Способ упрочнения горных пород вокруг выработок Советский патент 1981 года по МПК E21D11/10 E21D21/00 

(54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ВОКРУГ ВЫРАБОТОК

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано во всех основных выработках глубоких шахт для упрочнения окружающей вьфаботки пород.. Из существующих способов упрочнения горных пород широко применяется цементация горных пород fl . Недостатком является то, что в это способе цементно-песчаный раствор там понируется в неупругодеформированную зону (в трещину), и закрепные пустоты вокруг горной выработки упрочняются и образуется упруго-жесткая оболочка вокруг нее, поэтому отсутствует возможность развития процессов упрочнения деформируемых пород вслед за прохождением (до стабилизации смещения контура) горных выработок на глубоких горизонтах шахт и рудников, образования упруго-жесткой среды вокруг выработки, характеризующиеся низким ударопоглощающим свойством и малой способностью к влагоизоляции. Известен также способ упрочнения горных пород вокруг выработок, вклюЧЕ1КНЦИЙ введение в закрепное пространство битумо-минеральной смеси 21. Недостатком способа является малая проникающая способность в глубоких трещинах из-за быстрого остывания расплавленной горячей битумной массы, и низкой температуроустойчивостью затампонированной среды. Цель изобретения - обеспечение устойчивости и долговечности выработок , расположенных преимущественно на глубоких горизонтах путем образования вокруг выработки вязко-пластичной среды. Цель достигается тем, что в качестве битумо-мин еральной смеси используют предварительно растворенную безводную битумо-минеральную мастику, при этом введение ее в закрепное пространство осуществляют под давлением 3-6 атм при температурном режиме окружающего породного массива 20-50 С.

На чертеже представлена технологическая схема способа.

Схема включает емкость 1 для холодного раствора, тампонажный насос 2, тампонажные кондуктора 3, крепь 4 горной выработки, неупруго-деформированную (трещиноватую) зону 5, закрепнуо пустоту 6, вяакопластичную среду 7 (слой).

Предварительно растворенная мастика из холодного битумо-минерального материала из доставленной емкости (обыкновенной шахтной закрытой вагонетки) 1 с помощью тампонажного насоса 2 и кондукторов 3 через крепь 4 под давлением вводится в трещины неупругодеформиров-анной (трещиноватой) 5 и закрепные пустоты 6 вокруг выработки. В результате адсорбции и улетучивания растворителя образуется вязко-пластическая среда (слой) 7,

Введением раствора из холодной битумо-минеральной мастики в трещинах неупруго-деформированной зоны 5 и закрепных пустотах 6 вокруг горной выработки образуется вязкопдастичная среда (слой) 7, обеспечивающая повышение устойчивости выработки за счет возникновения силы сцепления и внутреннего трения между битумо-минеральной смесью и поверхностью пород, при температурном режиме окружающего породного массива 20-50 С. Эмульсия вводится под давлением 3-6 атм.

Грузонесущая способность и удароустойчивость крепи достигается заполнением трещин неупруго-деформированной зоны 5 закрепных пустот 6 битумоминеральной смесью 1 и образованием вязкопластичной среды (слоя) 7 вокруг выработки, характеризующиеся сохранением своей связной структуры и физико-механических свойств в процессе изменения формы и объема (в результате возникновения активных локальных сил и смещения контура выработки),

способностью равномерного и пропорционального перераспределения неравномерных статических напряжений по периметру крепи 4 и погашением разрушительных динамических усилий.

Технико-экономические показатели характеризуются высокой экономичностью, т.е. простой технологией приготовления, легкостью транспортирования, хранения и тампонирования (нагнетания). Кроме того, благодаря образованию вязко-пластичной среды (зоны) вокруг выработки достигается рациональное перераспределение активных нагрузок и снижение напряжения по периметру горной крепи.

Формула изобретения

Способ упрочнения горных пород вокруг выработок, включающий введение в закрепное пространство битумо-минерадьной смеси, отличающийс я тем, что, с целью обеспечения устойчивости и долговечности выработок, расположенных преимущественно на глубоких горизонтах, путем образования вокруг выработки вязко-пластичной среды, в качестве битумо-минеральной смеси использзпот предварительно растворенную безводную битумну минеральную мастику, при этом введение ее в закрепное пространство осуществляют под давлением 3-6 атм при температурном режиме окружающего породного массива 20-50 С.

Источникиинформации, принятые во внимание при экспертизе

УД I i|yq - i If ко, - ff . «Л 6tft ч lu

;6 f ;: vH:;:° ::;. M : f;0 .. :я . Л .;: f .. . / Г Я. p