Способ снижения прочности горныхпород b массиве

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 11834346(23)Приоритет Е 2 С 39(00 Гвеуавратвввй комитет СИР Ю айве нэвбрвтевнбОпубликовано 30.0581. Бюллетень РЙ 20 Дата опубликования описания 30. 05. 81(72) Авторы изобретения П.М, Трухин, Т.И. Исагулов, Г.М. Карпенко и В.Н. Рожков Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский угольный институт Министерства. угольнойпромышленности СССР (КНИУИ)(54) СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД В МАССИВЕИзобретение относится к горно,му делу и может использоваться для облегчения управления труднообрушаемой кровлей и разрушения крепких пород проходческими машинами.1Существуют способы снижения устойчивости горных пород методомпередового торпедирования, электромагнитного разрушения и пропусЯ кания электрического тока высокогонапряжения 1.11.Известные способы разупрочнения горных пород в массиве малоэффективны и небезопасны в угольных шахтах.МИзвестен способ управления кровлей, основанный на эффекте снижения прочностных свойств пород, увеличения трещиноватости и расслаиваемостн межслоевых контактов путем гидрообработки массива в режимах увлажнения и гидр разрыва.Сущность его заключается в том,что в пробуренные впереди очистного забоя скважины, пересекающие массив основной кровли по длине лавы, нагнетается вода. Вне зоны опорного давления нагнетание ведется в режиме увлажнения, в зоне опорного давлениякак в режиме увлажнения, так и в режиме, обеспечивающем гидроразрыв пород 12.Однако процесс нагнетания воды в породный массив осуществляется в два приема, на расстоянии 30-40 м впереди очистного -забоя и в зоне опорного давления; область применения ограничена, так как с помощью воды возможно ослабление пород, в составе которых имеются глинистые вещества в значительных количествах. При наличии карбонатизированных пород нагнетание воды малоэффективно, так как с помощью последней невозможно растворять карбонаты. При проведении горных выработок в крепких карбонатизированных породах данный способ ослабления не приемлем,834346 О 20 20 10 10 Время обработки, сут вода 4 0,2 Концентрация ПАВ 43 645 31,2 3 75 78 71 82 Цель изобретения - повышение разрушаемости горных пород.Поставленная цель достигается тем, что в нагнетаемую в массив жидкость добавляют химический раствори- тель и поверхностно-активное вещество, а затем осуществляют выпуск массива из раствора через скважины, причем в качестве химического растворителя используют соляную кислоту в количестве 4-8 Е, а в качестве поверхностно-активного вещества - карбозин-О в количестве 0,2-0,4 К от общего веса смеси.Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.В крепкие породы, содержащие 5- 407 карбонатов от общего объема, бурят скважины и в них закачивают 4-83-ный водный раствор кислоты с добавкой 0,2-0,4 Х ПАВ под давлением 100-150 кгс/см, Процесс взаимодей-ствия карбонатов пород с растворите- о Концентрация солянойкислоты, Х Среднее значение пределапрочности пор ды на сжатие, кгс/см Среднее значение пределапрочности пород на растяжение, кгс/см Количество испытанных образцов, шт,Результаты экспериментов в лабораторных условиях показали, что рациональная концентрация растворителя колеблется от 4,0 до 87 Также установлено, что для ускорения растворения карбонатов в растворитель необходимо добавить ПАВ в количестве от 0,2 до 0,47, от общего объема. Обработка крепких пород, содержащих от 5 до 403 карбонатов 4-8%-м лем идет в два этапа, В начале образуются раствор солей, углекислый гази вода. в дальнейшем растворенныйв воде углекислый гаэ вступает в реакцию с остатками карбонатов, обра"зуя гидрокарбонаты в жидком состоянии. По истечении времени, необходимога для полного растворения карбонатов, осуществляют выпуск раствора 1 р (самотеком или принудительно) . Приэтом значительно снижается плотность пород и в связи с этим уменьшается их прочность. В лабораторных условиях былипроведены эксперименты по ослаблению крепких карбонатизированных песчеников водными растворами соляной кислоты различных концентраций от р (3 до 1 02) с добавками ПАВ ( О, 05-0, 83).Данные, полученные при оптимальной концентрации растворителя, приведены в таблице,0,2 0,2 0,4 0,4 645 127 126 44 7 е 2 72 618 бэ 7 раствором соляной кислоты с добавкой 0,2-0,47 ПАВ-карбозинв течение 10-20 сут снижает их прочность :на 60"803. При этом остаточная кон:центрация кислоты в породе по истечении указанного срока не превышаз 5 ет 0,1-0,163. Такая кислая средаявляется неагрессивной для техники и безопасной для обслуживающего персонала,формула изобретения 834346 6рушаемости горных пород, в нагнетаемую жидкость добавляют химическийрастворитель и поверхностноактивное вещество, а затем осуществляют выпуск раствора из массива через скважины.2. Способ по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в качестве химического растворителя используют соляную кислоту в крличестве 4-8 Х, а в качестве поверхностноактивного вещества - карбозин в количестве 0,2-0,4 Х от общеговеса смеси.5 Источники информации,. Способ снижения прочности принятые во внимание при экспертизе горных пород в массиве, включающий 1. Авторское свидетельство СССР бурение скважин и нагнетание в мас- У 514954, кл. Е 2 С 37/18, 1976. сив жидкости, о т л и ч а ю щ и й - 2. Авторское свидетельство СССР с я тем, что, с целью повышения раз-о Ф 344130, кл, Е 21 С 23/00, 1970.Составитель П. БерезкинаРедактор И. Кузнецова Техоел С,Мигунова Корректор Л.ИванЗаказ 4030/58 Тираж 627 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 Москва, ЖРаушская наб, д. 4/5филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4