Способ определения пустот горного массива вокруг выработок Советский патент 1983 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения свойств горного массива вокруг прой1денных выработок.

Известен способ определения пустот горного массива вокруг выработок, включагадий нагнетание в массив воды и определение его удельного водопог-лсадения 1.

Недостаток данного способа заключается в невозможности определения фактического коэффициента пустотности массива.

Известен способ определения пус.тотности массива вокруг выработок,, включающий пойнтервальное нагнетание в шпуры жидкости или газа, измерение смещения пород на контуре выработки, определение коэффициента трещиноватости на контуре выработки и определение распределения коэффициента трещиноватости при удалении от ее контура 2.

Однако при применении известного способа характерно недостаточное качество получаемой информации,так как он не дает возможности прогнозировать остаточную пустотность упрочненНого тампонажем горного массива в процессе ведения тампонажных работ.

Цель изобретения - повышение -качеству получаемой информации за счет прогнозирования пустотности упрочненного тампонажем горного массива.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения пустот горного массива вокруг выработок, включающем поинтервальное нагнетаниев 1Ш1УРЫ - жидкости или газа, измере10ние смещения пород на контуре выработки, определение коэффициента трещиноватости на контуре выработки и .определение распределения коэффициента трещиноватости при удалении

15 от ее контура, в шпуры после нагнетания в них жидкости или газа дополнительно поинтервально нагнетают тампонажный раствор, при этом прогнозное изменение коэффициента пустотнрс20ти упрочненного массива при удалении от контура выработки определяют из соотношения

ПоМ Лг) .(г-)

d

25

md)

fl(}

:m-(r)

прогнозное изменегдение коэффициента пустотности упроч30ненного массива при удалении от контура . выработки;. m(l) - коэффициент пустот . ности горного масси ва на контуре выработки;f(ir) ; f 2 («) - распределение погло щающей способности горного массива вок руг выработки жидкости и тампонажног раствора, соответственно;f(l);f2(l) поглощающая спо- . собность горного, массива на контуре выработки жидкости и тампонажного раствора, соответственно. Сущность предлагаемого способа за ключается в различии проникающих спо собностей высокопроникающей жидкости и тампонажного раствора, увеличиеающихся при удалении от контура выработки вследствие уменьшения хрещиноватости. На контуре выработки крупные трещины одинаково хорошо пропускают и высок.опроникающую жидкость и тампонажный раствор. При удалении от контура выработки появляется все большее количество тонких трещин, хорошо пропускающих вьасокопроникающую жидкость, но совершенно не пропускающих тампонажный раствор. Это приводит к тому, что пустотность, определенная по тампонажному раствору, при удалении от контура выработки уменьшает ся по сравнению с пустотностью, определенной по высокопроникающей жид кости. На чертеже показана горная выработка, первоначальный и деформирован ный контуры выработки, примерные виды, графиков относительного распределения по глубине шпура поглощающей способности массива по высокопроника ющей жидкости и по тампонажному раствору а также относительного пропгаэного изменения коэффициента пустотности горного мас сива (1, ( Способ осуществляют следующим об разом. На участке выработки, подлежащем .упрочнению, бурят и нагнетают в него жидкость или газ. Опробование массива производят участками с помощью пакетирующих устройств. Ана логичным образом, в такой же последовательности, на тех же участках, производят нагнетание в этот шпур .тампонажного раствора. Результаты опытных нагнетаний аппроксимируют соответственно функциями f-,r) и f2(г). Причем размерность f(r)- м/с, либо Па/с, а размерность „(г)- Измеряют смещение U контура выработки в месте расположения устья шпура. Затем согласно известному способу, полагая f{r)f(r), определяют коэффициент пустотности на контуре выработки т(1). Далее из соотношения (1) определяют искомое прогнозное изменение коэффициента пустотности гаф(г). При необходимости аналогичным образом определяют mo(r) и для других участков контура выработки. Упрочненные в процессе опытных наг|1етаний тампонажного раствора участ;ки горного массива считают затампо.нированными и повторно при ведении основных тампонажных работ скважинами не вскрывают. Применение предлагаемого способа позволяет до проведения основных работ по тампонированию прогнозировать остаточную пустотность упрочненного массива. Это позволяет скорректировать концентрацию тампонажного раствора/ дать предварительную оценку фильтрационных, прочностных и деформационных характериситк упрочненного массива и заранее, еще до проведения основных тампонажных работ, определить целесообразность дополнительного заполнения остаточных пустот химическими растворами,а также разработать обоснованныэ мероприятия по рациосГальному поддержанию горных выработок. Формула изобретения Способ определения пустот.горного массива вокруг выработок, включающий поинтервальное нагнетание в шпуры жидкости иЛи газа, измерение смещения пород на контуре выработки, определение коэффициента трещиноватости на контуре выработки и определение распределения коэффициента трещиноватости при удалении от ее контура, отличающийся тем, что, с целью повышения качетсва получаемой информации за счет прогнозирования пустотности упрочненного тампонажем горного массива, в шпуры после нагнетания в них жидкости или газа дополнительно поинтервально нагнетают тампонажный раствор, при этом прогнозное изменение коэффициента пустотности упрочненного массива при удалении от контура выработки опре-деляют из соотношения т(г) f(r} f(r luTF MT faFT

де mo(r)- прогнозное изменение

коэффициента пустот ности упрочненного массива при удалении от контура выработки; tn(l)- коэффициент пустотности массива на контуре выработки;

f tirljEjjlh) - распределения поглощающей способности горного массива вокруг выработки жидкости и тампонажного раствора, соответственно;

f 1 dl.f.jt поглощающая способность массива nai контуре выработки жидкости и тампонажного раствора соответст5венно.

Источники ИНфОЙ сЩИИ,

принятые во внимание при экспертизе

1.Трупак Н.Г. Специальные спосо10 бы проведения горных выработок. М.,

Недра, 1976, с. 74-75.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2924154/22-03,

кл. Е 21-.С 39/00, 1980.

«7/г; М f irTti)

flM М

ftN

molt) f,{i)