Способ снижения прочности горныхпород b массиве
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Оп ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Совет сник
Социалистических
Рес ублик (ti)834346 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 23.03.78 (21) 2597265/22-03 с присоединением заявки И вЂ” . (23 ) Приоритет
Е 21 С 39(00
ВвудвратввнМ квиитет
CCCP
Ю йФам нэвбрвтевн6, и вткрытвв Опубликовано 30.05.81. Бюллетень 3% 20
Дата опубликования описания 30. 05. 81 (И) УДК 622. .235(088.8) (72) Авторы изобретения
П.M. Трухин, Т.И. Исагулов, Г.И. Карпенко и В.Н. Рожков
Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский угольный институт Министерства.угольной промышленности СССР (КНИУИ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ГОРНЫХ
ПОРОД В .МАССИВЕ
Изобретение относится к горно,.му делу и может использоваться для облегчения управления труднообрушаемой кровлей и разрушения крепких пород проходческими машинами.
Ф
Существуют способы снижения устойчивости горных пород методом передового торпедирования, электромагнитного разрушения и пропусЯ кания электрического тока высокого напряжения (1).
Известные способы разупрочнения горных пород в массиве малоэффективны и небезопасны в угольных шахтах.
М
Известен способ управления кровлей, основанный на эффекте снижения прочностных свойств пород, увеличения трещиноватости и расслаиваемостн межслоевых контактов путем гидрообработки массива в режимах увлажнения и гидр разрыва.
Сущность его заключается в том, что в пробуренные впереди очистного забоя скважины, пересекающие массив основной кровли по длине лавы, нагнетается вода. Вне зоны опорного давления нагнетание ведется в режиме увлажнения, в зоне опорного давлениякак в режиме увлажнения, так и в режиме, обеспечивающем гидроразрыв пород 12).
Однако процесс нагнетания воды в породный массив осуществляется в два приема, на расстоянии 30-40 м впереди очистного -забоя и в зоне опорного давления; область применения ограничена, так как с помощью воды возможно ослабление пород, в составе которых имеются глинистые вещества в значительных количествах. При наличии карбонатизированных пород нагнетание воды малоэффективно, так как с помощью последней невозможно растворять карбонаты. При проведении горных выработок в крепких карбонатизированных породах данный способ ослабления не приемлем.
834346
10 20
10
Время обработки, сут
Концентрация соляной кислоты, X вода 4
0,2
Концентрация ПАВ
645
31,2 3!
78 71
Цель изобретения — повышение разрушаемости горных пород.
Поставленная цель достигается тем, что в нагнетаемую в массив жидкость добавляют химический растворитель и поверхностно-активное вещество, а затем осуществляют выпуск массива из раствора через скважины, причем в качестве химического растворителя используют соляную кислоту в количестве 4-8Х, а в качестве поверхностно-активного вещества— карбозин-О в количестве 0,2-0,4Х от общего веса смеси.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
В крепкие породы, содержащие 540Х карбонатов от общего объема, бурят скважины и в них закачивают
4-SX-ный водный раствор кислоты с добавкой 0,2-0,4Х ПАВ под давлением
lOO-l5O кгс/см . Процесс взаимодей- .. ствия карбонатов пород с растворите-о
Среднее значение предела прочности породы на сжатие, кгс/см
Среднее значение предела прочности пород на растяжение, кгс/см
Количество испытанных образцов, шт.
Результаты экспериментов в лабораторных условиях показали, что рациональная концентрация растворителя колеблется от 4,0 до BX. Также установлено, что для ускорения растворения карбонатов в растворитель необходимо добавить ПАВ в количестве от 0,2 до 0,4Х от общего объема.
Обработка крепких пород, содержащих от 5 до 40Х карбонатов 4-8%-м
4 лем идет в два этапа. В начале образуются раствор солей, углекислый газ и вода. в дальнейшем растворенный в воде углекислый гаэ вступает в реакцию с остатками карбонатов, образуя гидрокарбонаты в жидком состоянии. По истечении времени, необходимого для полного растворения карбонатов, осуществляют выпуск раствора
1р (самотеком или принудительно) . При этом значительно снижается плотность пород и в связи с этим уменьшается их прочность.
В лабораторных условиях были проведены эксперименты по ослаблению крепких карбонатизированных песчеников водными растворами соляной кислоты различных концентраций от р (3 до 1 ОХ) с добавками ПАВ (О, 05-0, SX).
Данные, полученные при оптимальной концентрации растворителя, приведены в таблице.
0,2 0,2 0,4 0,4
645 127 126 44
7,2 7,2 6,8 6,7
1 раствором соляной кислоты с добавкой 0,2-0,4Х ПАВ-карбозин-О в тече ние 10-20 сут снижает их прочность
:на 60"80Х. При этом остаточная кон:центрация кислоты в породе по истечении указанного срока не превышаss ет 0,1-0,16Х. Такая кислая среда является неагрессивной для техники и безопасной для обслуживающего персонала.
Формула изобретения
834346 6 рушаемости горных пород, в нагнетаемую жидкость добавляют химический растворитель и поверхностноактивное вещество, а затем осуществляют выпуск раствора из массива через скважины.
2. Способ по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве химического растворителя используют соляную кислоту в крличестве 4-8Х, а в качестве поверхностноактивного вещества — карбозин-0 в количестве 0,2-0,4Х от общего веса смеси.
)5 Источники информации, 1. Способ снижения прочности принятые во внимание при экспертизе горных пород в массиве, включающий 1. Авторское свидетельство СССР бурение скважин r нагнетание в мас- У 514954, кл. Е 21 С 37/18, 1976. сив жидкости, о т л и ч а ю щ и и -.. 2. Авторское свидетельство СССР с я тем, что, с целью повышения раз- о Ф 344)30, кл. Е 2) С 23/00, 1970.
Составитель П. Березкина
Редактор И. Кузнецова Техоел С.Мигунова Корректор Л.Иван
Заказ 4030/58 Тираж 627 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
))3035 Москва, Ж-35 Раушская наб. д. 4/5
Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4