Способ упрочнения вмещающего выработку массива Советский патент 1990 года по МПК E21D11/10 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для обеспечения устойчивости горных вы- рабрток в сложных условиях, преиму- щест венно в трещиноватых породах, при высоком уровне напряженности вмещающего массива (при отношении величины горного давления к прочности пород на сжатие, близком и большем единицы).

Цель изобретения - повышение качества упрочнения массива при уровне напряжений в нем, приближающемся к пределу длительной прочности и пород и превышающем его.

На чертеже показана вьфаботка, поперечный разрез.(

Способ осуществляется следующим образом

По мере проведения выработки 1 производят ее крепление рамами постоянной крепи 2 с тампонажем закрепно- го пространства Скважины 3 бурят на глубину, заведомо превышающую глубину, на которой cфop иpyeтcя вторая зона 4 уплотнения (6-8 м), расстояние между веерами скважин опре- деляет я однородностью литoлoгичecкo- го состава вмещающих пород по длине выработки 1. Часть скважин 3 (1-3 в веере) оборудуют под. наблюдательные для контроля за состоянием вмещающего массива (либо устанавливают глубинные

Ю

реперные станции, либо используют оптические и другие приборы контроля за состоянием стенок скважины). Мет о- дика наблюдений определяется типом используемого замерного оборудования.

Первоначально деформационная структура массива вокруг выработки имеет следующее строение: непосредственно к выработке 1 примыкает зона 5 прикон- турной трегциноватости, остальнсж объем массива имеет относительно постоянную структуру. Зональная деформационная структура в виде чередующихся зон А уплотнения и 6 разуплотнения начинает формироваться через некоторое время с формирования кольцевой зоны 6 разуплотнения, при этом одновременно формируется зона 7 уплотнения, заключенная между зоной 5 приконтурной трещиноватости и первой зоной 6 разуплотнения. Время начала этого процесса и скорость его протекания определяются уровнем напряженности вмещающего массива (чем больше отношение величины горного давления к прочности пород на сжатие, тем раньше начинается этот процесс и быст рее протекает). Далее формируются последующие зоны 7 уплотнения и 8 разуплотненияо

Работы по упрочнению зон 6,8 разуплотнения начинают после фиксирования времени окончания развития зон 6,8 разуплотнения при максимальном раскрытии трещин в них. Число зон разуплотнения, подлежащих упрочнению определяют из условия получения грузонесущего породного кольца (из пород, сжатых в зоне уплотнения и протампонированных в зоне разуплот ,нения)5 несущая способность которого

достаточна для обеспечения устойчи- . вости выработки.

Нагнетание закрепляющего состава (предпочтительно быстротвердеющего) производят известным способом с использованием обычных средств нагнета ния.

После окончания процесса нагнетания в массиве образуется грузонесущее породное кольцо вокруг вьфаботки, при этом прочностные характеристики материала кольца будут выше, чем прочностные характеристики массива до начала ,процесса формирования зональной деформационной структуры (прочность и плот- ность пород в зоне уплотнения

повышены за счет обжатия этой зоны в процессе формирования зон разуплотнения, а прочность пород в зоне разупг лотнения приближена к исходной прочности и плотности массива за счет

тампонирования этих зон).

Кроме того, указанное воздействие на зоны разуплотнения исключает возможность их последующего уплотнения и разуплотнения ранее уплотненных силами горного давления пород уплотненной зоны (так называемый эффект смены :- местоположения в пространстве зон уплотнения и разуплотнения).

Изобретение обеспечивает более высокое качество упрочнения массива, несущая способность пород и их плотность повьШ1аются весьма значительно при упрощении технологии упрочненияо Все это способствует надежности поддержания вьфаботок.

Фор м у ла изобретения

Способ упрочнения вмещаницего вьфа- ботку массива, включающий бурение по периметру выработки перпендикулярных ее продольной оси скважин, выявление деформационной зональной структуры

уплотнения и разуплотнения массива вокруг выработки, избирательное упрочнения отдельных деформационных зон, отличающийся тем, что, с целью пов ышения качества упрочнения

массива при уровне напряжений в нем, приближающемся к пределу длительной прочности пород и превышающем его, определяют время окончания развития зон разуплотнения, а затем упрочняют

их путем нагнетания скрепляющих растворов.

Изобретение относится к подземному строительству и может быть использовано для упрощения горных пород. Оно позволяет повысить качество упрочнения массива при уровне напряжений в нем, приближающемся к пределу длительной прочности пород и превышающем его. После проходки выработки и ее крепления по периметру последней бурят скважины, перпендикулярные ее продольной оси. Посредством них выявляют зональную дифракционную структуру массива. Упаковывают размеры зон уплотнения и разуплотнения в нем. Определяют время окончания развития зон разуплотнения. Сразу после достижения в них максимальной степени раскрытия трещин начинают работы по их упрочнению. Упрочнение производят нагнетанием скрепляющих растворов. После этого исключается возможность последующего образования зон уплотнения и разуплотнения. Вокруг выработки образуется кольцо с прочностными характеристиками, превышающими свойства массива до начала формирования зональной деформационной структуры. 1 ил.