Способ упрочнения горных пород вокруг выработок

 

(72) Автор изобретения

Б.А. Джалагония

Институт горной механики им. Г.А. (7l) Заяыитель (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

ВОКРУГ ВЫРАБОТОК

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано во всех основных выра- . ботках глубоких шахт для упрочнения окружающей выработки пород.

Из существующих способов упрочне ния горных пород широко применяется цементация горных пород (1) .

Недостатком является то, что в этом способе цементно-песчаный раствор тампонируется в неупругодеформированную ! о зону (в трещину),. и закрепные пустоты вокруг горной выработки упрочняются и образуется упруго-жесткая оболочка вокруг нее, поэтому отсутствует

1S возможность развития процессов упрочнения деформируемых пород вслед за прохождением (до стабилизации смещения контура) горных выработок на глубоких горизонтах шахт и рудников, об20 разования упруго-жесткой среды вокруг . выработки, характеризующиеся низким ударопоглощающим свойством и малой способностью к влагоизоляции.

Известен также способ упрочнения горных пород вокруг выработок, включающий введение в закрепное пространство битумо-минеральной смеси (2 .

Недостатком способа является ..алая проникающая способность в глубоких трещинах из-sa быстрого остывания расплавленной горячей битумной массы, и низкой температуроустойчивостью затампонированной среды.

Цель изобретения — обеспечение устойчивости и долговечности выработок, расположенных преимущественно на глубоких горизонтах путем образования вокруг выработки вязко-пластичной среды.

Цель достигается тем, что в качестве битумо-минеральной смеси используют предварительно растворенную безводную битумо-минеральную мастику, при этом введение ее в закрепчое пространство осуществляют под давлением 3-6 атм при температурном режиме о окружающего породного массива 20-50 С.

878944

На чертеже представлена технологи ческая схема способа.

Схема включает емкость 1 для холодного раствора, тампонажный насос

2, тампонажные кондуктора 3, крепь 4 горной выработки. неупруго-деформированную (трещиноватую) зону 5, закрепную пустоту 6, вязкопластичную среду 7 (слой).

Предварительно растворенная мас- 1О тика из холодного битумо-минерального материала из доставленной емкости (обыкновенной шахтной закрытой вагонетки) 1 с помощью тампонажного насоса 2 и кондукторов 3 через крепь

4 под давлением вводится в трещины неупругодеформированной (трещиноватой) зоны 5 и закрепные пустоты 6 вокруг выработки. В результате адсорбции и улетучивания растворителя образуется вязко-пластическая среда (слой) 7.

Введением раствора из холодной би— тумо-минеральной мастики в трещинах неупруго-деформированной зоны 5 и закрепных пустотах 6 вокруг горной выработки образуется вязкопластичная среда (слой) 7, обеспечивающая повышение устойчивости выработки за счет возникновения силы сцепления и внутреннего трения между битумо-минеральной смесью и поверхностью пород, при температурном режиме окружающего породного массива 20-50 С. Эмульсия о вводится под давлением 3-6 атм.

Грузонесущая способность и ударо35 устойчивость крепи достигается заполнением трещин неупруго-деформированной зоны 5 закрепных пустот 6 битумоминеральной смесью 1 и образованием вязкопластичной среды (слоя) 7 во—

40 круг выработки, характеризующиеся сохранением своей связной структуры и физико-механических свойств в процессе изменения формы и объема (в результате возникновения активных локальных сил и смещения контура выработки), способностью равномерного и пропорционального перераспределения неравномерных статических напряжений по периметру крепи 4 и погашением разрушительных динамических усилий.

Технико-экономические показатели характеризуются высокой экономичностью, т.е. простой технологией приготовления, легкостью транспортирования, хранения и тампонирования (нагнетания). Кроме того, благодаря образованию вязко-пластичной среды (зоны) вокруг выработки достигается рациональное перераспределение активных нагрузок и снижение напряжения по периметру горной крепи.

Формула изобретения

Способ упрочнения горных пород вокруг выработок, включающий введение в закрепное пространство битумо-минеральной смеси, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью обеспечения устойчивости и долговечности выработок, расположенных преимущественно . на глубоких горизонтах, путем образования вокруг выработки вязко-пластичной. среды, в качестве битумо-минеральной смеси используют предварительно растворенную безводную битумную минеральную мастику, при этом введение ее в закрепное пространство осуществляют под давлением 3-6 атм при температурном режиме окружающего поо одного массива 20-50 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дружко Б.Е. и др. Устойчивость основных горных выработок.. Донецк, "Донбасс", 1975.

2. Николаев К.Д. Капитальный ремонт и реконструкция дорожных тоннелей. M. "Транспорт", 1973, с. 187188 (прототип).

878944

Заказ 9684/2

Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Составитель Л. Березкина

Редактор О. Юркова Техред С.Беца Корректор А. Ференц