SU1702082A1

SU1702082A1 - Способ опережающего упрочнени пород кровли горных выработок

Info

Publication number: SU1702082A1
Application number: SU904781220A
Authority: SU
Inventors: Алишер Исраилович Шамансуров; Евгений Викторович Кузьмин; Нусратулла Усенов; Алимджан Учкунович Шакиров
Original assignee: Среднеазиатский Научно-Исследовательский Институт Геологии И Минерального Сырья
Priority date: 1990-01-10
Filing date: 1990-01-10
Publication date: 1991-12-30

Abstract

Изобретение относитс к подземному строительству и позвол ет повысить эффективность закреплени пород впереди забо горной выработки. С обеих сторон выработки окрест простирани направлени ее проведени устраивают камеры, кровли которых располагают зыше кровли выработки и параллельно ей. Из камер веерами бур т скважины над кровлей выработки и располагают на разном уровне. Веера скважины скре- щиваютс между собой. В скважины вставл ют тросоинъекционные шланги и нагнетают твердеющий раствор. 4 ил.

Description

Изобретение относитс к горному делу, з частности к способам опережающего упрочнени пород кровли горных выработок.

Известен способ упрочнени кровли горимх выработок при помощи железобетонных шганг, возводимых в нисход щих скважинах, причем установку шланг осуществл ют до обнажени кровли из предварительно пройденной сверху выработки

Недостатком известного способа вл етс значительна трудоемкость работ ввиду того, что дл осуществлени его необходимо пройти сверху специальную выработку , которую к тому же также нужно закрепить.

Известен также другой способ упрочнени пород кровли горных выработок, включающий Ьурение шпуров в кровлю будущей выработки и установку в них анкерной арматуры из параллельно расположенной сбоку другой выработки.

Недостатком этого способа вл етс необходимость проведени и креплени дополнительной выработки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс способ опережающего креплени пород кровли горных выработок, включающий бурение наклонных опережающих скважин в направлении проведени выработки и установку в них анкеров.

Недостатком данного способа вл етс то, что наклонные анкеры воспринимают возникающие в массиве раст гивающие усили , вследствие чего снижаетс эффективность закреплени пород.

Цель изобретени - повышение эффективности закреплени пород.

Указанна цель достигаетс тем, что перед проведением горной выработки по породам с неустойчивой кровлей предварительно проход т две буровые камеры вкрест направлени проведени выраЁ

XI

О

ю о

00

ю

ботки, из которых бур т веера горизонтальных опережающих скважин в кровлю будущей выработки, в которые устанавливают тросоинъекционные штанги и нагнетают твердеющий состав, тем самым создаетс искусственна кровл из комбинации смо- лопородного массива и тросовых штанг, котора способна воспринимать возникающие в массиве раст гивающие усили .

На фиг. 1 м 2 изображена схема опережающего упрочнени пород кровли горных выработок; на фиг. 3 - схема построени опережающих скважин; на фиг. 4 - конструкци инъекционной штанги.

Способ упрочнени пород кровли осуществл ют следующим образом.

Перед проведением горной выработки I по породам с неустойчивой кровлей 2 предварительно проход т две буровые камеры 3 и 4 вкрест направлени проведени выработки 1 (под углом 60° к оси выработки ), из которых бур т веера горизонтальных опережающих скважин 5. 8 скважины устанавливают тросоинъекционные штанги (не показаны), и при помощи установки по многоканальной схеме нагнетают твердеющий состав одновременно во все скважины.

Буровые камеры 3 и 4 проход т на уровне , превышающем уровень выработки ч на 1,0-1.5 м. Это позвол ет бурить веера опережающих скеажин горизонтально над сровлей будущей выработки. Причем веер скважин, пробуренных из буровой камеры 3, находитс на 0,5 м ниже веера скважин, пробуренный из буровой камеры 4, и на 0,5 м выше контура выработки 1. Расположение скважин таким образом позвол ет избежать пересечени скважин противоположных вееров друг с другом (при пересечении скважин невозможно будет установить тро- соинъекционную штангу в одну из них) и создать искусственную сетку из тросоинъ- екционных штанг в кровле будущей выра- ботчи.

Дл определени длины, углов наклона и густоты скважин необходимо предварительно провести графические работы (фиг. 3). Сначала намечаетс зона б упрочнени (концы скважин 7 должны пересекатьс с зоной 6 упрочнени ). Затем наноситс скважина № 1 (как можно ближе к забою выработки 8, но с учетом того, чтобы можно было ее пробурить в производственных услови х ). От конца скважины № 1 нанос т перпендикул р 9. равный 1.5 м (при радиусе распространени твердеющего состава, равном 1,0 м рассто ние между концами скважин должно быть не м%нее ,5 R, т.е. 1,5 м в нашем случае) и намечают точку 10.

