Способ поддержания горной выработки

Способ поддержания горной выработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к подземному строительству и может быть мспользовзно для повышения устойчивости выработок при высоком уровне напряжений вмещающего массива. Цель - повышение надежности поддержания выработки. По .мере проведения выработки производят ее крепление и тампонаж ззкрепного пространства . Бурят контрольные скважины и выявляют деформационную зональную структуру разуплотнения и уплотнения массива вокруг выработки. Определяют время окончания развития зон разуплотнения и упрочняют их нагнетанием скрепляющего раствора. Для этого используют раствор, который схватывается после самоуплотнения зон разуплотнения. Определяют время окончания процесса саморазуплстнения зон первичного уплотнения и повторно нагнетают в них быстротвердеющий раствор. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э Е 21 D 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4469785/03 (22) 01.08.88 (46) 15,12.91. Бюл. М 46 (71) Дальневосточный политехнический институт им. В.В. Куй бы шева (72) M.È.Çâîíàðåâ, В.B.Màêàðîâ и Б.И.Емельянов (53) 622.281.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1158761, кл. F 21 D 13/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР

M 1610029, кл. F 21 D 13/00, 1980. (54) СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ ГОРНОЙ

ВЫРАБОТКИ (57) Изобретение относится к подземному строительству и может быть использовано для повышения устойчивости выработок

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для обеспечения устойчивости выработок, поддерживаемых в сложных условиях, преимущественно трещиноватых породах, при высоком уровне напряженности вмещающего массива (при отношении величины горного давления к прочности пород на сжатие, близкого и большего единицы).

Цель изобретения — повышение надежности поддержания выработок при высоком уровне напряженности вмещающего массива.

На фиг.1 схематически показано сечение выработок на начальном этапе существования зональной деформационной структуры; на фиг.2 — то же, на завершаю„„5U„, 1698563 А1 при высоком уровне напряжений вмещаю.щего массива. Цель — повышение надежности поддержания выработки. По.мере проведения выработки производят ее крепление и тампонаж закрепного пространства, Бурят контрольные скважины и выявляют деформационную зональную структуру разуплотнения и уплотнения массива вокруг выработки. Определяют время окончания развития зон разуплотнения и упрочняют их нагнетанием скрепляющего раствора. Для этого используют раствор, который схватывается после самоуплотнения зон разуплотнения. Определяют время окончания процесса саморазуплотнения эон первичного уплотнения и повторно нагнетают в них быстротвердеющий раствор, 2 ил, щем этапе укрепления вмещающего массива.

Способ. основан на том, что вокруг выработок, пройденных в массиве, находящемся при высоком уровне напряженности вмещающих пород (когда величина горного давления приближается к уровню длительной прочности пород и больше) и при наличии исходной системы трещин (ослаблений) массива, формируется зональная деформа. ционная структура, причем положение зон уплотнения в границах вмещающего массива периодически изменяется (т.е. зоны разуплотнения начинают уплотняться, а зоньг уплотнения — разуплотняться, причем зти процессы идут одновременно и взаимно влияют друг на друга)..

1698563

30 ными) осуществляют повторное упрочнение

35 массива, прр этом упрочнению подвергают55

Предлагаемый способ осуществляется в следующем порядке, По мере проведения выработки 1 производят ее крепление рамами крепи 2 с тампонажем закрепного пространства. Далее осуществляют наблюдения за процессом деформирования вмещающего массива: бу,рят контрольные скважины (шпуры) 3 на глу-, :,бину, на которой будет расположена вторая кольцевая зона уплотнения, практически 1 ,это 6 — 8 м, расстояния между веерами сква = жин (шпуров) 3 определяются однородностью литологического состава вмещающих

;пород по длине выработки, Контрольные скважины 3 оборудуют для наблюдений за 1

:деформированием вмещающего массива

::(устанавливают глубинные струнные репе:ры по длине скважин или используют оптические приборы для обследования их ,стенок).

Методика наблюдений определяется типом используемого замерного оборудования и соответствует общепринятой для конкретного типа эамерного оборудования.

