Способ снижения прочности горныхпород b массиве

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Совет сник

Социалистических

Рес ублик (ti)834346 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 23.03.78 (21) 2597265/22-03 с присоединением заявки И вЂ” . (23 ) Приоритет

Е 21 С 39(00

ВвудвратввнМ квиитет

CCCP

Ю йФам нэвбрвтевн6, и вткрытвв Опубликовано 30.05.81. Бюллетень 3% 20

Дата опубликования описания 30. 05. 81 (И) УДК 622. .235(088.8) (72) Авторы изобретения

П.M. Трухин, Т.И. Исагулов, Г.И. Карпенко и В.Н. Рожков

Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский угольный институт Министерства.угольной промышленности СССР (КНИУИ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ГОРНЫХ

ПОРОД В .МАССИВЕ

Изобретение относится к горно,.му делу и может использоваться для облегчения управления труднообрушаемой кровлей и разрушения крепких пород проходческими машинами.

Ф

Существуют способы снижения устойчивости горных пород методом передового торпедирования, электромагнитного разрушения и пропусЯ кания электрического тока высокого напряжения (1).

Известные способы разупрочнения горных пород в массиве малоэффективны и небезопасны в угольных шахтах.

М

Известен способ управления кровлей, основанный на эффекте снижения прочностных свойств пород, увеличения трещиноватости и расслаиваемостн межслоевых контактов путем гидрообработки массива в режимах увлажнения и гидр разрыва.

Сущность его заключается в том, что в пробуренные впереди очистного забоя скважины, пересекающие массив основной кровли по длине лавы, нагнетается вода. Вне зоны опорного давления нагнетание ведется в режиме увлажнения, в зоне опорного давлениякак в режиме увлажнения, так и в режиме, обеспечивающем гидроразрыв пород 12).

Однако процесс нагнетания воды в породный массив осуществляется в два приема, на расстоянии 30-40 м впереди очистного -забоя и в зоне опорного давления; область применения ограничена, так как с помощью воды возможно ослабление пород, в составе которых имеются глинистые вещества в значительных количествах. При наличии карбонатизированных пород нагнетание воды малоэффективно, так как с помощью последней невозможно растворять карбонаты. При проведении горных выработок в крепких карбонатизированных породах данный способ ослабления не приемлем.

834346

10 20

10

Время обработки, сут

Концентрация соляной кислоты, X вода 4

0,2

Концентрация ПАВ

645

31,2 3!

78 71

Цель изобретения — повышение разрушаемости горных пород.

Поставленная цель достигается тем, что в нагнетаемую в массив жидкость добавляют химический растворитель и поверхностно-активное вещество, а затем осуществляют выпуск массива из раствора через скважины, причем в качестве химического растворителя используют соляную кислоту в количестве 4-8Х, а в качестве поверхностно-активного вещества— карбозин-О в количестве 0,2-0,4Х от общего веса смеси.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

В крепкие породы, содержащие 540Х карбонатов от общего объема, бурят скважины и в них закачивают

4-SX-ный водный раствор кислоты с добавкой 0,2-0,4Х ПАВ под давлением

lOO-l5O кгс/см . Процесс взаимодей- .. ствия карбонатов пород с растворите-о

Среднее значение предела прочности породы на сжатие, кгс/см

Среднее значение предела прочности пород на растяжение, кгс/см

Количество испытанных образцов, шт.

Результаты экспериментов в лабораторных условиях показали, что рациональная концентрация растворителя колеблется от 4,0 до BX. Также установлено, что для ускорения растворения карбонатов в растворитель необходимо добавить ПАВ в количестве от 0,2 до 0,4Х от общего объема.

Обработка крепких пород, содержащих от 5 до 40Х карбонатов 4-8%-м

4 лем идет в два этапа. В начале образуются раствор солей, углекислый газ и вода. в дальнейшем растворенный в воде углекислый гаэ вступает в реакцию с остатками карбонатов, образуя гидрокарбонаты в жидком состоянии. По истечении времени, необходимого для полного растворения карбонатов, осуществляют выпуск раствора

1р (самотеком или принудительно) . При этом значительно снижается плотность пород и в связи с этим уменьшается их прочность.

В лабораторных условиях были проведены эксперименты по ослаблению крепких карбонатизированных песчеников водными растворами соляной кислоты различных концентраций от р (3 до 1 ОХ) с добавками ПАВ (О, 05-0, SX).

Данные, полученные при оптимальной концентрации растворителя, приведены в таблице.

0,2 0,2 0,4 0,4

645 127 126 44

7,2 7,2 6,8 6,7

1 раствором соляной кислоты с добавкой 0,2-0,4Х ПАВ-карбозин-О в тече ние 10-20 сут снижает их прочность

:на 60"80Х. При этом остаточная кон:центрация кислоты в породе по истечении указанного срока не превышаss ет 0,1-0,16Х. Такая кислая среда является неагрессивной для техники и безопасной для обслуживающего персонала.

Формула изобретения

834346 6 рушаемости горных пород, в нагнетаемую жидкость добавляют химический растворитель и поверхностноактивное вещество, а затем осуществляют выпуск раствора из массива через скважины.

2. Способ по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве химического растворителя используют соляную кислоту в крличестве 4-8Х, а в качестве поверхностноактивного вещества — карбозин-0 в количестве 0,2-0,4Х от общего веса смеси.

)5 Источники информации, 1. Способ снижения прочности принятые во внимание при экспертизе горных пород в массиве, включающий 1. Авторское свидетельство СССР бурение скважин r нагнетание в мас- У 514954, кл. Е 21 С 37/18, 1976. сив жидкости, о т л и ч а ю щ и и -.. 2. Авторское свидетельство СССР с я тем, что, с целью повышения раз- о Ф 344)30, кл. Е 2) С 23/00, 1970.

Составитель П. Березкина

Редактор И. Кузнецова Техоел С.Мигунова Корректор Л.Иван

Заказ 4030/58 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

))3035 Москва, Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4