Способ укрепления уступов карьеров в скальных породах

ОБРЕТЕН УСТУПОВ ДАХ тся перерараствором чего глина актеристизволяет поледую щей ге устойчиательскииитут про ин В,Б.тельскийтут проОС ние надеж и наличии текс глиниСтым м массиве поКомитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ОПИСАНИК ПАТЕНТУ(73) Всесоюзный проектно-изыски научно-исследовательский инстмышленной технологии Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых для укрепления уступов в карьере.Известен способ укрепления уступов в карьере, включающий бурение вертикальных скважин и установку в них свай (авт,св, СССР % 735775, кл. Е 21 С 41/00, 1980).Известен способ укрепления уступов, включающий разрушенйе слабого тектонического контакта взрывом и нагнегание укрепляющих растворов в раздробленную зону (Фисенко Г.Л. и др. Укрепление откосов на карьерах. М,: Недра. 1974, с.53).Оба этих способа характеризуются недостаточной надежностью в определенных горногеологических условиях при наличии в прибортовом массиве горных пород тектонических зон и швов с глинистым заполнителем.Известен также способ укрепления уступов в карьере (авт.св. СССР 1 Ф 728442, кл, Е 21 С 41/00. 1980), включающий создание до подхода горных работ к предельному контуру карьера взрывом наклонных скважин, параллельных поверхности будущего откоса. эоны дробления массива и раскры 2000436 С(54) СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ КАРЬЕРОВ В СКАЛЬНЫХ ПОРО (57) Сущность изобретения: веде ботка глинистого заполнителя сильной кислоты, в результате превращается в материал с хар ками, близкими к песку. Это по высить эффективность пос цементации и увеличить в ито вость уступа. 1 ил,тия трещин. которые затем цементируют через армированные вертикальные скважины, верхнюю свободную часть которых используют при оформлении уступа.Существенным недостатком данного способа является недостаточная надежность в сложных горногеологических условиях, а именно при наличии в прибортовом массиве нарушенных тектонических зон с глинистым заполнителем по трещинам и швам. Проведение цементации в подобных условиях требует обязательной предварительной промывки трещин укрепляемого массива водой с тем, чтобы обеспечить заполнение пустот в массиве упрочняющим раствором, Совершенно очевидно, что дополнительное увлажнение пород, связанное с предварительной промывкой таких неустойчивых участков борта, приводит к еще большему снижению их устойчивости,а наличие глинистых пленок на стенках трещин - к некачественной цементации. Цель изобретения - по ности укрепления уступов тонических швов и зо заполнителем в прибортоЭта цель достигается тем, что в способе. включающем бурение параллельно предельному контуру уступа наклонных скважин, взрывание зарядов наклонных скважин, создание параллельно поверхности будущего откоса зоны дробления и раскрытия трещин, цементацию через вертикальные армированные скважины, перед цементацией в зоны дробления и зоны раскрытия трещин через вертикальные скважины закачивают раствор сильной кислоты.Новым в способе является использование дополнительной технологической операции, которая заключается в обработке глинистого заполнителя раствором сильной кислоты, концентрация которого принимается в определенных пределах.Способ позволяет получить значительный экономический эффект эа счет снижения затрат на укрепительные работы.Использование предлагаемого способа позволяет значительно расширить дбласть применения укрепительной цементации и эффективно проводить укрепительные Работы в сложных горногеологических условиях, Это достигается за счет того, что предварительно до начала проведения цементации производят переработку глинистого заполнителя в трещинах раствором сильной кислоты, например серной (Н 2304), Концентрацию кислоты выбирают исходя иэ свойств глинистого заполнителя в зависимости от его состава и проницаемости в пределах 2-20 ф , При взаимодействии кислоты с глиной карбонаты (СаСОз, йа 2 СОз), составляющие 10-40 об общего объема глины, разрушаются в результате реакции обмена СаСОэ + Н 2504 - Са 50 + Н 20 + С 02 с образованием нерастворимого гидрата окиси (СаЯО 4), воды (Н 20) и углекислого газа (С 02). При этом разрушается пластинчатая структура глины и резко снижается ее пластичность. Получившийся материал по своим прочностным характеристикам приближается к песку и резко отличается от глины, Это позволяет производить последующую промывку породного массива водой, не ухудшая условия устойчивости уступов в ослабленных зонах.