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

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при упрочнении горных пород путем нагнетания в них укрепляющих растворов.

Целью изобретения является увеличение проникающей способности твердеющего раствора.

На чертеже представлены зависимости средней скорости движения оаствора в трещине VCp от величины отношения РИ/Р Кривая 1 соответствует давлению нагнетания PI, а кривая 2 - давлению Рч. причем . Зона I характеризует нецелесообразный режим нагнетания, при этом при Ри Р преимущества звукокапиллярного эффекта не проявляются. Зона I (Ри/Р 1.3-2,8) характеризует оптимальный режим нагнетания.

Способ осуществляется следующим образом.

В укрепляемый массив известными способами нагнетается твердеющий раствор до максимально возможного заполнения трещин (для данного известного способа упрочнения), о чем судят по резкому повышению давления нагнетания. Затем в нагнетаемый раствор с помощью ультразвукового генератора и преобразователей излучают ультразвук, при этом интенсивность ультразвука выбирают, исходя из условий, что звуковое давление Ри излучения должно в 1.3-2,8 раз превышать давление нагнетания Р. Поддей- ствием ультразвука в твердеющем растворе возникает звукокапиллярный эффект, заключающийся в возрастании глубины и скорости проникновения раствора в трещины

О

VJ о

Ј о

(капиллярные каналы). По мере нагнетания целесообразно известными методами (сей- смо- и электрометрией, контролем расхода упрочняющей смеси и т.п.) контролировать степень заполнения трещин раствором.

Пример. Для укрепления трещиноватого гранитного массива в нем бурятся инъекционные скважины, в которые под давлением 15 МПа нагнетается раствор на основе карбамидной смолы КФ-МТ. В устье инъекционной скважины установлен магни- тострихционный ультразвуковой преобразователь. При резком увеличении давления нагнетания переходят на другой режим упрочнения. Для этого давление нагнетания Р уменьшают до 0,1 МПа и подключают преобразователь к ультразвуковому генератору. Звуковое давление излучения устанавливают ,2 МПа. Величина звукового давления определяется специальным преобразователем, установленным в инъекционную скважину, либо расчетным путем.

Например, рассчитаем мощность ультразвукового генератора W для обеспечения необходимого звукового давления Ри:

w ,

ц рС

где S - площадь излучателя, 10 м2;

р С - плотность и скорость звука в нагнетаемом составе, для карбамидной смолы р 1,35 103 кг/м3и м/с;

rj- КПД излучателя, для магнитострик- ционного преобразователя rj 0,5.

Подставив численные значения, получим:

W-25 Вт.

Таким образом, для обеспечения звукового давления .2 МПа необходима мощность ультразвукового генератора W 25 Вт, При значительном снижении расхода

раствора давление нагнетения повышают до ,2 МПа. а звуковое давление - до 0,4 МПа (мощность генератора Вт), что приводит к временному увеличению расхода. В дальнейшем Р повышают до 0,3 МПа,

а Ри - до 0,6 Па (W-225 Вт), при этом величина расхода нагнетаемой практически не увеличивается. На основе этого можно сделать вывод, что имеющиеся открытые трещины заполнены укрепляющим раствором.

5 Улучшение проникающей способности упрочняющих растворов увеличивает степень заполнения трещин, что позволяет повысить качество укрепления трещиноватых массивов и,в конечном итоге, повысить без0 опасность и эффективность ведения горных работ.

Формула изобретения Способ укрепления трещиноватых пород, включающих нагнетение в массив твер5 деющего раствора и воздействие на него ультразвуком, контроль давления нагнетания по измерительным приборам, о т л и ч а- ю щ и и г я тем, что, с целью увеличения проникающей способности раствора, воздействие ультразвуком на твердеющий раствор начинают после фиксации i измерительными приборами момента увеличения давления, при этом интенсивность ультразвукового воздействия выбирают по соотношению

5Ри(1.3-2.8) Р,

Ри - звуковое давление ультразвукового излучения:

Р - значение давления нагнетания раствора.

0

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для инъекционного упрощения трещиноватых пород. Цель - увеличение проникающей способности твердеющего раствора. Раствор в массив нагнетают до максимально возможного заполнения трещин, о чем свидетельствует резкое увеличение давления, фиксируемое измерительными приборами. Затем в раствор излучают ультразвук, интенсивность которого выбирают, исходя из условия, что звуковое давление излучения должно в 1,3 - 2,8 раза превышать давления нагнетания. Перед воздействием ультразвука давление нагнетания понижают. Под воздействием ультразвука в растворе возникает звукокапиллярный эффект. 1 ил.