Способ разупрочнения труднообрушаемых кровель и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК E21C41/16 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разупрочнении труднообру- шаемых кровель в процессе подземной очистной выемки,

Цель изобретения - повышение эффета разупрочнения слоев пород кровли и безопасности горных работ.

На фиг.1 показана схема расположения скважин, пробуренных из подготовительных выработок, и места расположения забоя; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.Т; на фиг.З - конструкция устройства для осуществления разупрочнения труднообрушаемых кровель направленным влагонасыщением; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З; на фиг.5 - разрез В-В на фиг03.

На фиг.1 показаны подготовительные выработки 1 скважины 2, очистной забой 3, а на фиг.2 - зона 4 разупрочнения, угол 3 наклона скважины.

Устройство содержит сектор 5 трубы, акустическую линзу 6, ультразвуковой генератор 7, гибкую связь 8 пружину 9, кабель 10 для подвода напряжения.

Сущность способа заключается в бурении скважин в кровлю пласта вне зоны опорного давления впереди очистного забоя, их герметизации, нагнетании в них жидкости под давлением и создании в скважине высокочастотных колебаний. Повышение эффекта раупрочнения пород достигают за счет размещения ультразвуковых генераторо по всей длине скважины и создания ., узконаправленных колебаний перпендил кулярно напластованию слоев пород.

Способ разупрочнения труднообру- шаемой кровли осуществляют следующим образом.

Из подготовительных выработок 1

впереди очистного забоя бурят скважины 2 под углом (3 55-85° к оси подготовительной выработки Затем в скважины вводится сектор 5 трубы, на котором устанавливают акустическую линзу 6 с ультразвуковыми генераторами 7. Сектор 5 трубы изготавливают из буровых труб. Акустическую пинзу 6 крепят к сектору 5 трубы по всей ее длине и изготавливают из органического стекла. На линзе с помощью пружины 9 закрепляют ультразвуковые генераторы 7, выполненные из пьезокерамических пластин (цирко

5

0

5

0

5

0

5

0

5

нат-титаната свинца), имеющих гибкую связь 8 между собой. Пьеэокерами- ческие пластины излучают высокочастотные колебания, при подаче на них разности потенциалов с частотой 20-22 кГц. Для создания высокочастотных колебаний в скважине 2 к каждой пьезокерамической пластине осуществляют подвод напряжения по кабелю 10,, После оснащения скважины герметизируют ее устье и подают в нее воду под давлением. Напряжение на генератор колебаний подается после герметизации скважины и заполнения ее водой„

Формула изобретения

10 Способ разупрочнения труднообрушаемых кровель, включающий бурение скважин в породы кровли пласта из подготовительных выработок впереди очистного забоя вне зоны влияния опорного горного давления, герметизацию устья скважин, подачу в скважины жидкости под давлением и влагонасы- щение массива, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффекта разупрочнения слоев пород кровли и безопасности горных работ, формируют зоны влагонасыщения в направлении, перпендикулярном мощности слоев кровли,. асимметрично с соотношением высоты указанной зоны к ее ширине не менее 2, при этом направленность воздействия жидкостью на слои кровли создают генератором высокочастотных колебаний с частотой от 20 до 22 кГц, а указанный генератор устанавливают по всей длине скважины и фокусируют высокочастотные колебания в направлении разупрочнения.

2„ Устройство для разупрочнения труднообрушаемой кровли, включающее насос, став труб, герметизатор, колебательный механизм, отличающееся тем, что, с целью повышения эффекта разупрочнения слоев пород кровли и безопасности горных работ, устройство снабжено акустической линзой, которая укреплена на сегменте трубы и выполнена с фокусом, большим диаметра указанного сегмента трубы, а колебательный механизм выполнен в виде составного вибратора и установлен по всей длине сегмента трубы по оси акустической линзы и связан с нею гибкой связью0

чающееся тем, что вибратор выполнен из пьезокерамических пластирые связаны между собой гибкой связью.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разупрочнении труднообрушаемых кровель в процессе подземной очистной выемки. Цель - повышение эффекта разупрочнения пород кровли и безопасности горных работ. Для этого в породы кровли пласта из подготовительных выработок бурят скважины вне зоны влияния опорного давления впереди очистного забоя. Устья скважин герметизируют, нагнетают в них жидкость под давлением и создают в скважине высокочастотные колебания путем применения ультразвуковых генераторов 7 колебаний. Размещают ультразвуковые генераторы 7 по всей длине скважины и создают узконаправленные колебания перпендикулярно напластованию слоев пород. Высокочастотные колебания с частотой от 20 до 22 кГц создаются при помощи связанных между собой гибкой связью пьезокерамических пластин, из которых выполнены генераторы 7, при подаче на них разности потенциалов. Увеличение глубины проникновения воды в массив достигается путем применения акустической линзы 6, расположенной в скважине, закрепленной на сегменте трубы 5 и имеющей фокусное расстояние больше диаметра скважины, и фокусированием отражения колебаний в направлении разупрочнения пород. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Фиг.Ь

Фиг. 5