Соединив точки 10 и 11 (точка 11 - место расположени бурового стакана, все скважины в веере бур тс с одного положени , без перестановки стзнка), получим скважину № 2 и угол ее наклона относительно скважины №1.8 этом пор дке намечаютс все скважины веера. В идентичном пор дке намечаютс и все скважины веера в противоположной буровой камере. Рассто ние

0 между последними скважинами № 8 обоих вееров не должно быть более 1,5 R (1,5 м).

Наметив таким образом все скважины обоих вееров, получаем количество скважин , углы их наклона и длину. Длина сква5 жин замер етс линейкой (чертеж должен осуществл тьс в удобном дл замеров масштабе ). Определив длину скважин, необходимо произвести расчет экономической целесообразности применени данного

0 способа опережающего упрочнени кровли выработок (приведен ниже) по сравнению с традиционным примен емым способом креплени . Егпи стоимость креплени при известном (традиционное крепление лесо5 материалами) и предлагаемом способах одинакова, то f чтом случае все равно предпочтительнее предлагаемый способ, так как экоеюмите собственный материал - лес. Тросоинъекционна штанга (фиг. 4) со0 стоит из троса 12, нагнетательной трубки 13 перфорированной отверсти ми 14,ниппел 15, рубашки 16 из эластичного открытопори- стого материала типа губки.

Внутренний диаметр рубашки 16 мень5 ше диаметра нагнетательной трубки 13 на 10-15 %, а наружный - на 10-15 % больше диаметра скважины.

Герметизацию скважин осуществл ют следующим образом.

0 Перед установкой тросоинъекционных штанг рубашку 16 из эластичного открыто- пористого материала пропитывают ускорителем отверждени состава Затем устанавливают тросоинъекционные штанги

5 в скважины и нагнетают твердеющий состав , который по заполнении объема скважин проникает в поры рубашки 16, вступает в реакцию с ускорителем отверждени и затвердевает в ней, тем самым герметизиру

0 усть скважин.

По предлагаемому способу упрочн ют породы твердеющими составами на основе синтетических смол, способных быстро реагировать на действие ускорителей отверж5 денИ - катализаторов. В качестве катализаторов могут служить: дл феноло- формальдегидных смол - бензосульфокис- лота, дл мочевино-формальдегидных смол - отверждающий агент ВАГ-3, дл полиуре- тановых смол - триэтиламин Наличие катализаторов в герметизирующей рубашке ,-ю- звол ет сократить врем отверждени состава до 30 с.

Нагнетание твердеющего состава осуществл ют по однорастворной схеме, ото- ра заключаетс в следующем.

В емкость, смонтированной нз платформе от вагонетки (это может быть и ваго-. нетка), заливаютс компоненты твердеющего состава и перемешиваютс электромеханической мешалкой. Емкость соединена с насосом типа НВУ-ЗОМ. При включении насоса твердеющий состав из емкости подаетс по шлангам в скв жины.

Многоканальна схема достигаетс тем, что к основному шлангу от насоса присоедин етс мнс оканальный распределитель , от которого также по шлангам твердеющий состав подаете непос едст- венно в каждую скважину.

Соотношение компонентов в твердеющем составе должно быть таким, чтобы врем гелеобразовани было не менее одного часа. Это вызвано тем. что твердеющий состав не допжен затвердеть р ньше. чем бу- дет закончено инъектмрование массива, иначе он затвердеет в оборудовании, шлангах и нагнетательна установка выйдет из стро . По окончании нагнетани вс установка промываетс водой.

Нагнетание твердеющего состава осуществл ют под высоким давлением - до 25 МПа. При установившемс давлении в 25 МПа нагнетание прекращаетс . Установившеес давление считаетс в том случае, если при отключении установки давление не снижаетс .

Оормула изобретени Способ опережающего упрочнени пород кровли горных выработок, включающий устройство камер, кровли которых располагают выше кровли выработки, бурение из них скважин над кровлей будущей выработки и параллельных ей, установку в них штанг и нагнетание твердеющего состава, отличающийс тем, что, с целью повышени эффективности закреплени пород, камеры устраивают с обеих сторон от выработки вкрест простирани направ- лени ее проведени , при этом скважины бур т скрещивающимис веерами , которые располагают на разном уровне, а штанги используют тросоинъекционные.

Фиг. /

Фиг, I

Физ.З

л

V6

V

N

Claims

Формула изобретения

Способ опережающего упрочнения пород кровли горных выработок, включающий 15 устройство камер, кровли которых располагают выше кровли выработки, бурение из них скважин над кровлей будущей выработки и параллельных ей. установку в них штанг и нагнетание твердеющего состава, 20 отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности закрепления пород, камеры устраивают с обеих сторон от выработки вкрест простирания направления ее проведения, при этом скважины бурят скрещивающимися веерами, которые располагают на разном уровне, а штанги используют тросоиньекционные.

Фиг. 1

Фиг 2

Фиг. 3