Способ упрочнения вмещающего выработку массива

 

Изобретение относится к подземному строительству и может быть использовано для упрощения горных пород. Оно позволяет повысить качество упрочнения массива при уровне напряжений в нем, приближающемся к пределу длительной прочности пород и превышающем его. После проходки выработки и ее крепления по периметру последней бурят скважины, перпендикулярные ее продольной оси. Посредством них выявляют зональную дифракционную структуру массива. Упаковывают размеры зон уплотнения и разуплотнения в нем. Определяют время окончания развития зон разуплотнения. Сразу после достижения в них максимальной степени раскрытия трещин начинают работы по их упрочнению. Упрочнение производят нагнетанием скрепляющих растворов. После этого исключается возможность последующего образования зон уплотнения и разуплотнения. Вокруг выработки образуется кольцо с прочностными характеристиками, превышающими свойства массива до начала формирования зональной деформационной структуры. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1610О2 А 1 (19) (11) Р1)5 E 21 D 11/10

О) )ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ Р ННТ СССР

Н AITOPGHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4467328/24-03 (22) 29.07.88 (46) 30.11.90.Бюл ° )1 - 44 (75) М.И.Звонарев (53) 622.281.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1285160, кл. Е 21 0 20/00, 1987.

Авторское свидетельство СССР

)и 1158761, кл. Е 21 D 13/00, 1985. (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ВМЕЩАЮЩЕГО

ВЫРАБОТКУ МАССИВА (57) Изобретение относится к подземному строительству и может быть использовано для упрочнения горных пород.

Оно позволяет повысить качество упрочнения массива при уровне напряжений в нем, приближающемся к пределу длительной прочности пород и превышающем его. После проходки выработИзобретение относится к. горному делу и может быть использовано для обеспечения устойчивости .горных выработок в сложных условиях, преимущественно в трещиноватых породах, при высоком уровне напряженности вмещающего массива (при отношении величины горного давления к прочности пород на сжатие, близком и большем единицы ).

Цель изобретения — повьппение качества упрочнения массива при уровне напряжений в нем, приближающемся к пределу длительной прочности и пород и превьппающем его, На чертеже показана выработка, поперечныи разрез.

i ки и ее крепления по периметру последней бурят скважины, перпендикулярные ее продольной оси. Посредством них выявляют зональную дифракционную структуру массива. Упаковывают размеры зон уплотнения и разуплотнения в нем, Определяют время окончания развития зон разуплотнения. Сразу после достижения в них максимальной степени раскрытия трещин начинают . работы по их упрочнению. Упрочнение производят нагнетанием скрепляющих растворов. . После этого исключается возможность последующего образования зон уплотнения. и разуплотнения, Вокруг выработки образуется кольцо с прочностными характеристиками, превышающими свойства массива до начала формирования зональной деформационной структуры. 1 ил.

Способ осуществляется следующим © образом.

Ю®

По мере проведения выработки 1 () производят ее крепление рамами постоянной крепи 2 с тампонажем закрепно- Ь ) го пространства. Скважины 3 бурят Я„ на глубину, заведомо превышающую глубину, на которой сформируется вторая зона 4 уплотнения (6-8 м), рас- фЬ с-.ояние между веерами скважин определяет ;я однородностью литологическо и го состава вмещающих пород по длине выработки 1. Часть скважин 3 (1-3 в веере) оборудуют под наблюдательные для контроля за состоянием вмещающего массива (либо устанавливают глубинные

1610029

45 реперные станции, либо используют ,оптические и другие приборы контроля эа состоянием стенок скважины). Методика наблюдений определяется типом используемого замерного оборудования.

Первоначально деформационная структура массива вокруг выработки имеет следующее строение: непосредственно к выработке 1 примыкает зона 5 прикон- 10 турной трещиноватости, остальной объем массива имеет относительно постоянную структуру. Зональная дефор мационная структура в виде чередующихся зон 4 уплотнения и 6 разуплот- 15 кения начинает формироваться через некоторое время с формирования кольцевой зоны 6 разуплотнения, при этом одновременно формируется зона 7 уплотнения, заключенная между зоной 5 20 приконтурной трещиноватости и первой зоной 6 разуплотнения. Время начала этого процесса и скорость его протекания определяются уровнем напряженности вмещающего массива (чем больше 25 отношение величины горного давления к прочности пород на сжатие, тем раньше начинается этот процесс и быстрее протекает). Далее формируются последующие зоны 7 уплотнения и 8 разуплотнения.

Работы по упрочнению эон 6,8 разуплотнения начинают после фиксирования времени окончания развития зон 6,8 разуплотнения при максимальном раскрытии трещин в них. Число зон разуплотнения, подлежащих упрочнению; определяют из условия получения грузонесущего породного кольца (из пород, сжатых в зоне уплотнения 4р и протампонированных в зоне разуплот.нения), несущая способность которого достаточна для обеспечения устойчивости выработки.

Нагнетание закрепляющего состава (предпочтительно быстротвердеющего) производят известным способом с использованием обычных средств нагнетания.

После окончания процесса HarHeTa- 5p ния. в массиве образуется грузонесущее породное кольцо вокруг выработки, при этом прочностные характеристики материала кольца будут выше, чем

1 прочностные характеристики массива до начала процесса формирования зональной деформационной структуры (прочность и плот- ° ность пород в зоне уплотнения

i повышены эа счет обжатия этой зоны в процессе формирования зон разуплотнения, .а прочность пород в зоне разуп-. лотнения приближена к исходной прочности и плотности массива за счет тампонирования этих зон).

Кроме того, указанное воздействие на зоны разуплотнения исключает возможность их последующего уплотнения и разуплотнения ранее уплотненных силами горного давления пород уплотненной зоны (так называемый эффект смены:местоположения в пространстве зон уплотнения и разуплотнения). !

Изобретение обеспечивает более высокое качество упрочнения массива, несущая способность пород и их плотность повышаются весьма значительно при упрощении технологии упрочнения. -Все это способствует надежности поддержания выработок. формула изобретения

Способ упрочнения вмещающего выработку массива, включающий бурение по периметру выработки перпендикулярных ее продольной оси скважин, выявление деформационной зональной структуры уплотнения и разуплотнения массива вокруг выработки, избирательное упрочнения отдельных деформационных зон, отличающийся тем, что, с целью повышения качества упрочнения массива при уровне напряжений в нем, приближающемся к пределу длительной прочности пород и превышающем его, определяют время окончания развития зон разуплотнения, а затем упрочняют их путем нагнетания скрепляющих растворов. !

) 1610029

Составитель С.Бачурин

Техред М.Ходанич Корректор Т.Колб

Редактор M.Öèòêèíà

Тираж 380

Заказ 3717

Подписное

ВНИИПЯ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101