Способ упрочнения трещиноватых пород

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 030281 Р) 3244453/22-03 Р 1 М К з с присоединением заявки ее 9 Е 21 О 11/00 Е 21 О 20/00 Государственный иомитет СССР ио делам изобретеиий и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 230982(У 2) Авторы изобретения И.П.Зборедик, А.Ф.Морозов, В.В.Назимко и Е И.НазимкоЕ -. Донецкий ордена .Трудового Красного Знамени политехнический институт(54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ТРЕЩИНОВАТЫХ ПОРОД Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для повышения устойчивости подземных сооружений и горных выработок.Известен способ механического упрочнейия пород для повышения устойчивости подземных сооружений и горных выработок, по которому .упрочнение производят с помощью специзльиых ачкеров (штанг) из различных материалов. Анкеры закрепляют в шпурах, пробуренных для этой цели Е 1.Основным недостатком этого способа является то, что механическое упрочнение не снижает имеющуюся впородах сеть трещин, а лишь ограничивает рост новых трещин. В связи с этим эффективность механического урочнения зави-. сит от размеров трещиноватых блоков, и эта эффективность существенно снижается в сильно трещиноватых породах,Наиболее близким по технической сути к изобретению является способ упрочнения трещиноватых пород, вклю чающий бурение скважин и нагнетание в скважине упрочняюшего раствора 2 ",е.Основным недостатком .известного способа уееоочнения тампонажем являет" ся низкая эффективность заполнениятоещин, соизмеримых по ширине с тремя среднимиразмерами частиц упрочняющей смеси, потому, что при нагнета- .,нии раствора происходит заклиниваниетвердых частиц. Кроме того, глубинапроникновения жидкости (растворов,суспензий) опоеделяется из условиякапилляпного и гидоостатического давления. Поэтому при .достижении определенной глубины раствор останавливается в трещине, что существенно сни"жает объем упрочненных пород и обус"лавливает низкую эффективность упрочнения. Целью изобретения является повышение эффективности процесса упрочнения пород. за счет увеличения степени заполнения пустот упрочняющим раствором.Поставленная цель достигается тем, что одновременно с нагнетанием в скважины упрочняющего раствора создают вибрацию упрочееяелых пород путем установки вибратора, создающего коле" бания в диапазоне ультразвуковых ВолнДля осуществления способа по кон" туру выработок бурят шпуры в боках и в кровле. Если выработка не разбита на тампонажные участки, то расстояние между соседними скважинами поФормула изобретения Составитель Л.БерезкинаРедактор В;Данко ТехредМ.Надь КорректорГ.Решетник Заказ 7224/40 Тираж 623 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР па делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4.лине выработки принимается равным 4-6 м, причем скважины в боках и .кровле относительно друг друга располагаются в шахматном порядке, Если тампонаж предусмотрен проектомсооружения выработки, кондукторы устанав- э ливаются при возведении постоянной крепи.Нагнетание тампонажного раствора производится сначала в боковые скважины до истечения раствора из скважин 1 О в кровле выработки. Затем производят упрочненЪе пород кровли выработки. Одновременно с нагнетанием раствора как в боковые скважины, так и в скважины в кровле выработки создают вибрацию упрочняемых пород, Для этого в гидросистеме подачи раствора высокого давления, идущей ат насоса к скважинам, устанавливают вибратор, создающий колебания в диапазоне ультразвуковых волн. Эксперимен тально установлено, что,при воздействии ультразвука скорость растекания, капиллярного поднятия, проникновения в зазоры растворов, суспензий и др. Увеличивается в десятки раз по сравнению с обычным безвибра" ционным пропитыванием.Давление упрочняющега раствора, подаваемого в скважины, под воздействием вибратора колеблется и ультразвуковые колебания передаются упрочняемым породам. Поскольку одновременно.с нагнетанием упрочняющего раствора в полости трещин создают вибрацию упрочняемых пород, та этим 35 устраняют эффект заклинивания твердых частиц раствора в трещинах с шириной, равной трем средним размерам частиц и менее, так как стенки трещин колеблются относительно друг друга. 40Кроме тогЬ, при вибрации пород уменьшается поверхностное натяжение на границе раздела порода - жидкость,в результате чего возрастает подвижность упрочняющего раствора. Этопозволяет увеличить степень западне"ния раствором пустот и повысить эффективность упрочнения.Таким образом, создание вибрацииупрачняемых пород при нагнетании вскважины упрачняющего раствора позве"ляет повысить эффективность процесса упрочнения трещиноватых гарныхпород.Применение предлагаемоа способапо сравнению с известным позволяетдостичь экономии дорогостоящих упрочнянких веществ,Способ. Упрочнения трещинаватых пород включающий бурение скважин инагнетание в скважины упрочняющегораствора, о т л и ч.а ю щ и и с ятем, что, с целью повышения эффектив"ности процесса упрочнения пород эасчет увеличения степени заполненияпустот упрочняющим раствором ОднОвременно с нагнетанием в скважиныупрочняющего раствора создают вибрацию упрочняемых парад путем уста"нонки вибратора создакваего колеба"ния в диапазоне ультразвуковых волн.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Скуйбин Ф.Г, и др. Применение,анкерной крепи при проведении вырабо,ток в трещиноватых породах." "энергетическое строительство", 1975, В 3,с.37-39.2. Заславский Ю.З. и др, Крепле"ние капитальных выработок на большихглубинах, Донецк, "Донбасс", 1.971,с,183 (прототип).