Способ укрепления горных пород

 

Изобретение относи с« к yio ib- ной промышленности и может бьчь использовано при проведении и поддержании очистных и подготовительных вн работоко Оно позволяет повысить эффекивность укрепления пород путем исключения влияния неоднородности размеров трещин массива, Ия ь рабо-- ки перед очистным яабоем буряi скважчни над чине то 5 ни, пстаьл чн и герметнтнруюг RI а ч ы-ктор ). Когда п i (|T iTi и iii C1 -Юм- IK - снм пьчого и пи i i чире один из инт ьтоггв лтгнетс ют t креплчющий раить j HIi p LIU pni oc io jo, например ИРМОЧГ, (|огнпг„ Вгороп ИНЪСКТОр ЧМ( L I iHJ ,iH MCpJ r, Ю С ДЛИНОЙ , Ь )РПС1И) п п Ч ВЫ ходл р ч т unjt.i t if рчом r i4e его sanoj/iu ioT on им ч чомпонр пов органического I4AVIIL1 1, Ч I d Г i о; ОМ ГР1 - нетчюг Г1 е з HGI о тпииг дст p mic TLI opi аничсч F ос ип уцс „ п,римср пенопочиурстан Размер частиц компонентов pccr°npi из мпчеп чьноп основе болпчс ,1 fin ротропллн, а на оргаьччегч и о i si 1 з з п ,cb- nil, 3 л i § (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51)5 Е 21 1) 11/!0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИг!

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 464686!/03 (22) 07.02.89 (46) 30.01.91. Бюл. № 4 (75) Л.М.Строяковский (53) 677,,284(088.8) (56) Авторское свидетельство CCCP

¹ 669008, кл. Е 02 D 3/12, 1978.

Авторское свидетельство ССС! № 1441073, кл. L 2! D 20/ОО, 1988., (54) СПОСОБ УКРЕ1НЕП1И ГОРН!!Х ПОРОЦ (57) Изобретение DTHocHTcÿ к угольнои промыиленности и может бь:ть использовано при проведении и паддер<нанни очистных и подготовительных выработок. Оно позволяет говысить эффекивность укрепления пород путем исключения влияния неоднородности размеров трещин массива„ Из выработки перед очистным забоем бурят скваИзобретение относится к угольной промышленности, а именно к химическим способам укрепления массива горных пород при проведении н поддержании очистных и подготовительных выработок.

Целью изобретения является повышение эффективности укрепления путем исключения влияния неоднородности размеров трещин горного массива, На фиг.1 изображена в плане схема расположения скважин для упрочнения горных пород; на фиг.2 — узел T. на фиг.I; на фиг.3 — сечение А-А на фиг.I.

Способ укрепления горных пород реализуется следующим способом. жиль! над 1!1!»с:то! 1,< 3 !!!1:; вставляют и герметизируют д1-а иьг»ектсгр а „! огда сква"":11н» с 1:. sf 1>а> 1 > 1> зп i - .>к

С1>М:->ЛЬНС>ГП:>1 »1! Г > Л, «>>> >i>>> >ICP><З один из ин; ктс> и!3 н-гнет,->кт скреьн!як>1>3ий Pcтвс>» !I<>; : < 1> 3JII i>«i ° oc>io !o например не.i !it> >!»-сфп Illic Втс рс и

EIH I.eKTf>P I>f f >. " . » i it С<СЮ С длиной c»в,.:.1!1!ь1, и;<. персти>1 д.с!я I>»Iхода р>>с:T!»>p 1. 1Ь»: IIEE!>oM зт..;по tit o

3аполляют oil!» f f f!ç !,о !«с нентов opl àничс .cv<>I Î в>!>>с>>! . о > а il !!>:>1с>средствевппго з то op 1 апил» f, o c 1>1 жущ.> с . н;псп! мер

IIt. H0IIoTiIE pcT а<н < Р I!Icr»;.>I!.ной основе бол!.щс. p;»f< 11>1 мн>сpoTpefmIH, а на ор г <>1!с> ЕС С»1> Ос: i: 1С !ЕНЬ1>1е ., з.п„>1>-лы, 3»».

Один из Iiap! IaHToll peaлнз ации спосооа ocyt>3t cтвляетс»1IIIM 05рВ зом.

Из выработки 1 бур»т скважину 2 над пластом 3 в кровлю 4 на расстоянии Ь от очистного з;.-бп>! 5, причем L больше, чсм рассТОН>..ие L„, характеризующсе дл>!ну зовы опорного давления.

