Способ упрочнения горных пород Советский патент 1980 года по МПК E21D1/16 

1

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть применено при упрочнении цементацией необводненных нарушенных пород вокруг горных выработок.

Известен способ упрочнения горных пород цементацией, заключаюшийся в том, что раствор нагнетают во все отбуриваемые цементационные скважины. Кроме того б)рят также скважины для заполнения растворами синтетических смол неподдающихся цементации тонких трешин и для контроля качества упрочнения 1.

Этот способ не позволяет исключить отрицательное влияние отфильтровываюш,ейея из цементационных растворов жидкой фазы, заключающееся в уменьшении прочности окружающих выработку горных подод за пределами зоны упрочнения.

Цель настоящего изобретения - уменьщение трудоемкости и удешевление способа за счет удаления жидкой фазы раствора.

Поставленная цель достигается тем, что вокруг каждой цементационной скважины создают дренажные скважины, которые заполняют материалом, способным фильтровать жидкую фазу.

Изобретение поясняется чертежом.

Массив горных пород, нарущениых трещинами 1, вскрыт цементационными скважинами 2 и дренажной скважиной 3 с устьевым запорным устройством в виде плотно и прочно закрепленной тампонажной трубки 4, крана 5 и перфорированного патрубка 6.

5 Горный массив закреплен крепью 7.

Дренажная скважина плотно заполнена материалом, свободно фильтрующим воду и недоступным для проникновения в него цементных частиц, например, песком с

10 крупностью зерен менее 2 мм.

Конструкция устьевого запорного устройства дренал-сных скважин зависит от вида фильтрующего материала, способа подачи его в скважины, например для песчаного

15 фильтрующего материала, подаваемого пасосом в скважину в смеси с водой.

В процессе нагнетания цементационный раствор и отфильтровывающаяся из него жидкая фаза движутся по трещинам, достигают дренажных скважин и обтекают их. Твердая фаза раствора при определенных условиях оседает в трещинах, уменьшая живое сечение их. Поэтому гидравлические сопротивления трещин возрастают. Все это

25 влечет за собой увеличение давления нагнетания, создаваемого насосом, и напоров в различных точках потоков раствора и фильтрата в трещинах. Как только напор раствора или фильтрата в трещинах вблизи дре30 нажных скважин превысит напор, необходиМый для преодоления гидравлических сопротивлений их, скважины начнут пропускать фильтрат в выработку.

Предварительные расчеты показывают, Ч10 потери нанора на преодоление гидравлических соиротивлеиий иредлшкеиных нами дренажных скважии в десятки и сотни раз меньше напоров, создаваемых в процессе упрочнения горных пород цементацией. Это позволяет считать вполне очевидной возможность почти полного или частичного исключения поступления отфильтровывающейся жидкой фазы цементационных растворов в трещины и поры пород за пределами зоны упрочнения.

После прекращения нагнетания раствора в цементационные скважины и выделения фильтрата из дренажных скважин, с последних снимают краны, освобождают их от фильтрующего материала и используют для контроля качества упрочнения, например, методом поглощений. Прн необходимости Через дренажные скважины заполняют химическими растворами тонкие трещины горных пород, не заполненные при цементации. Следовательно, общее количество скважпи по сравнению с известным способом не увелпчивается.

Формула изооретения

1. Способ упрочнения горных пород, включающий бурение скважин и нагнетание цементационного раствора в них, отличаю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и удешевления способа за счет удаления жидкой фазы раствора, вокруг каждой цементационной скважины создают дренажные скважины.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дренажные скважины занолняют материалом, способным фильтровать жидкую фазу.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Шмидт К. Л. Упрочнение вмешающих пород раствором и цементационным молоком, Глюкауф, № 20, 1963, с. 15-16 (прототип).