Способ предварительного ослабления массива в зоне геологического нарушения

(51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТ 8 У ВТОР СКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС, ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт. горного дела Севера Якутского филиала СО АН СССР (53) 622.283.9(088.8).(56) Авторское свидетельство СССР У 883465,кл. Е 21 П 11/10, 1981.Авторское свидетельство СССР В 732530,.кл. Е 21. С 37/18, 1980.(54)(57) 1. СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ОСЛАБЛЕНИЯ МАССИВА В ЗОНЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО НАРУШЕНИЯ, включающий бурение . скважин впереди очистного забоя и температурное воздействие на массив, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения эффективности и безопасности проводимых работ, температурное воздействие на массив производят циклично, при этом на первом этаже подают в забойную часть скважины прогретый воздух с добавлением поверхностно-активных веществ для обеспечения оттаивания массива, а на втором осуществляют подачу в устье скважины холодного воздуха для промораживания массива, причем время промораживания равно времени протаивания, и изменяется обратно пропорционально коэффициенту температуропроводности пород.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю,щ и й с я тем, что по истечении цикла направление движения прогретой и холодной струй воздуха изменяют.Изобретение относится к горнойпромышленности, в частности к способам подготовки нарушенных пластов кпереходу очистным забоем.Целью изобретения является повышение эффективности и безопасностипроводимых работ,На Фиг. 1 изображена общая схемаподготовки эоны геологического нарушения к переходу; на фиг.2 - разрез 1 ОА-А. на фиг.1.Способ осуществляется следующимобразом,До подхода очистного забоя лавы1 к геологическому нарушению 2 вначале производят бурение спаренных скважин 3 и 4 перед зоной нарушения параллельно нарушению из выработки 5затем в .забойную часть скважины 4подают прогретый воздух с помощью 20бурильной установки, которая оборудована вихревым энергоразделителем.По окончании цикла прогрева и промораживания пород изменяют тепловойрежим в скважинах путем изменения 25положения полостей коллектора вих-,ревого энергоразделителя.1Затем аналогично подготавливаетсязона, находящаяся за нарушением 2,для чего используют скважины 6 и 7, 30 Температура нагреваемого воздуха 60 - 150 С. Время протаивания мерзлых пород подготавливаемой нарушенной зоны при расстоянии между скважинами 35 3 м составляет примерно 38 ч,при расстоянии между скважинами 1 м - 21 ч. Диаметр скважин принимается равным 0,1 м. Подача прогретого воздуха осуществляется с добавлением поверхностно-активных веществ,:.которые позволяют повысить эффективность разрушения пород при внедрении влаги в микротрещины массива. После окончания цикла протаивания подготавливаемой нару щенной зоны ее промораживают подачей холодного воздуха в устье скважины. Влага в микротрещинах превращается в лед, дополнительно растрескивая нарушенную зону. Температура подаваемого холодного воздуха достигает -60 С, при этом время промораживания должно соответствовать времени протаивания с тем, чтобы автоматизировать процесс работы вихревого энергоразделителя. Время промораживания изменяют обратно пропорционально температуропроводности пород.Для определения длительности цикла прогрев - охлаждение используют понятие радиуса теплового влияния, который в зависимости от времени и температуропроводности горных пород (а) определяется в безразмерных переменных по следующей формуле О="11+ 4 а 2,п = ОХ(4) Из зависимости (4) при известныхзначениях ап и а легко определитьнеобходимую длительность периодаохлаждения л апр люо а ппох(5) где а - температуропроводностьГгорных пород при температуре ТТп + Теп 2(6) а - температуропроводность горныхпород при температуре ТО + ТррТОХФ(7) При расчете (6) и (7) принято, что период прогрева предшествует периоду охлаждения а прогрев и охлаждение осуществляются одновременно. из нескольких скважин.Время прогрева определяют из зависимости (1)24 аапПоскольку расстояние между скважинами остается неизмененным, тоСоставитель Л. БерезкиРедактор Л. Веселовская Техред А.Бабинец Корректо Эрдейи ПодписноеСССР акаэ 5324 36 Тираж 482 Государственного комит елам изобретений и откр Москва, Ж, Раушскатии наб., д, 4/ Патент", г. Ужгород, ул, Проектна илиал 3 1176085 4Зная зависимость а от температу- крепости 6-7 по шкале Протодьяконов,гры определяют ад (Т) и. По из- то после их.разупрочнения предлагаемым, вестному Тд(и Т находят То и вычис- способом крепость может быть снижена ляют значение а(Т ). По формуле до 3-4,что позволяет производить выем- (5) определяют значение.Данные 5 ку пород в зоне наруыения без буроэависимости позволяют обратным путем взрывных работ с присечкой пород подобрать параметры Т и Т , обеспе- выемочной машиной, а следовательно, чивающие эа данный промежуток времени обеспечить переход геологического прогрев " охлаждение пород между сква- нарушения комплексом без его демонжинами, пробуренными по предваритель тажа.но заданной сетке. Заранее подготовленные длинныеПрименение предлагаемого способа выемочные столбы производят эаблагопозволяет производить раэупрочнение временно произвести работы по буре- пород в зоне геологического нарушения, нию скважин, а также точно по времени Если эти породы, представленные мерз подвигания очистного забоя осущестлыми песчаниками, имеют коэффициент вить разупрочнение пород.