Способ упрочнения вмещающего выработку массива

(19) (11) 1) Е 2111/10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(56) Авторское свидетельство СССР Р 1285160, кл. Е 21 0 20/00, 1987.Авторское свидетельство СССР )и 1158761, кл, Е 21 Э 13/00, 1985. (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ВМЕЩАЮЩЕГО ВЫРАБОТКУ МАССИВА(57) Изобретение относится к подземному строительству и может быть использовано для упрочнения горных пород. Оно позволяет повысить качество упрочнения массива при уровне напряжений в нем, приближающемся к пределу длительной прочности пород и превышающем его. После проходки выработИзобретение относится к. горномуделу и может быть использовано дляобеспечения устойчивости .горных выработок в сложных условиях, преимущественно в трещиноватых породах, привысоком уровне напряженности вмещающего массива (при отношении величиныгорного давления к прочности породна сжатие, близком и большем единицы ).Цель изобретения - повьппениекачества упрочнения массива при уровне напряжений в нем, приближающемсяк пределу длительной прочности и пород и превьппающем его,На чертеже показана выработка,поперечныи разрез.1610 О 2 А 1 ки и ее крепления по периметру последней бурят скважины, перпендикулярные ее продольной оси. Посредством них выявляют зональную дифракционную структуру массива. Упаковывают размеры зон уплотнения и разуплотнения в нем, Определяют время окончания развития зон разуплотнения. Сразу после достижения в них максимальной степени раскрытия трещин начинают . работы по их упрочнению. Упрочнение производят нагнетанием скрепляющих растворов. .После этого исключается возможность последующего образования зон уплотнения. и разуплотнения, Вокруг выработки образуется кольцо с йФ прочностными характеристиками, превышающими свойства массива до начала формирования зональной деформационной структуры. 1 ил. Способ осуществляется следующимобразом.По мере проведения выработки 1 производят ее крепление рамами постоянной крепи 2 с тампонажем закрепного пространства, Скважины 3 бурят на глубину, заведомо превышающую глубину, на которой сформируется вторая зона 4 уплотнения (6-8 м), расстояние между веерами скважин определяетя однородностью литологическо го состава вмещающих пород по длине выработки 1. Часть скважин 3 (1-3 в веере) оборудуют под наблюдательные для контроля за состоянием вмещающего массива (либо устанавливают глубинные,оптические и другие приборы контроляэа состоянием стенок скважины). Методика наблюдений определяется типомиспользуемого замерного оборудования.Первоначально деформационная структура массива вокруг выработки имеетследующее строение; непосредственно квыработке 1 примыкает зона 5 прикон Отурной трещиноватости, остальнойобъем массива имеет относительнопостоянную структуру. Зональная дефор".мационная структура в виде чередующихся зон 4 уплотнения и 6 разуплоткения начинает формироваться через некоторое время с формирования кольцевой зоны 6 разуплотнения, при этомодновременно формируется зона 7 уплотнения, заключенная между зоной 5 20приконтурной трещиноватости и первойзоной 6 разуплотнения. Время началаэтого процесса и скорость его протекания определяются уровнем напряженности вмещающего массива (чем больше 25отношение величины горного давленияк прочности пород на сжатие, темраньше начинается этот процесс и быстрее протекает). Далее формируютсяпоследующие зоны 7 уплотнения и 8разуплотнения,Работы по упрочнению эон 6,8разуплотнения начинают после фикси"рования времени окончания развитиязон 6,8 разуплотнения при максимальном раскрытии трещин в них. Числозон разуплотнения, подлежащих упрочнению; определяют из условия получения грузонесущего породного кольца(из пород, сжатых в зоне уплотнения 40и протампонированных в зоне разуплот.нения), несущая способность которогодостаточна для обеспечения устойчивости выработки.Нагнетание закрепляющего состава(предпочтительно быстротвердеющего)производят известным способом с использованием обычных средств нагнетания,После окончания процесса нагнетания. в массиве образуется грузонесущее породное кольцо вокруг выработки,при этом прочностные характеристикиматериала кольца будут выше, чем1прочностные характеристики массива до начала процесса формирования зональной деформационной структуры (прочность и плот-ность пород в зоне уплотненияповышены эа счет обжатия этой зоны впроцессе формирования зон разуплотнения, .а прочность пород в зоне разуп-.лотнения приближена к исходной прочности иплотности массива за счеттампонирования этих зон).Кроме того, указанное воздействиена зоны разуплотнения исключает возможность их последующего уплотнения иразуплотнения ранее уплотненных силами горного давления пород уплотненнойзоны (так называемый эффект смены:.местоположения в пространстве зон уплотнения и разуплотнения).Изобретение обеспечивает болеевысокое качество упрочнения массива,несущая способность пород и их плотность повышаются весьма значительнопри упрощении технологии упрочнения. Все это способствует надежностиподдержания выработок,Формула изобретенияСпособ упрочнения вмещающего выработку массива, включающий бурение попериметру выработки перпендикулярныхее продольной оси скважин, выявлениедеформационной зональной структурыуплотнения и разуплотнения массивавокруг выработки, избирательное упрочнения отдельных деформационных зон,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения качества упрочнениямассива при уровне напряжений в нем,приближающемся к пределу длительнойпрочности пород и превышающем его,определяют время окончания развитиязон разуплотнения, а затем упрочняетих путем нагнетания скрепляющих растворов,1610029 Составитель С.БачуринТехред М.Ходанич Корректор Т.Колб Редактор М.Циткина Тираж 380 Заказ 3717 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5