Способ предотвращения динамических явлений в слоистых породах

 

Способ предотвращения динамических явлений. Определяют зоны контакта с коэффициентом трения более 15°. Нагнетают в эти зоны поверхностно-активные вещества, которые снижают коэффициент трения до 5 14,5°. 1 з.п.ф-лы. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО ЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТ0РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4872951/03, (22) 08,10,90 (46) 30. 11.92. Бюл. N 44 (71) Уральский научно-исследовательский и проектный институт медной промышленности (72) Н.И.Ермаков, О.А.Синцов, К.Е .Иельчаев, Р.Б.Мухаметов, Б.А.Вольхин и l0.С.Павлов (56) Петухов И.И. и др. Предотвращение горных ударов на рудниках. И.: Недра, 1984, с.98-100.

Авторское свидетельство СССР

N 1075009, кл. Е 21 F 5/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1503409, кл. Е 21 F 5/00, 1986.

Изобретение относится к горной

; промышленности и предназначено для предотвращения динамических явлений при разработке залежей со слоистыми вмещающими породами.

Известен способ предотвращения. горных ударов, включающий бурение скважин в боковые породы и нагнетаwe воды.

Способ малоэффективен в слоистых породах при реализации динамического явления путем подвижки по межсловвому контакту. При нагйетании воды происходит образование трещин в направлении деиствия максимального главного напряжения, приводящее к снижению прочности пород на определенных участках и возрастанию удароопасности в отдельных областях, что мо, Ы„„1778315 А1 (54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ДИНАМИЧЕ!

СКИХ ЯВЛЕНИЙ В СЛОИСТЫХ ПОРОДАХ (57) Способ предотвращения динамических явлений. Определяют зоны контакта с коэффициентом трения более о

15 . Нагнетают в эти зоны поверхностно-активные вещества, которые снижают коэффициент трения до 514, 5 . 1 з.п.ф-лы. жет инициировать динамическое явление.

Известен также способ предотвращения динамического явления, включающий бурение скважин до межслоевых контактов и нагнетание жидкости вдоль плоскости контакта через. щель, образованную вокруг каждой скважины по плоскости межслоевого контакта.

Способ не дает положительного эффекта предотвращения динамического явления в слоистых породах, когда реализация динамического явления происходит путем подвижки по межслоевому контакту. При образовании щели по пло скости контактов происходит уменьшение опорной площади контактов, что в услбвиях высокой анизотропии поля напряжений приведет к возрастанию 3

1778315 удароопаснрсти и в конецном итоге к динамическому явлению, Кроме того нагнетание воды в межслоевой контакт возможно только под большим давлением, превышающим максимальную нагрузку, т.е. в режиме гидроразры; ва, приводящего к возникновению ряда плоскостей и ослаблению определенных участков массива. 10

Цель изобретения - повышение эффективности предотвращения динамических явлений за счет уменьшения коэффициента трения иежслоевого контакта.

Это достигается тем, что предва- 15 рительно определяют зоны конткта с о коэффициентом трения более 15 и наг нетают жидкость в эти зоны, при этом в качестве жидкости используют растворы поверхностно-активного вещества, 20 снижающие коэффициент трения до 514,5 .

Жидкость подбирают из условия снижения коэффициента трения контакта до величины 5-14,5

Способ,,осуществляется следующим способом.

На иесторождении полезного ископаемого или его части со слоистыми вмещающими породами известныи спасо- 30 бом выделяют зоны контакта с коэффициентом трения более 15

В указанные зоны производят буре. ние скважин. Бурение скважин осуществляют, например, из полевых вы- 35 работок. По керновому материалу скважин дополнительно к оценке напряженного состояния вблизи контакта îïðåделяют в лабораторных условиях материал заполнителя межслоевого кон- 40 такта, классифицируют его и затеи выделяют области контакта с однородным материалои заполнителя на всей контролируемой площади контакта..Для каждой однородности. материала запал- 4б нителя подбирают жидкость, позволяющую уменьшать коэффициент трения контакта до безопасной велицины 5-14,5,, например ПАВ.

Подобранную жидкость подают в выделенные зоны контакта по скважинам в режиме фильтрации. Нагнетание жидкости в скважины производят в режиме минимальйого гидронапора, необходимого для поднятия жидкости до указанно» го межслоевого контакта.

Для герметизации скважин в месте контакта можно применять цементно- . песчаные растворы, механические, гидравлические и пневматические герметизирующие устройства. Контроль,.за эффективностью проводимых мероприятий (перемещение пород по плоскости) осуществляют по контрольным скважинам, пробуренных в середине:определенных зон, визуально, с помо- щью просмотра прибором РВП или с. помощью клиновой насадки, Проведение профилактических мероприятий нацинают с зоны, являющейся зоной наиболее вероятного проявления динамического явления. {зо" ны наиболее слабой при срыве по контакту - с наименьшим углом трения контакта в пределах 15-30 ). .После контроля за эффективностью мероприятия в указанной зоне мероприятия проводят в следующей с более высо" . ким углом трения по l

Предлагаемый способ позволяет предотвращать динамические явления беэ создания в гарном массиве дополнительных зон повышенных концентрацией напряжений, которые инициируют. динамические явления, что приводит к разрушению сплошности массива. Это в дальнейшем приводит к снижению эффективности ведения очистных работ на данном участке месторождения. Реализация напряженного состояния при предлагаемом спос6бе происходит riyтем плавной управляемой (как подбором жидкости к конкретному участку, так и оцередностью проведения меро-, приятия) подвижкой по,иежслоевому контакту .

Подобранная жидкость, воздействуя на материал заполнителя межслоевого контакта, выполняет роль смазки между сдвигаемыми под действиеи каса". тельного напряжения и трущимися ; поверхностями контактов слоев. Попа". дая в конкретный участок контакта, жидкость уиеньшает трение между. берегами контактной трещины. Под действиеи высоких касательных напряжений происходит смещение берегов трещин относительно друг. друга и жидкость как бы "затягивается" .за счет наличия анизотропии поля напряжений, и этот процесс является самоподдерживающиися, в результате. чего жидкость в межслоевой контакт можно подавать в режиие фильтрации.

Высокая потенциальная энеогия не1завнокоипонентного поля напряжений приформула изобретения

1. Способ предотвращения динамических явлений s слоистых породах, включающий бурение скважин до межслоевых контактов. и нагнетание жид-, Составитель Н.Ермаков

Техред И..Иоргентал . Корректор Т.Палий ю

Редактор 3.Ходакова

Заказ 4172 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 17783 водит и действие механизм скольжения по заранее выбранному и подготовленному (в это место подается жидкость) участку контакта в результате чего неравнокомпонентность поля напряжений уменьшается эа счет снижения максимальной компоненты найряженйй и повышения минимальной компоненты, что практически сводит возможность проявления 1О горного давления в динамической форме к нулю.

15 6 кости в зоны контактов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью предотвращения динамических явлений в слоистых породах за счет уменьшения коэффициента трения межслоевого контакта, предварительно определяют зоны контакта с коэффициентом трения о более 15 и нагнетают жидкость в эти эоны, при этом в качестве жидкости используют растворы поверхностноактивного вещества, снижающие коэффициент трения.

2. Способ по и.1, о т л и ч а юшийся тем, что жидкость подби-рают из условия снижения коэффициента трения контакта до величины 514,5 .