Первоначально деформационная струк- 2 тура массива вокруг выработки 1 имеет следующее строение: непосредственно к .выработке 1 примыкает эона техногенной трещиноватости 4 (т.е. зона, развитие которой вызвано непосредственным влиянием выработки, и первоначальные размеры которой определяются способом ее проведе ния), за ней следует первая зона уплотнения

:5, далее первая зона разуплотнения 6, за: тем вторая зона уплотнения 7 и т.д.

После формирования в массиве первой зоны. разуплотнения 6 бурят нагнетатель ные шпуры 8 до пересечения ими всей толщины вмещающего массива в пределах зоны, упрочнение которой обеспечивает надежную работу выработки в течение срока ee поддержания.

Работы по упрочнению вмещающего массива начинают при максимальном раскрытии трещин и пустот в зонах раз-, уплотнения, которое фиксируют при наблюдениях на замерных станциях, При этом до начала работ по упрочнению определяют продолжительность полного цикла существования зональной деформационной структуры (период времени от перехода уплотненной зоны в разуплотненное состояние и возвращения в исходное уплотненное), например, путем предшествующих наблюдений в сходных горно-геологических условиях.

С учетом продолжительности полного цикла существования зональной деформационной cTp êT äû подбирают скрепляющий раствор, продолжительность затвердевания которого должна быть равна периоду перехода пород в зоне разуплотнения от максимальной степени разуплотнения к максимуму уплотнения.

Для исключения возможности изливания неотверженного скрепляющего раствора из шпуров 8 на заключительном этапе первоначального упрочненив испол ьзуют быстротвердеющий скрепляющий состав в объеме, достаточном для формирования защитной неп роницаемой оболочки. После чего извлекают из шпуров (скважин) 3 и 8 иньекторы и зачищают их от остатков скрепляющего состава.

В процессе нагнетания давление поддерживают на уровне, достаточном для упрочнения зон разуплотнения, поэтому зоны уплотнения 5 и 7 не подвергаются упрочнению.

Через отрезок времени, соответствующий половине полного цикла существования зональной деформационной структуры, происходит разуплотнение зон 5 и 7, ранее бывших уплотненными зонами массива, сопровождающееся уплотнением ранее раэуплотненной зоны б и т.п. Развивающееся при этом давление на раэуплотненную зону

6 приводит к ее повышенному пропитыванию скрепляющим раствором, с "залечиванием" пустот и трещин. что превращает породы этой зоны практически в монолит

При максимальном развитии разуплотнения в зонах 5 и 7 (ранее бывших уплотненся зоны 5 и 7, так как в зону 6 и т.п, скрепляащий состав не пойдет, ибо порода в этих зонах уже уплотнена, При этом используют быстротвердеющие скрепляющие состава.

На э ой стадии упрочнения целесообоазно (при особо сложных условиях поддержания) произвести установку анкеров в скважинах (шпурах) 3 и 8. длину которых принимают из расчета перекрытия анкера-

О ми не менее трех зон деформационной зональнойй структуры (! и II зон уплотнения и! зоны разуплотнения).

После отвержения скрепляющего раствора анкеры будут замоноличены в скважинах.

Таким образом, в массиве формируется уплотненная область, при этом прочность пород на сжатие в этой области становится выше исходной, что снижает величину напряженности вмещающих пород, Формула изобретения

- Способ поддержания горной выработки, включающий ее проходку, установку постоянной крепи, бурение скважин во

1698563

6 вмещающий массив, выявление деформа- нит ния и вмЬ аю, ие де орма- нительно определяют время туры разуплотне- цесса мя окончания проon e я и уплотнения массива вокр б уг выра отки, зон пл сса саморазуплотнения пер воначальных з р деление времени оконча чания развития но н уплотнения и производят он разуплотнения и их уп очн е нагнетание скрепляю ег ят в них повто х упрочнение путем 5 при этом и и пе ла процесса самоуплотнения этих з пользуют раствор, схватывани чающийся т х зон, о тл и- происходит по ние которого с я тем, что, с целью повышения ит после самоуплотнения пе винадежности по е ржани рабмю допол- б ния ных зон раз плотн

-- fO л- ыстротвердеющий раство . р

1698563

Составитель С.Ба урин

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор З.Лончакова

Редактор В,Фельдман

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

Заказ 4381 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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