Способ упрочнения угольногомассива

1111853 ИЗ ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) Дата опубликования описания 07.08.81(51) М. КлзЕ 210 20/00Е 21 Р 5/11 сударственный комитет СССР о делам изобретений. П, Томашевский, П. А. Боровиков и Г. С. Кфин 54) СПОСО ОЧНЕНИЯ УГОЛ О МАССИВА Известен также способ упрочнения угольного массива, включающий направленное бурение нагнетательных скважин малого диаметра и нагнетание по ним упрочняю 5 щего раствора 21.Этот способ имеет следующие недостатки: большая трудоемкость работ из-за необходимости бурения большого количества скважин (15 - 20 шт.) по периметру выра О ботки; большой расход укрепляющего раствора при подаче его во все скважины; невозможность создания щели вокруг выработки в слабом неустойчивом массиве, затрудненность направленного выбуривания 15 скважины внутри армированного массиваиз-за отсутствия направляющей скважины, предварительно пробуренной в центре массива, а также из-за возможного отклонения бурового инструмента при перебуривании 20 упрочненных и неупрочненных пачек угля.Цель изобретения - снижение, расходаупрочняющего раствора и повышение точности выбуривания эксплуатационных скважин, а также устранение затвердевания 25 упрочняющего раствора в нагнетательнойскважине и герметизирующем устройстве и повышение эффективности упрочнепия массива.Поставл30 нагнетате ся то, что твора про- выработработ по ины, боль- и высокие Недостатками нагнетание цеме изводится из ра ки, значительная бурению шнуров шой расход скле затраты на мате способа являет тирующего рас ее проведеннои трудоемкость вокруг скваж ивающих смол иалы. Изобретение относитсящей промышленности ипользовано при разработк щ ру пластов угля.При отработке пластов щитовой системой разработки проводится большое количество углеспускных печей и скважин, большая часть которых крепится венцовой крепыш вследствие недостаточной устойчивости угольного массива. При этом расходуется большое количество лесных материалов, производятся большие трудовые затраты и в то же время не обеспечивается безаварийная работа забоев из-за частого разрушения стенок и деревянной крепи печей.Известен способ упрочнения и закрепления массива вокруг горных выработок нагнетанием цементирующего раствора или разнообразных склеивающих смол, например эпоксидной, через шпуры в угольный массив вокруг выработки 1. енная цель достигается тем, что льные скважины бурят на рассто 8531135 10 15 янии большем двух радиусов распространения упрочняющего раствора, затем нагнетают в них упрочняющий раствор, а в момент его затвердевания в массиве снимают давление в нагнетательной скважине и сливают из нее упрочняющий раствор, причем нагнетательную скважину используют в качестве направляющей для выбуривания эксплуатационной скважины.В конце процесса нагнетания упрочняющего раствора в угольный массив нагнетательную скважину целесообразно заполнить упрочняющим раствором с периодом затвердевания в два-три раза большим, чем основного упрочняющего р аствор а. Нагнетательная скважина после нагнетания и слива из нее упрочняющего раствора бурится на большую глубину, и процесс нагнетания и слива упрочняющего раствора повторяется до достижения скважиной необходимой глубины.На фиг. 1 представлена схема работ по упрочнению угольного массива; на фиг,2 - разрез А - А на фиг. 1.Работы по упрочнению угольного массива начинаются с выбуривания в ослабленном угле скважины 1 диаметром 45 - 60 мм на возможную длину (15 - 20 м), Затем в скважине 1 устанавливается герметизирующее устройство 2 и нагнетательной установкой 3 подается в скважину упрочняющий раствор, например, следующего состава, /,: смола марки УКС 48 (по весу сухого остатка), щавелевая кислота 1 - 3, вода 49 - 51, время затвердевания которого составляет 0,5 - 1,5 ч. В конце нагнетания скважину заполняют раствором следующего состава, %: смола УКС 48, щавелевая кислота 0,5 - 1,0, вода 51 - 51,5, время затвердевания которого в 2 - 3 раза больше времени затвердевания основного раствора.В момент начала затвердевания основного раствора давление нагнетания в скважине снимается, герметизирующее устройство извлекается и упрочняющий раствор сливается из скважины, После полного затвердевания раствора в массиве скважина 1 бурится на большую длину, причем образовавшаяся полость в скважине является направляющей и вновь производится упрочнение массива. Таким образом, процесс упрочнения массива продолжается до достижения скважиной необходимой длины, Затем по центру упрочненного массива 4 по плоскости в скважине, являющейся направляющей, выбуривается эксплуатационная скважина 5 диаметром 850 - 1050 мм, При этом вокруг скважины образуются прочные стенки из упрочненного угля в виде цилиндра. Расстояние между последующими эксплуатационными скважинами принимается 20 25 30 35 40 45 50 55 60 из условий технологической необходимости, но не менее двух радиусов распространения раствора в массиве, что позволяет избежать упрочнения массива по всему объему щитового столба и сократить расход упрочняющего раствора. Кроме того, отпадает необходимость в креплении стенок скважин или проведения по ним печей с креплением, сокращаются трудовые и материальные затраты, повышается устойчивость выработок и срок их службы,Наличие направляющей скважины малого диаметра позволяет точно выбуривать эксплуатационную скважину в центре цилиндрического упрочненного массива. Формула изобретения1. Способ упрочнения угольного массива при разработке крутопадающих пластов угля, включающий направленное бурение нагнетательных скважин малого диаметра и нагнетание по ним упрочняющего раствора, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода упрочняющего раствора и повышения точности выбуривания эксплуатационных скважин, нагнетательные скважины бурят на расстоянии большем двух, радиусов распространения упрочняющего раствора, затем нагнетают в них упрочняющий раствор, а в момент его затвердевания в массиве снимают давление в нагнетательной скважине и сливают из нее упрочняющий раствор, причем нагнетательную скважину используют в качестве направляющей для выбуривания эксплуатационной скважины.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью устранения затвердевания упрочняющего раствора в нагнетательной скважине и герметизирующем устройстве, в конце процесса нагнетания упрочняющего раствора в угольный массив нагнетательную скважину заполняют упрочняющим раствором с периодом затвердевания в два - три раза большим, чем основного упрочняющего раствора.3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности упрочнения массива, нагнетательную скважину после нагнетания и слива из нее упрочняющего раствора бурят на большую глубину, и процесс нагнетания и слива упрочняющего раствора повторяют до достижения скважиной необходимой глубины,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Мо 503991, кл. Е 21 Р 5/12.2. Патент Франции М 2101033, кл. Е 020 31/00, 1969 (прототип).Заказ 1820/20 Изд.Тираж 634 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2