Устройство для нагнетания скрепляющего состава через шпур в трещиноватые породы Советский патент 1990 года по МПК E21D20/00 

3Г5

(РЭ) 11 из материала, обладающего свойством памяти формы. Концы РЭ 11 вставлены в отверстия 8. При установке в шпур Т 5 с герметизатором и П 7 последние ориентируют так, чтобы РЭ

11были перпендикулярны плоскости обнажения горного массива. В процессе нагнетания скрепляющего состава через Т 5 он застаивается в полости

12П 7 и нагревается, и тепло переда

ется РЭ 11. Последние удлиняются и давят на стенки шпура. В результате проницаемость пород уменьшается перпендикулярно плоскости обнажения, а увеличивается параллельно ей. Для уменьшения циркуляции закрепляющего состава через П 7 их полости 12 м.б. заполнены открыто пористым материалом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к упрочнению породных массивов в горных выработках. Целью является снижение расхода скрепляющего состава путем направленного упрочнения горных пород. Устройство для нагнетания скрепляющего состава через шпуры в трещиноватые породы включает герметизатор, установленный на нагнетательной трубке (Т)5, смеситель, соединительные трубопроводы и насосную станцию. На Т5 установлены полые перегородки (П)7. Каждая П7 выполнена в виде короба с поперечными сквозными отверстиями 8 и продольными входными 9 и выходными 10 каналами в его стенках. В коробе диаметрально размещен распорный элемент (РЭ) 11 из материала, обладающего свойством памяти формы. Концы РЭ 11 вставлены в отверстия 8. При установке в шпур Т5 с герметизатором и П7 последние ориентируют так, чтобы РЭ 11 были перпендикулярны плоскости обнажения горного массива. В процессе нагнетания скрепляющего состава через Т5 он застаивается в полости 12 П7 и нагревается, и тепло передается РЭ 11. Последние удлиняются и давят на стенки шпура. В результате проницаемость пород уменьшается перпендикулярно плоскости обнажения, а увеличивается параллельно ей. Для уменьшения циркуляции закрепляющего состава через П7 их полости 12 м.б. заполнены открыто пористым материалом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

30

35

Изобретение относится к упрочнеию породных массивов в горных выраотках, а именно к устройствам для агнетания скрепляющих составов через 20

пуры в трещи нова тый массив горных по-; од.

Целью изобретения является снижеие рахода скрепляющего состава путем аправленного упрочнения горных по- 25

од.

На фиг. 1 изображена схема установленного в шпур.е устройства для нагнетания скрепляющего состава в горные породы; на фиг. 2 - перегородка, установленная на нагнетательной трубке устройства, продольный разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Устройство для нагнетания скрепляющего состава через шпур в трещиноватые породы состоит из насосной станции 1, подводящих трубопроводов 2 и 3 для подачи компонентов скрепляющего состава, смесителя 4, нетательной трубки 5, на которой установлены герметизатор 6 и полые перегородки 7. Каждая перегородка выполнена в виде короба с поперечными сквозными отверстиями 8 и продольными входными 9 и выходными 10 каналами в его стенках. В коробе диаметрально размещен распорный элемент 11, концы которого вставлены в отверстия 8. Распорный элемент 11 выполнен из материала, обладающего свойством памяти формы. Распорный элемент 11 может быть выполнен, например, в виде стержня с поперечным отверстием для установки его на нагнетательную трубку 5 Распорные элементы 11 ориентированы так, чтобы, удлиняясь, они создавали распорные усилия в направлении, перпендикулярном плоскости обнажения Б

40

45

50

55

0

5

0

5

0

5

0

5

массива горных пород. Кроме того, полость 12 перегородок 7 может быть заполнена открыто пористым материалом, например поролоном (не показан).

Устройство работает следующим образом.

При установке в шпур нагнетательной трубки 5 с герметизатором 6 и перегородками 7 последние ориентируют так, чтобы распорные элементы 11 удлинялись и создавали распорные усилия в направлении, перпендикулярном плоскости обнажения Б горного массива. Компоненты скрепляющего состава насосом по подводящим трубопроводам 2 и 3 через смеситель 4 подают в нагнетательную трубку 5. Скрепляющий состав поступает в кольцевой зазор между стенками шпура и нагнетательной трубкой 5 от ее конца к устью шпура до герметизатора 6 и проникает в трещины горного массива. Через перегородки 7 скрепляющий состав, протекает по каналам 9 и 10 в полость 12.

Во время всего процесса нагнетания в кольцевом зазоре находится свежеприготовленный скрепляющий состав, температура которого незначительно отличается от температуры окружающей среды, так как времени на прохождение его от смесителя 4 проходит мало, а скрепляющий состав после смешивания исходных компонентов нагревается постепенно. Значительно (для полиурета- нового состава это порядка 80°С) нагревается скрепляющий состав в полостях 12, так как в них циркуляция состава отсутствует и свежий скрепляющий состав не поступает.

Происходит нагревание распорных элементов 11 до температуры мартенсит- ного превращения (например, до t°- - 70°С), они удлиняются и создают

распорные усилия перпендикулярно плоскости обнажения Б горного массива. При этом с трещинами, параллельными плоскости обнажения Б пород, происходит следующее: уменьшение раскрытия трещин, расположенных между плоскостью обнажения Б пород и шпуром (ниже точки т) и расположенных за шпуром (за точкой п), увеличение раскрытия трещин, расположенных между точками приложения распорных усилий тип, т.е. пересекающих боковую поверхность шпура. Если последних трещин не бы-

ло, то под действием усилий распорных 15 трещиноватые породы, включающее герэлементов образуется в массиве горных пород новая трещина, параллельная плоскости обнажения Б пород и пересекающая боковую поверхность шпура. В результате проницаемость массива горных пород в направлениях, параллельных плоскости обнажения Б пород, увеличивается, а в направлениях, перпендикулярных плоскости обнажения Б, уменьшается. Скрепляющий состав пропитывает в трещиноватом массиве горных пород зону с эллипсовидным поперечным сечением. Посла прекращения процессов нагнетания и твердения скрепляющий состав склеивает отдельности горного массива. Для улучшения протекания скрепляющего раствора по шпуру в направлении к его устью перегородки могут иметь эллиптическую форму или вырезы для образования увеличенных зазоров между стенкой шпура и перегородками 7. В случае заштыбовки N VC NN Ч Х Ч ХЧ

186

занных зазоров при высыпании породы из стенок шпура скрепляющий состав протекает через предусмотренные для этой цели выходные каналы 10. Чтобы уменьшить циркуляцию скрепляющего состава через перегородки 7, их полости 12 могут быть заполнены открыто пористым материалом.

10

Формула изобретения

0

5

0

5

метизатор, установленный на нагнетательной трубке, смеситель, соединительные трубопроводы и насосную станцию, отличающееся тем, что, с целью снижения расхода скрепляющего состава путем направленного упрочнения горных пород,оно снабжено установленными на нагнетательной трубке полыми перегородками, каждая из которых выполнена в виде короба с поперечными сквозными отверстиями и продольными входными и выходными каналами в его стенках и диаметрально- размещенного в коробе распорного элемента, концы которого вставлены в отверстия, при этом распорный элемент выполнен из материала, обладающего свойством памяти формы.

7 ,5

V

Фиг.1

л/// /// /// /// //У /// /// /// /// /// /// /// ///

г77 /// /// /// ///

И

Фиг.1

///

/// /// /// /// /// ///