Способ обработки массива горных пород

(5)5 Е 21 Р 7 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ О К А, 1989,МАССИВА ГОР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Институт геотехничАН УССР(56) Авторское свидетел ьсЬВ 174586, кл. Е 21 Р 5/ООАвторское свидетельс(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИНЫХ ПОРОД Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для обработки горных пород при подземной разработке полезных ископаемых,Известен способ предварительной об.работки угольных пластов, включающий нагнетание в пласт жидкости в напорном, а затем в импульсном режиме, автоматически чередуемых по мере изменения гидравлического сопротивления пласта.Основной недостаток способа при автоматическом чередовании напорного и им.пульсного режимов нагнетания возможное рассогласование физико-механических свойств угольного массива и значения давления нагнетаемой жидкости, в результате чего возможно локальное разрушение массива, что снижает эффективность обработки.Также известен способ профилактической обработки горного массива, включаю(57) Использование: при обработке плотных, крепких углей с низкой проницаемостью и трещиноватостью, Сущность изобретения: в массив нагнетают суспензию микроорганизмов с питательной средой. Перед нагнетанием суспенэию охлаждают и переводят микроорганизмы в споровое состояние. После нагнетания суспензии осуществляют контроль эа процессом перехода спор в вегетативное состояние. например путем отбора проб суспензии иэ массива и определения в лаборааторных условиях относительного содержания спор, Контроль эа состоянием массива осуществляют по окончании процесса перехода спор в вегетативное состояние, 3 з,п, ф-лы,щии нагнетание жидкости в массив, определение изменения в интервале времени акустической эмиссии обрабатываемой зоны массива в зависимости от давления жидкости при ступенчатом подъеме давления на каждом интервале, а при достижении текущим значением приращения акустической .эмиссии пороговой величины давление снижают до предыдущей ступени и повторно осуществляют контроль, причем эа пороговое значение принимают среднюю величину приращения акустической эмиссии.Недостатком данного способа является то, что способ не позволяет определять ко нец процесса обработки массива, а время обработки на каждом интервале определяется производительностью насоса и не учитывает состояние массива, что негативно сказывается на эфФективности обработки,Наиболее близким по техническому решению является способ профилактическойобработки горных пород при подземной разработке месторождений полезных ископаемых, включающий нагнетание в массив суспензии микроорганизмов с питательной средой и ее выдержку, контроль за состоянием массива, периодическую смену сус пензии и при достижении массивом требуемых параметров прекращение обработ-. ки.Недостатком способа является возможное разрушение микроорганизмов в процессе нагнетания их в массив под действием избыточного давления нагнетания, как правило превышающего пластовое,Цель изобретения - повышение эффективности обработки за счет предотвращения разрушения микроорганизмов в процессе их нагнетания в массив,Поставленная цель достигается благодаря тому, что при способе обработки массива горных пород, включающем нагнетание в массив суспензии микроорганизмов с питательной средой и ее выдержку, контроль за состоянием массива и периодическое обновление реагента, перед нагнетанием суспензии в массив микроорганизмы переводят в споровое состояние, а после нагнетания суспензии контролируют процесс перехода спор в вегетативное состояние, при этом контроль за состоянием массива начинают после окончания этого процесса.Кроме того, контроль процесса перехода спор в вегетативное состояние осуществляют путем отбора проб суспензии из массива и определения в лабораторных условиях относительного содержания спор, а перевод микроорганизмов в споровое состояние осуществляется за счет снижения температуры суспензии микроорганизмов до температуры перехода данного штамма микроорганизмов из вегетативного состояния в споровое.