Способ разупрочнения труднообрушаемых кровель и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разупрочнении труднообрушаемых кровель в процессе подземной очистной выемки. Цель - повышение эффекта разупрочнения пород кровли и безопасности горных работ. Для этого в породы кровли пласта из подготовительных выработок бурят скважины вне зоны влияния опорного давления впереди очистного забоя. Устья скважин герметизируют, нагнетают в них жидкость под давлением и создают в скважине высокочастотные колебания путем применения ультразвуковых генераторов 7 колебаний. Размещают ультразвуковые генераторы 7 по всей длине скважины и создают узконаправленные колебания перпендикулярно напластованию слоев пород. Высокочастотные колебания с частотой от 20 до 22 кГц создаются при помощи связанных между собой гибкой связью пьезокерамических пластин, из которых выполнены генераторы 7, при подаче на них разности потенциалов. Увеличение глубины проникновения воды в массив достигается путем применения акустической линзы 6, расположенной в скважине, закрепленной на сегменте трубы 5 и имеющей фокусное расстояние больше диаметра скважины, и фокусированием отражения колебаний в направлении разупрочнения пород. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) 14 А1 (У1) Е 21 С.41/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СвйДЕТЕЛЬСТВУ р ëú, f, (",.;"„-;-, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР

1 (21) 4386146/23-03 (22) 01,03, 88 (46) 23, 04. 90. Бюп. У 15 (71) Ленинградский горный институт им, Г, В, Плеханова (72) С,А,Толстунов, А,В,Монтиков, В.Г,Беэкаравайный и Т.С,Ивашкевич (53) 622,274 (088,8) (56) Авторское свидеТельство СССР

II 3 l 101 1, кл. Е 21 С 41 /04, 1971 о

Ржевский В.В. и др. Управление свойствами и состоянием угольных плас. тов с целью борьбы с основными опасностями в шахтах. — M.: Недра, с.327. (54) СПОСОБ РАЗУПРОЧНЕНИЯ ТРУДНООБРУШАЕИЫХ КРОВЕЛЬ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной пров .сти и м,б. использовано при раэупрочнении труднообрушаемых кровель в процессе подземной очистной выемки. Цель — повышение эффекта разупрочнения пород кровли и безопасности горных работ, Для этого в породы кровли пласта из подготовитель2 ных выработок бурят скважины вие soны влияния опорного давления впереди очистного забоя,, Устья скважин герметизируют, нагнетают в них жидкость под давлением и создают в скважине высокочастотные колебания путем применения ультразвуковых генераторов

7 колебаний. Размещают ультразвуковые генераторы 7 по всей длине скважины и создают узконаправленные колебания перпендикулярно напластованию слоев пород. Высокочастотные колебания с частотой от 20 до 22 кГц создаются при помощи связанных между собой гибкой связью пьезокерамических пластин из которых выполнены генераторы 7, при подаче на них разности потенциа- Е лов, Увеличение глубины проникновения воды в массив достигается путем применения акустической линзы 6, расположенной в скважине, закрепленной на

М сегменте трубы 5 и имеющей фокусное расстояние больше диаметра скважины, и фокусированием отражения колебаний в ® в направлении разупрочнения пород, 2 с. и l з пфлы, 5ил. CA

1559154

Изобретение относится к горной

ITpoMblIUJIeHH0ñòè и может быть использовано при разупрочнении труднообрушаемых кровель в процессе подземной очистной выемки, Цель изобретения — повышение эффекта разупрочнения слоев пород кровли и безопасности горных работ.

На фиг.l показана схема расположения скважин, пробуренных из подготовительных выработок, и места расположения забоя; на фиг,2 — разрез

А-А на фиг,1; на фиг.З вЂ” конструкция устройства для осуществления разупрочнения труднообрушаемых кровель направленным влагонасыщением; на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг,5 — разрез В-В на фиг,З, На фиг. 1 показаны подготовительные выработки 1, скважины 2, очистной забой 3, а на фиг.2 — зона 4 р азупрочнения, угол р наклона скважины.

Устройство содержит сектор 5 трубы, акустическую линзу 6, ультразвуковой генератор 7, гибкую связь 8,, пружину 9, кабель 10 для подвода нап" ряжения, Сущность способа заключается в .бурении скважин в кровлю пласта вне зоны опорного давления впереди,очист-, ного забоя, их герметизации, нагнетании в них жидкости под давлением и создании в скважине высокочастотных колебаний, Повышение эффекта разупрочнения пород достигают за счет размещения ультразвуковых генераторов по всей длине скважины и создания узконаправленных колебаний перпенди-, 4 кулярно напластованию слоев пород.

Способ разупрочнения труднообрушаемой кровли осуществляют следующим образом, .

Из подготовительных выработок 1 впереди очистного забоя бурят скважины 2 под углом p= 55-85 к оси

:подготовительной выработки„Затем в скважины вводится сектор 5 трубы, на котором устанавливают акустическую линзу 6 с ультразвуковыми генераторами 7. Сектор 5 трубы изготавливают нэ буровых труб, Акустическую ,пинзу 6 крепят к сектору 5 трубы по всей ее длине и изготавливают из ор ганического стекла, На линзе с по55 мощью пружины 9 закрепляют ультразвуковые генераторы 7, выполненные из пьезокерамических пластин (цирконат-титаиата свинца), имеющих гибкую связь 8 между собой, Пьеэокерамические пластины излучают высокочастотные колебания, при подАче на них разности потенциалов с частотой

20-22 кГц. Для создания высокочастотных колебаний в скважине 2 к каждой пьезокерамической пластине осуществляют подвод напряжения по кабелю 1О.

После оснащения скважины герметизируют ее устье и подают в нее воду под давлением, Напряжение на генератор колебаний подается после герметизации скважины и заполнения ее водой, Формула изобр ет ения

1, Способ раэупрочнения труднообрушаемых кровель, включающий бурение скважин в породы кровли пласта из подготовительных выработок впереди очистного забоя вне зоны влияния опорного горного давления, герметизацию устья скважин, подачу в скважины жидкости под давлением и влагонасыщение массива, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повьппения эффекта разупрочнения слоев пород кровли и безопасности горных работ, формируют зоны влагонасыщения в направлении,перпендикулярном, мощности . слоев кровли, асимметрично с соотно4 шением высоты указанной зоны к ее ширине не менее 2; при этом направленность воздействия жидкостью на слои кровли создают генератором высокочастотных колебаний с частотой от 20 до 22 кГц, а указанный генератор .устанавливают по всей длине скважины и фокусируют высокочастотные колебания в направлении разупрочнения.

2. Устройство для раэупрочнения труднообрушаемой кровли, включащее насос, став труб, герметизатор, колебАтельный механизм, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффекта раэупрочнения слоев пород кровли и безопасности горных работ, устройство снабжено акустической линзой, которая укреплена на сегменте трубы и выполнена с фокусом, большим диаметра указанного сегмента трубы, а колебательный механизм выполнен в виде составного вибратора и установлен по всей длине сегмента трубы IIo оси акустической JIHHsbl u связан с нею гибкой связью.

Составитель Б,Тер т ев

Редактор О. Головач Техред Л.Сердюкова

KoppeKòoÐ .И.Муска

Заказ 828 Тираж 397 Под пи сно е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Дроизводственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,101

5 1559154

3. Устройство по п,2, о т JI H - нок из цирконат-титаната свинца, коточ а ю щ е е с я тем, что вибратор рые связаны между собой гибкой связью,, выполнен из пьезокерамических пласти