Опытным путем установлено, что глина, имевшая угол внутреннего трения р = 12 и сцепление К = 5 т/м . после обработки кислотой превращается в качественно новый породный материал с р= 26", К3 т/м, который служит хорошим наполнителем для цементного раствора и получения высоко- прочного монолитного заполнителя трещин породного массива. Стенки 1 рещин и тектонических швов практически пплностьа очи щэются от глинистого г 1 окрыгия, что способ. ствует повышению прочности сцепления на контакте цементный камень-порода. Все это обеспечивает повышение эффективности и Расширение области применения укрепительной цементации,На чертеже представлен поперечный рэзрез укрепляемого уступа, поясняющий технологию проведения укрепительных работ по предлагаемому способу. 5 10 15 20 25 30 3540 45 50 55 Способ осуществляют следующим образом.На участке уступа, расположенном в неустойчивой зоне тектонического разлома 1, при подходе горных работ к границе карьеРа бурят наклонные скважины 2 параллельно будущей поверхности откоса 3, заряжают их зарядами ВВ и взрывают. После взрыва образуются две зоны: зона 4 дробления пород и зона 5 раскрытия трещин. Затем с рабочей площадки бурят скважины 6 до поверхности тектонического разлома 1, эакэчивэют через них сильную кислоту, например серную, и производят обработку глинистого материала, заполняющего тектонический разлом этой кислотой, После того как вся глина будет переработана в новый материал, по своим свойствам близким к песку, в скважины б нагнетают воду под давлением, обеспечивающим вынос на поверхность породной мелочи иэ зоны 4 и промывку трещин зоны 5. Затем в скважины 6 опускают арматуру, оборудуют их кондукторами и нагнетают цементный раствор в зоны 4, 5 и в зону тактонического разлома 1. После завершения работ по укреплению неустойчивого участка уступа свободную часть скважин б используют для оформления откоса 3. Заряд в верхней свободной части скважин 6 взрывают вместе с зарядами в скважинах 7 и производят отработку приконтурного блока 8 Укрепление выполняют до взрыва поиконтурного блока 8. До подхода горных работ к границе карьера бурят наклонные скважины 2 параллельно будущей поверхности откоса 3, заряжают их и взрывают, Затем с рабочей площадки бурят скважины б до поверхности тактонического разлома 1, накачивают через них серную кислоту в глинистый пласт. Проводят контрольное бурение с отбором керна из эоны тектонического разлома для определения степени переработки глины После того как вся глина будет переработана в неплэсгичный материал, в скважины б опускэю 1 д"1 этуру оборудуют их кондукторами 1 н;тэк 1 г цементныи раствор л уком п 1 ч гл г., г,2000436 Формула изобретения Составитель 8.ДоборохотоРедактор М,Стрельникова Техред М.Моргентал орректор 8.Петраш аказ 3070 Тираж ПодНПО " Поиск " Роспатента13035, Москва, Ж. Раушская наб писное нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Произв Способ укрепления уступов карьеров в скальных породах, включающий бурение по предельному контуру уступа наклонных скважин. формирование параллельно наклонных скважин будущего откоса зоны дробления и раскрытия трещин посредст 111 10 Г0 0 вом зарядов в наклонных скважинах, цемен.тацию зоны дробления и эоны раскрытия трещин через вертикальные армированные скважины, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что 5 передцементацией в эоны дробления и эоны раскрытия трещин через вертикальные скважины эакачивают раствор сильной кислоты.