Способ укрепления горных пород Советский патент 1991 года по МПК E21D11/10 

Изобретение относится к угольной промьшшенности, а именно к химическим способам укрепления массива горных пород при проведении и поддержании очистных и подготовительных выработок о

Целью изобретения является повышение эффективности укрепчсчия путем исключения влияния неоднородности размеров трещин горного массива

На фиг- 1 изображена в плане схема расположения скважин для упрочнения горных пород; на фиг02 - узел I на фиго I; на фиг03 - сечение А-А на фиг.1 о

Способ укрепления горных пород реализуется следующим способомо /

Один из вариантов реализации способа осуществляете , лшм образом

Из вправоJKH I скважину 2 над пластом 3 в кровлю 4 на рчсст я- нии L от очисиюг боя 3, причем L бопьше, чем рассточ1 не L,, , характеризующее длину зоны опорного давче- ния „

В сквалину 2 устанавлив ог лнъск- торы 6 и 7 и герметизируют их герметизатором 8.

Инъектор, предназначенный длч подачи органического скрепчяищего раствора, например инъектсо 7, HMCIт длину, соизмеримую с длиной скыжины 2, а также отверстия 9 для выхода скреп

05 N9 -U

J

ляющего раствора равномерно по всей длине инъектора 70

При продвигании очистного забоя 5 на расстояние L. до скважины 2, Т0е0 в момент, когда скважина 2 оказывается в зоне максимального горного давления, характеризующегося образованием нового количества трещин в массиве, через инъектор 6 производят закачивание скрепляющего раствора на основе минерального вяжущего Учитывая, что минеральные вяжущие на -основе цементов и прочих проникают в тре- щшы с раскрытием от 0,1-0,2 мм, то происходит заполнение трещин 10 с раскрытием ori 0,1 мм и более о При ото1и происходит уплотнение массива между трещинами 10 до образования системы микротрещин 11 с размером рас- крытия от бесконечно малого до 0,1 мм Одна:-«, если л системе микротрещин Ч чйполнито скрепляющим раствором чрецьны в гидапазоне 0,01 - 0,1 мм, то этого достаточно для укрепления массира ъ целом, так как трещины 11 с раскрытием менее 0,01 мм, имеющие н значитышнуго длину, оказываются обжатыми со всех сторон Таким образом, трещины 11 с размером более 0,01 мм будут склеены, а в микротрещинах с размером менее 0,01 мм будет значительно увеличен коэффициент трения0

Тогда при сохранении подвижности раствора минерального вяжущего в скважине 2 и в трещинах 10 (с размером раскрытия более 0,1 мм) производят нагнетание скрепляющего раствора на основе органических компонентов, например пенополиуретана, имеющего способность проникать в трещины с раскрытием от 0,01 мм и более0 Для предотвращения заполнения инъектора 7, предназначенного для подачи органического скрепляющего раствора мине- ральным вяжущим через отверстия 9, что может привести к его порче, предварительно нагнетанию минерального вяжущего производят заполнение инъектора 7 одним из компонентов органи- ческого скрепляющего растворас

Двигаясь под давлением по скважине 2 и трещинам 10, органический скрепляющий раствор проникает в трещины

1. Учитывая, что трещины 10 уже заполнены минеральным вяжущим, то органический скрепляющий раствор будет двигаться преимущественно по системе трещин 11 с раскрытием менее 0,1 мм и заполнять их„

Решается вопрос экономного использования скрепляющего раствора на основе органических дорогостоящих материалов о В то же время совместное применение скрепляющего раствора на минеральной и органической основе позволяет по-новому взглянуть на процесс изменения физико-механических свойств горных пород, так как наличие упругих прослойков из пенополиуретана в массиве и в макротрещинах следует рассматривать как демпфирующие прокладки, предохраняющие массив и отвердевшее минеральное вяжущее от деформации неупругой, а следовательно, от разрушения Работая в качестве амортизатора, упругие прослойки гасят колебания, возникающие в горных породах при их обрушении и неравномерном подвигании забоя0

Формула изобретения

1 о Способ укрепления горных пород, включающий бурение скважин в горный массив, размещение и герметизацию в них пнъекторов и поэтапную подачу по ним скрепляющего раствора, которым сначала заполняют макротрещины, а затем мпкротрещины, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности укрепления путем исключения влияния неоднородности размеров трещин, на первом этапе нагнетают скрепляющий раствор на минеральной основе с размером частиц его компонентов больше размера микротрещин, а на втором - раствор на органической основе с размером частиц его компонентов меньше размера микротрещин „

20 Способ по п01, отличающийся тем, что в качестве скрепляющего раствора на минеральной основе используют цемент, фосфогипс, а в качестве раствора на органической основе - пенополиуретан

.У

Изобретение относи с« к yio ib- ной промышленности и может бьчь использовано при проведении и поддержании очистных и подготовительных вн работоко Оно позволяет повысить эф- фекивность укрепления пород путем исключения влияния неоднородности размеров трещин массива, Ия ь рабо-- ки перед очистным яабоем буряi скважчни над чине то 5 ни, пстаьл чн и герметнтнруюг RI а ч ы-ктор ). Когда п i (|T iTi и iii C1 -Юм- IK - снм пьчого и пи i i чире один из инт ьтоггв лтгнетс ют t креплч- ющий раить j HIi p LIU pni oc io jo, например ИРМОЧГ, (|огнпг„ Вгороп ИНЪСКТОр ЧМ( L I iHJ ,iH MCpJ r, Ю С ДЛИНОЙ , Ь )РПС1И) п п Ч ВЫ ходл р ч т unjt.i t if рчом r i4e его sanoj/iu ioT on им ч чомпонр пов органического I4AVIIL1 1, Ч I d Г i о; ОМ ГР1 - нетчюг Г1 е з HGI о тпииг дст p mic TLI opi аничсч F ос ип уцс „ п,римср пенопочиурстан Размер частиц компонентов pccr°npi из мпчеп чьноп основе болпчс ,1 fin ротропллн, а на оргаьччегч и о i si 1 з з п ,cb- nil, 3 л i § (Л

Ггпф

emZ9l