Способ упрочнения горного массива

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сова СоавтскихСоциалистицвскихРеспублик(4 о) Дата опубликования описания 14,07,78,Р 21 Г 5/02 Государственный комитет Совета Мииистроа СССР ао делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт(54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ГОРНОГО МАССИВА Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений со сложными горно-геологическими условиями для упрочнения неустойчивых горных пород.Известен способ увлажнения угольного массива по скважинам, эакпючаюшнйся в том, что бурят дополнительную систему скважин и подключают их к вакуумной магистрали, причем отсос газаосуществляют одновременно с нагнетанием жидкости через смежные скважины 111.Однако невозможность устанавливать давление нагнетаемой жидкости эквивалентным прочности массива приводит к гидрораэрыву пласта и ослабеванню его несущей способности.Известен также способ упрочнения горного массива, заключающийся в бурении скважин, их герметизации и укреплении стенок буровых скважин полимерными растворамипутем раздельного нагнетания в прикойтурную часть скважины смолы и специальных добавок 2. Однако контроль количества растворан качесгва укрепления массива невозможен,С целью повышения эффективностиупрочнения путем контроля процесса упрочнения по предлагаемому способу определяют физико-механические свойствагорных пород вдоль скважины, например,посредством распора герметизатора, затем нагнетают укрепляющий раствор отдельными участками, начиная от забояскважины, путем установки герметизатора . в местах с наиболее высокимифизико-механическими свойствамн горных пород, причем давление в герметизаторе устанавливают эквивалентнымпрочности горных пород, а величинудавления нагнетания укрепляюшего раствора выбирают не ниже противодавле 2 а ния массива и не выше давления в герметизаторе. На фиг. 1 представлен герметизатор скважин, продольный разрез; на фиг.2а схема установки для герметизации сква-.жин и нагнетания укрепляющего раство ра;В массиве, подлежащем упрочнению, бурят скважины. Герметизацию скважин и нагнетание укрепляющего раствора производят с помощью герметиэатора состоящего из переднего 1 и эацнего 2 стаканов, эластичного баллона 3, ствола 4, торцовой гайки 5, трубопроводов 6 и 7. Ствол 4 состоит иэ трубы 8 с винтовой наружной резьбой, наконечнийов 9 и 10 с обоймами 11 и 12, выполненными с торцовыми прорезями 13 и установленными на наконеч никах. Между обоймами и наконечниками имеются кольцевые каналы 14. На переднем торце наконечника 9 расположен обратный клапан 1 5, Торцовая гайка 5 имеет два гнезда для подсоединения трубопроводов 6 и 7, Канал трубопровода 6 соединен с центральным каналом 16 гайки 5 и далее с каналом ствола 4, а трубопровод 7 соединен с боковым каналом 17 гайки 5, кольцевой проточкой 18, кольцевым каналом 14, торцовыми прорезями 13 и винтовым каналом 19 межцу эластичным баллоном 3 и трубой 8, Передний стакан 1 имеет кольцевую проточку 20, соединяющуюся с боковым каналом 21, снабженным запорным винтом 22. Кольцемя проточка 20 соециняется через кольцевой канал 1 4 и торцовые прорези 1 3с винтовым каналом 19. Канал 16 гайки 5 и каналы трубопровода 6 и ствола 4 образуют нагнетательную систему,через которую упрочняющий раствор порают в массив, Канал 17 гайки 5, проточка 18, кольцевые каналы 14, торцовые прорези 13, винтовой канал 19,проточка 20 и канал 21 образуют герметизирующую систему, позволяющуюраспирать герметизатор в скмжине.Рля предотвращения смешивания упрочняющего раствора с рабочей жидкостью устанавливаются уплотнители 2326.Герметизатор 27 (см. фиг,2) черезтрубопровоц 7 и гибкий шланг подключен к регистрирующему манометру 28и насосу 29, а также к нагнетательнойустановке 30,После установки герметизатора вскважине рабочую жидкость посрецствомручного насоса подают в герметизатор,который распирается, Если при непрерьвной подаче в герметиэатор рабочей 5 10 15 235 40 45 50 55 жидкости не отмечено дальнейшего увеличения давления в регистрирующем манометре 28, что свидетельствует о том,что давление в герметиэаторе превышаает предел прочности массива, подачу рабочей жидкости прекращают во избежание разрыва оболочки герметиэатора.Затем производят нагнетание укреплякьщего раствора отдельными участками,начиная от забоя скмжины, причем давление нагнетаемой жидкости не должнопревышать давление в герметизаторе воизбежание разрыва сплошности массива,При невозможности создания большого давления в герметизирующей оболочке упрочняют небольшой участок массива, и после затвердения раствора вновьбурят скважину, устанавлимют герметизатор в укрепленной зоне и производятдальнейшее нагнетание раствора.Предлагаемый способ позволяет осуществлять контроль за состоянием массива до упрочнения, в процессе упрочнения и после упрочнения, выявлять зоныгеологических нарушений и зоны с ослаблением, подлежащие упрочнению, что позволяет снизить расход укрепляющегораствора,Ф о р м у л а изобретенияСпособ упрочнения горного массива,включающий бурение скважин, их герметизацию и нагнетание в массив укрепляющего раствора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эфективности упрочнения путем контроля процесса упрочнения, определяют фиэикомеханические свойстм горных пород вдоль скважины, например, посредством распора герметизатора, затем нагнетают укрепляющий раствор отдельными участками, начиная от забоя скмжины, путем установки герметизатора в местах с наиболее высокими физико-механическими свойствами горных пород, причем давление в герметиэаторе устанавлимют эквивалентным прочности горных пород, а величину давления нагнетания укрепляющего раствора выбирают не ниже противоположного давления массим и не выше давления в герметиэаторе.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1, Авторское свидетельство СССР % 447515, кл, Е 21 Р 7/00 1972.2. Авторское свидетельство СССР Ио 168225, кл, Е 21 В 33/13, 196361 9674 Тираж 73 Подписноеовета Министров ССоткрытийушская наб., д, 4/5 1130ул, Проектная гооо едактор Е, Яковчик аз 4470/31 ЦНИИПИ осу Филиал ППП Пате Составитель Э. РуанТехред А, Алатырев венного комитета елам изобретений Москва, Ж, Р ектор А. Гриценк