Температура перехода микроорганизмов в споровое состояние определяется предварительно в лабораторных условиях для каждого используемого штамма,Использование для обработки массива горных пород биологической суспензии, содержащей споры микроорганизмов, позволяет снизить негативное воздействие избыточного давления, развиваемого техническими средствами подачи реагента в массив, на физиологическое состояние клеток микроорганизмов. Положительным фактором предлагаемого способа является также то, что споры, имея меньшие по сравнению с вегетативными клетками размеры (например, для силикатных бактерий ВасШз песодпозоз размер вегетативных микроорганизмов 22,8 х 13,4 мкм, а спор 6,0 х 1,4 мкм), могут проникать в более мелкие трещины и поры обрабатываемого горного массива, что способствует повышению 5 эффективности обработки биологическимреагентом. Преимущество нагнетания в массив биологической суспензии спор микроорганизмов заключается еще и в том, что, попадая в массив в споровом состоянии, а 10 затем прорастая в нем, микроорганизмыадаптируются к условиям горного массива более быстро, что также позволяет повысить эффективность обработки массива горных пород биологической суспензией 15 микроорганизмов.Способ осуществляют следующим образом.Угольный пласт Кт с углом падения 72подготовлен вентиляционными и откаточ ными штреками к выемке. С целью предварительного разупрочнения угольный пласт обрабатывают суспензией силикатных бактерий Васцз весоцпознз, Предварительно в лабораторных условиях определя ют температуру перехода Вас озвосоцпозцз в споровое состояние, Для нагнетания суспензии в массив по восстанию пласта через каждые 6 м бурят нагнетательные скважины Ф 70-100 мм, устья 30 которых герметизируют. Перед нагнетанием суспензии в массив ее охлаждают до температуры перехода вегетативных клеток в споровое состояние(ниже+5 С). Периодически (1 раэ в сутки) из нагнетательной сква жины отбирается порция биологическойсуспензии и в лабораторных условиях определяется концентрация в ней спор и вегетативных клеток. При достижении концентрации вегетативных клеток в суспензии 40 примерно 1 10 кл/мл процесс переходаспор в вегетативное состояние считается законченным, т.е. биологическая суспензия перешла в активное состояние. После этого начинается контроль за состоянием масси ва, для чего из обрабатываемого массиваотбираются пробы угля и производится оценка снижения его прочностных характеристик, При снижении прочностных характеристик массива до заданной величины 50 обработку прекращают. В случае, если достижение этого параметра по времени превышает срок эффективной работы суспензии по разрушению угля (для ВасЬз аосоцпозцз примерно 7 сут), производит ся нагнетание в массив свежей питательнойсреды.Предлагаемый способ обработки массива горных пород может быть реализован в любых горно-технических условиях, Использование способа наиболее эффективно1745971 Формула изобретения 1. Способ обработки массива горных пород, включающий нагнетание в массив суспензии микроорганизмов с питательной средой и ее выдержку, контроль за состоянием массива, периодическое обновление реагента и при достижении массивом требуемых параметров прекращение обработки,Составитель И,ФедяеваТехред М.Моргентал " Корректор А.Осауленко Редактор Н.Тупица Заказ 2375 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 для плотных, крепких углей с низкой проницаемостью и трещиноватостью, при обработке которых жидкими реагентами требуется большое избыточное давление,Использование предлагаемого способа обработки массива горных пород по сравнению с известнымй обеспечивает следующие преимущества: постоянный эффективный контроль за процессом обработки и состоянием массива; повышение эффективности обработки за счет предотвращения разрушения микроорганизмов в процессе их нагнетания в массив; лучшее проникновение спор (из-за меньших, по сравнению с вегетативными клетками, размеров) в поры и трещины массива; повышение эффективности обработки массива горных пород биологической суспензией микроорганизмов за счет .более быстрой адаптации проросших спор к условиям массива. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности обработки за счет предотвращения разрушения микроорганизмов в процессе их нагнетания, перед 5 нагнетанием суспензии в массив микроорганизмы переводят в споровое состояние, а после нагнетания суспензии контролируют процесс перехода спор в вегетативное состояние, при этом контроль за состоянием 10 массива начинают после окончания этогопроцесса.2. Способ поп.1. отл ич а ю щи йс ятем, что контроль процесса перехода спор в вегетативное состояние осуществляют пу тем отбора проб суспензии из массива иопределения в лабораторных условиях относительного содержания спор.3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что перевод микроорганизмов в 20 споровое состояние осуществляется за счетснижения температуры суспензии микроорганизмов до температуры перехода данного штамма микроорганизмов из вегетативного состояния в. споровое,25 4. Способ поо пп, 1-3, о т л и ч а ю щ и йс я тем,.что температуру перехода микроорганизмов в споровое состояние определяют предварительно в лабораторных условиях для каМдого используемого штамма.30