I3 с к в а»с! и 2 у с т а 1-! <а в л и в а<, з т и н ъ с кторы 6 и 7 и герметизируют их герметиэатором 8.

Инъектор, предназ1>ачен!!ь!й! дл» подачи органического скрепляющего раствора, например гн1ъектсo 7, имес т длину, соизмеримую с длиной скважины 2, а также отверстия 9 для выход» скреп

1624173 ляющего раствора равномерно по всей длине инъектора 7.

11ри продвигании очистного забоя 5 на расстояние L до скважины 2, т.е. в момент, когда скважина 2 оказывается в зоне максимального горного давления, характеризующегося образованием нового количества трещин в массиве, через инъектор 6 производят закачинание скрепляющего раствора на основе минерального вяжущего. Учитывая, что минеральные вяжущие на основе цементов и прочих проникают в трещины с раскрытием от 0,1-0,2 мм, то 15 происходит заполнение трещин 10 с раскрытием от 0,1 мм и более. При этом происходит уплотнение массива между трещинами 10до образования системы микротрещин 11 с размером рас- 20 кр THH = o(сконечно малогo до 0,1 мм.

Одна:..о, егчп в системе микротрещин заполни ; скрепляющим раствором 1)ец 1ньl н, 01с паз оне О у 0 1 0 у 1 мм» то этого достаточно для укрепления 25 массила н ц лом, так как трещины 11 с раскрытием менее 0,01 мм, имеющие незначительную длину, оказываются обжатыми со всех сторон, Таким образом, трещины 11 с размером более 0,01 мм 30 будут склеены, а в микротрещинах с размером менее 0,01 мм будет значительно увеличен коэффициент трения.

Тогда при сохранении подвижности раствора минерального вяжущего в 35 скнажше 2 и в трещинах 10 (c размером раскрытия более 0,1 мм) произво дят нагнетание скрепляющего раствора на основе органических компонентов, например пенополиуретана, имеющего 40 способность проникать в трещины с раскрытием от 0,01 мм и более. Для предотвращения заполнения инъектора 7, предназначенного для подачи органического скрепляющего раствора мине- 45 ральным вяжущим через отверстия 9, что может принести к его порче, предварительно нагнетанию минерального вяжущего производят заполнение инъектора 7 одним из компонентов органи- g0 ческого скрепляющего раствора, Двигаясь под давлением по скважине

2 и трещинам 10 органический скрепляющий раствор проникает в трещины

11 ° Учитывая, что трещины 10 уже аполнены минеральным вяжущим, то органический скрепляющий раствор будет двигаться преимущественно по системе трещин 11 с раскрытием менее 0,1 мм и заполнять их.

Решается вопрос экономного использования скрепляю1цего раствора на основе органических дорогостоящих материалов. В то же время совместное применение скрепляющего раствора на минеральной и органической основе позволяет по-новому взглянуть на процесс изменения физико-механических свойств горных пород, так как наличие упру-гих прослойков из пенополиуретана в массиве и в макротрещинах следует рассматривать как демпфирующие прокладки, предохраняющие массив и отвердевшее минеральное вяжущее от деформации неупругой, а следовательно, от разрушения. Работая в качестве амортизатора, упругие прослойки гасят колебания, возникающие в горных породах при пх обрушении и неравномерном подвигании забоя, Формула изобретения

Io Способ укрепления горных пород, включающий бурение скважин н горный массив, размещение и герметизацию в них пнъекторов и поэтапную подачу по ним скрепляющего раствора, которым сначала заполняют макротрещины, а затем мпкротрещины, о т л и ч à ю— шийся тем, что, с целью повышения эффективности укрепления путем исключения влияния неоднородности размеров трещин, на первом этапе нагнетают скрепляющий раствор на минеральной основе с размером частиц его компонентов больше размера микротрещин, а на втором — раствор íà органической основе с размером частиц его компонентов меныпе размера микротрещин а

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве скрепляющего раствора на минеральной основе используют цемент, фосфогипс, а в качестве раствора на органической основе — пенополиуретан, 1624173

1 6241 73

Редактор М.Бандура

Проиэводст венно-из дательскнй комбинат инат Патент" г У р жгоро р д, ул. Гагарина 10 1

Заказ 177

ВНИИПИ

НИИПИ Государственного

113035, Составитель С Б ачурин

Техред Л.Са ардюкова Корректо ор .Король

Тираж Подписное комитета по изобретениям и отк ы

Москва, Ж-35 Ра. и открытиям при ГКНТ СССР аушская наб., д. 4/5