпур и фиксируется захватом 13. Затем производят нагнетание раствора с нормальным временем отверждения в глубинную часть массива. 2 с. п. ф-лы, 6 ил.

1587206

Формула изобретения

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к креплению горных выработок, а также может быть использовано в строительной промышленности.

Целью изобретения является повышение эффективности упрочнения горных пород.

На фиг. 1 изображено устройство в момент нагнетания раствора в глубинную часть массива; на фиг. 2 — устройство, вид сверху; на фиг. 3 — устройство в момент нагнетания раствора в приконтурную часть массива; на фиг. 4 — узел 1 на фиг. 3; на фиг. 5 — технологическая схема способа при упрочнении междукамерного целика; на фиг. 6 — технологическая схема способа при упрочнении выработки.

Для упрочнения горных пород в массиве через 8 — 10 м бурят шпуры 1 диаметром 42 мм, длиной 38 — 40 м. Затем на поверхность горной выработки 2 на расстоянии 0,5 — 1,0 м от шпура устанавливается инъектор 3 для упрочнения горных пород.

Производится нагнетание скрепляющего раствора с нормальным временем отверж,дения в цилиндр 4 с отвердителем. При, этом открывается предварительный клапан 5, скрепляющий раствор давит на плавающий клапан 6 и, проходя через отверстия 7 кольца 8, смешивается с отвердителем.

Затем через отверстие 9 скрепляющий быстротвердеющий раствор поступает в пространство, ограниченное емкостью 10. При этом происходит нагнетание быстротвердеющего раствора в технологические трещины приконтурной зоны 11 и одновременное формирование изоляционной оболочки 12 на поверхности выработки. Раствор в технологические трещины нагнетается до полного растворения отвердителя и закрытия плавающего клапана 6, После отверждения раствора инъектор 3 переставляется на соседний участок, где повторяется операция по упрочнению приконтурной зоны. Таким образом упрочняется приконтурный слой пород на площади вокруг шпура с шагом, опережающим шаг крепления глубинной части массива на величину, не менее максимального радиуса распространения раствора с нормальным временем отверждения. Затем устройство устанавливают на незакрепленную площадку у устья шпура, равную по площади герметизирующей емкости 10, при этом инъектор 3 устройства 1 через открытый захват 13 вводится в шпур до упора шарового утолщения 14 в емкость 10 и фиксирует его захватом 13. Производится подача скрепляющего раствора в магистраль 15.

Первоначально раствор поступает в инъектор 3, который, расширяясь, сжимается в осевом направлении и сообщает хвостовику с шаровым утолщением 14 поступатель5

4 ное движение., Шаровое утолщение 14, шарнирно зафиксированное на емкости 10, прижимает ее к породе и обеспечивает дополнительную герметизацию ограничен ного пространства вокруг шпура. При дос тижении давления 5 — 7 МПа, необходимого для удержания устройства на поверхности массива при его работе, открывается предварительный клапан 5 цилиндра 4 и происходит упрочнение приконтурной части массива. После закрытия плавающего клапана 6 давление в системе повышается, открывается клапан в инъекторе 3 и происходит нагнетание скрепляющего раствора с нормальным временем отверждения в глубинную часть массива. В результате создается максимально возможное давление нагнетания упрочняющего раствора в глубине массива и заполнение раствором мелких трешин размером порядка 0,1 — 0,01 мм.

При достижении оптимального давления нагнетания (16 — 18 МПа) инъекционная установка отключается, сбрасывается давление в системе, плавающий клапан 6 возвращается в начальное положение, цилиндр 4 заполняется очередной дозой отвердителя и устройство устанавливается на новое место.

1. Способ упрочнения горных пород, включающий создание внутренней несущей оболочки по контуру выработки в приконтурной части массива путем нагнетания в нее быстротвердеющего раствора и последующее крепление глубинной части массива посредством нагнетания раствора с нормальным временем отверждения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности упрочнения горных пород, несущую оболочку по контуру выработки размещают с шагом, опережающим шаг крепления глубинной части массива на величину, не менее максимального радиуса распространения раствора с нормальным временем отверждения.

2. Устройство для упрочнения горных пород, включающее емкость, по контуру которой расположен герметик, нагнетательный цилиндр с предварительным клапаном и инъектор, связанные между собой гидросистемой для подачи рабочей жидкости в инъектор и емкость, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности упрочнения горных пород, цилиндр дополнительно снабжен плавающим клапаном с кольцом с отверстиями по периметру, а инъектор расположен в трубе с возможностью перемещения, причем в месте соединения трубы с емкостью установлен захват для инъектора, а нагнетательный цилиндр соединен с трубопроводом подачи отвердителя.

1587206

Фиг. 2

1587206

Соста вител ь Л. Березкина

Редактор В. Бугренкова Техред А. Кравчук Корректор М. Кучерявая

Заказ 2405 Тираж 3 78 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35. Рву шская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r Ужгород, ул. Гагарина, 101