Способ предотвращения динамических явлений в слоистых породах

(57) Споских явлтакта с15 . Нагностно-аснижают14,5. 1 соб предо ений, Опр коэФфицие нетают в ктивные в коэФФицие з,п.Ф-лы намиче вращения д деляют зон том трения ти зоны по щества, ко т тренияд он олее ерхорые о 5 СОЮЗ СОВЕТСКИХСО ЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНВЕДОМСТВО СССР(46) 30, 11,92, Бюл. Мф 44 (71) Уральский научно-исследовательский и проектный институт медной промышленности(56) Петухов И,И. и др, Предотвращение горных ударов на рудниках. И. Недра, 1984, с,98-100.Авторское свидетельство СССР Ю 1075009, кл. Е 21 Р 5/00, 1982.Авторское свидетельство СССР Ю 1503409, кл, Е 21 Р 5/00, 1986. Изобретение относится к горной ; промышленности и предназначено для предотвращения динамических явлений при разработке залежей со слоистыми вмещающими породами.Известен способ предотвращения. горных ударов, включающий бурение скважин в боковые породы и нагнетание воды,Способ малоэФФективен в слоистых породах при реализации динамического явления путем подвижки по межсловвому контакту. При нагйетании воды происходит образование трещин в направлении деиствия максимального главного напряжения, приводящее к сни женив прочности пород на определенных участках и возрастанию удароопасности в отдельных областях, что мо(54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ДИНАИИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В СЛОИСТЫХ ПОРОДАХ жет инициировать динамическое явление.Известен также способ предотвращения динамического явления, включающий бурение скважин до межслоевых контактов и нагнетание жидкости вдол плоскости контакта через. щель, образованную вокруг каждой скважины по плоскости межслоевого контакта.Способ не дает положительного эФФекта предотвращения динамического яв ления в слоистых породах, когда реализация динамического явления происходит путем подвижки по межслоевому контакту, При образовании щели по пл скости контактов происходит уменьшение опорной площади контактов, что в услбвиях высокой анизотропии поля напряжений приведет к возрастанию31 Л 3удароопасности и в конецном итоге кдинамическому явлению, Кроме тогонагнетание воды в межслоевой контакт возможно только под большимдавлением, превышающим максимальнуюнагрузку, т.е. в режиме гидроразры.ва, приводящего к возникновению рядаплоскостей и ослаблению определенных участков массива. 10Цель изобретения - повышение эфФективности предотвращения динамических явлений за счет уменьшения коэфФициента трения межслоевого контакта,Это достигается тем, что предварительно определяют зоны конткта сокоэффициентом трения более 15 и наг.нетают жидкость в эти зоны, при этомв качестве жидкости используют растворы поверхностно-активного вещества, 20снижающие коэффициент трения до 511Жидкость подбирают из условия снижения коэффициента трения контактадо велицины 5-14Способосуществляется следующимспособом.На месторождении полезного ископаемого или его части со слоистымивмещающими породами известным спасобом выделяют зоны контакта с коэффициентом трения более 15В указанные зоны производят буре. ние скважин. Бурение скважин осуществляют, например, из полевых вы- .35работок. По керновому материалу скважин дополнительно к оценке напряженного состояния вблизи контакта определяют в лабораторных условиях мате"риал заполнителя межслоевого контакта, классифицируют его и затем выделяют области контакта с однороднымматериалом заполнителя на всей контролирувмой площади контакта, Длякаждой однородности. материала запал" 45нителя подбирают жидкость, позволяющую уменьшать коэффициент трения контакта до безопасной величины 5-11,5например ПАВ.150Подобранную жидкость подают в вы"деленные зоны контакта по скважинамв режиме фильтрации, Нагнетание жидкости в скважины производят в режимеминимальйого гидронапора,. необходимого для поднятия жидкости до указанного межслоевого контакта.Для герметизации скважин в местеконтакта можно применять цементно-,песчаные растворы, механические, гидравлицеские и пневматические герметизирующие устройства. Контроль за эф"фективностью проводимых мероприятий(перемещение пород по плоскости)осуществляют по контрольным скважинам, пробуренных в середине определенных зон, визуально, с помо-щью просмотра прибором РВП или с.помощью клиновой насадки,Проведение профилактических мероприятий нацинают с зоны, являющейся зоной наиболее вероятногопроявления динамицеского явления. (зо"ны наиболее слабой при срыве по контакту - с наименьшим углом тренияконтакта в пределах 15-30 ). Послеконтроля за эффективностью мероприятия в указанной зоне мероприятияпроводят в следующей с более высо" .ким углом трения по контакту и т,д,Предлагаемый способ позволяет предотвращать динамические явления беэсоздания в гарном массиве дополнительных зон повышенных концентрацией напряжений, которые инициируют.динамические явления, цто приводит кразрушению сплошности массива. Это вдальнейшем приводит к снижению эффективности ведения оцистных работ наданном участке месторождения, Реализация напряженного состояния припредлагаемом спосьбе происходит путем плавной управляемой (как подбором жидкости к конкретному участку,так и оцередностью проведения мера",приятия) подвижкой по,межслоевомуконтакту;Подобранная жидкость, воздействуяна материал заполнителя межслоевогоконтакта, выполняет роль смазки меж"ду сдвигаемыми под действием каса".тельного напряжения и трущимися, поверхностями контактов слоев, Попа".дая в конкретный уцасток контакта,жидкость уменьшает трение между. берегами контактной трещины. Под действием высоких касательных напряже"ний происходит смещение берегов трещин относительно друг. друга и жид"кость как бы "затягивается" .за счетналичия анизотропии поля напряжений,и этот процесс является самоподдерживающимся, в результате. чего жидкость в межслоевой контакт можно по"давать в режиме Фильтрации,Высокая потенциальная энеогия не 1 авнокомпонентного поля напряжений приСоставитель Н.ЕрмаковТехред И,Иоргентал . Корректор Т,Палийц Редактор З,Ходакова Заказ 4172 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5в Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, уд. Гагарина, 101 5 17783водит й действие механизм скольжения по заранее выбранному и подготовлен" ному (в это место подается жидкость) участку контакта в результате чего . неравнокомпонентность поля напряженийуменьшается эа счет снижения максимальной компоненты найряженйй и повышения минимальной компоненты, что практически сводит возможность проявления 1 О горного давления в динамической Форме к нулю. формула изобретения1. Способ предотвращения ринами- . 15 цеских явлений в слоистых породах, включающий бурение скважин до межслоевых контактов. и нагнетание жид-,15 6кости в зоны контактов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью предотвращения динамических явлений в слоистых породах эа счет уменьшения коэффициента трения межслоевого контакта, предварительно определяют зоны контакта с коэффициентом тренияоболее 15 и нагнетают жидкость в эти эоны, при этом в качестве жидкости используют растворы поверхностно- активного вещества, снижающие коэффициент трения,2. Способ по и.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, цто жидкость подбирают из условия снижения коэффициента трения контакта до величины 5