Способ упрочнения горных пород и устройство для его осуществления

(51) 5 Е 21 Р 20 РЕТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛ(71) Джезказганский научно-исследовательский и проектный институт цветной металлургии(56) Авторское свидетельство СССР625044, кл. Е 21 Р 11/00, 1976.Авторское свидетельство СССР1276813, кл, Е 21 Р 11/00, 1984,Руководство и инструкция по инъекционному упрочнению горных пород полимерными материалами. - М.: МГИ, 1985, с. 29 - 30.Авторское свидетельство СССР1323731, кл. Е 21 Р 20/02, 1986.(54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛ ЕНИЯ(57) Изобретение относится к горной промсти и предназначено для крепления горных выработок и м. б. использовано в строительной пром-сти. Цель изобретения - повышение эффективности упрочнения горных пород. После бурения шпуров в массиве на поверхность горной выработки 2 устанавливают инъектор 3 для упрочнения горных пород, который содержит герметизирующую емкость 1 О. Производят нагнетание скрепляющего состава по гидромагистрали 15 подачи рабочей жидкости в нагнетательный цилиндр 4 с отвердителем, При этом открывается предварительный клапан 5, раствор давит на плавающий клапан 6 и, проходя через отверстия его кольца, смешивается с отвердителем, поступающим по трубопроводу. Затем быстро- твердеющий раствор, поступая в герметизирующую емкость 10, создает внутреннюю несущую оболочку 12 по контуру выработки в приконтурной зоне 11 массива. Затем инъектор 3 переставляют на соседний участок. Таким образом создается несущая оболочка с шагом, опережающим шаг крепления глубинной части массива на величину не менее максимального радиуса распространения раствора с нормальным временем отверждения, Затем устройство 1 устанавливают на незакрепленную площадку у устья шпура. Инъектор 3, размещенный в трубе, через открытый захват 3 вводится в шпур и фиксируется захватом 13. Затем производят нагнетание раствора с нормальным временем отверждения в глубинную часть массива. 2 с. п. ф-лы, 6 ил.3Изобретение относится к горной промышленности, в частности к креплению горныхвыработок, а также может быть использовано в строительной промышленности.Целью изобретения является повышениеэффективности упрочнения горных пород,На фиг, 1 изображено устройство в момент нагнетания раствора в глубинную частьмассива; на фиг. 2 - устройство, видсверху; на фиг. 3 - устройство в моментнагнетания раствора в приконтурную частьмассива; на фиг. 4 - узел 1 на фиг. 3; нафиг. 5 - технологическая схема способапри упрочнении междукамерного целика; нафиг. 6 - технологическая схема способапри упрочнении выработки.Для упрочнения горных пород в массивечерез 8 - 10 м бурят шпуры 1 диаметром 42 мм, длиной 3,8 - 4,0 м. Затем наповерхность горной выработки 2 на расстоя нии 0,5 - 1,0 м от шпура устанавливаетсяинъектор 3 для упрочнения горных пород.Производится нагнетание скрепляющегораствора с нормальным временем отверж ,дения в цилиндр 4 с отвердителем. При, этом открывается предварительный клапан 5,скрепляющий раствор давит на плавающийклапан 6 и, проходя через отверстия 7кольца 8, смешивается с отвердителем.Затем через отверстие 9 скрепляющий быстротвердеющий раствор поступает в пространство, ограниченное емкостью 10. Приэтом происходит нагнетание быстротвердеющего раствора в технологические трещиныприконтурной зоны 11 и одновременноеформирование изоляционной оболочки 12 наповерхности выработки, Раствор в технологические трещины нагнетается до полногорастворения отвердителя и закрытия плавающего клапана 6,После отверждения раствора инъектор 3 переставляется на соседний участок, где повторяется операция по упрочнению приконтурной зоны. Таким образом упрочняется приконтурный слой пород на площади вокруг шпура с шагом, опережающим шаг крепления глубинной части массива на величину, не менее максимального радиуса распространения раствора с нормальным временем отверждения. Затем устройство устанавливают на незакрепленную площадку у устья шпура, равную по плошади герметизирующей емкости 10, при этом инъектор 3 устройства 1 через открытый захват 13 вводится в шпур до упора шарового утолщения 14 в емкость 10 и фиксирует его захватом 13. Производится подача скрепляющего раствора в магистраль 15.Первоначально раствор поступает в инъектор 3, который, расширяясь, сжимается в осевом направлении и сообщает хвостовику с шаровым утолщением 14 поступатель Формула изобретения 1. Способ упрочнения горных пород, включающий создание внутренней несущей оболочки по контуру выработки в приконтурной части массива путем нагнетания в нее быстротвердеющего раствора и последующее крепление глубинной части массива посредством нагнетания раствора с нормальным временем отверждения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности упрочнения горных пород, несущую оболочку по контуру выработки размещают с шагом, опережающим шаг крепления глубинной части массива на величину, не менее максимального радиуса распространения раствора с нормальным временем отверждения.2, Устройство для упрочнения горных пород, включающее емкость, по контуру которой расположен герметик, нагнетательный цилиндр с предварительным клапаном и инъектор, связанные между собой гидросистемой для подачи рабочей жидкости в инъектор и емкость, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности упрочнения горных пород, цилиндр дополнительно снабжен плавающим клапаном с кольцом с отверстиями по периметру, а инъектор расположен в трубе с возможностью перемещения, причем в месте соединения трубы с емкостью установлен захват для инъектора, а нагнетательный цилиндр соединен с трубопроводом подачи отвердителя 30 35 40 45 50 55 5 10 15 20 25 4ное движение., Шаровое утолщение 14, шарнирно зафиксированное на емкости 10, прижимает ее к породе и обеспечивает дополнительную герметизацию ограничен ного пространства вокруг шпура. При дос тижении давления 5 - 7 МПа, необходимого для удержания устройства на поверхности массива при его работе, открывается предварительный клапан 5 цилиндра 4 и происходит упрочнение приконтурной части массива. После закрытия плавающего клапана 6 давление в системе повышается, открывается клапан в инъекторе 3 и происходит нагнетание скрепляющего раствора с нормальным временем отверждения в глубинную часть массива. В результате создается максимально возможное давление нагнетания упрочняющего раствора в глубине массива и заполнение раствором мелких трешин размером порядка 0,1 - 0,01 мм.При достижении оптимального давления нагнетания (16 - 18 МПа) инъекционная установка отключается, сбрасывается давление в системе, плавающий клапан 6 возвращается в начальное положение, цилиндр 4 заполняется очередной дозой отвердителя и устройство устанавливается на новое место.Соста вител ь Л. БерезкинаРедактор В. Бугренкова Техред А, Кравчук Корректор М. КучеряваяЗаказ 2405 Тираж 378 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР1 3035, Москва, Ж - 35. Рву шская наб д. 4/5Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул, Гагарина, 101