Способ предварительного упрочнения пород кровли очистных выработок

 

Использование: изобретение относится к горному делу, в частности к способам предварительного упрочнения пород кровли очистных выработок, и может быть использовано при отработке месторождений системами разработки с естественным и искусственным поддержанием очистного пространства , а также при проведении параллельных горных выработок. Цель изо2 Сретения - обеспечение упрочнения пород кровли одновременно нескольких параллельных выработок, проводимых на одном уровне, и повышение технико-экономических показателей процесса крепления. Сущность: способ предварительного упрочнения пород кровли очистных выработок включает бурение вееров горизонтальных скважин в кровлю будущих параллельных выработок, установку в них тросоинъекционных штанг и нагнетание в массив твердеющего состава . Новым в способе является то, что в предварительно пройденной выработке формируют буровые камеры с подработкой кровли на глубину 1,0-1,5 м, а скважины бурят навстречу друг другу из пройденных камер, при этом скважины, пробуренные из одной камеры, располагают выше скважин, пробуренных из другой камеры. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з E 21 0 11/10, 20/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4874555/03 (22) 15.10.90 (46) 23.03.93. Бюл. М 11 (71) Среднеазиатский научно-исследова- . тельский институт геологии и минерального сырья (72) А. И. Шамансуров (54) СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УПРОЧНЕНИЯ ПОРОД КРОВЛИ ОЧИСТНЫХ

ВЫРАБОТОК (57) Использование: изобретение относится к горному делу, в частности к способам предварительного упрочнения пород кровли очистных выработок, и может быть использовано при отработке месторождений системами разработки с естественным и искусственным поддержанием очистного пространства, а также при проведении параллельных горных выработок. Цель изоМ

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам предварительного упрочнения кровли очистных выработок, и может быть использовано при отработке месторождений системами разработки с естественным и искусственным поддержанием очистного пространства, а также при проведении параллельных горных выработок.

Цель изобретения — обеспечение упрочнения пород кровли одновременно нескольких параллельных выработок проводимых на одном уровне и повышения технико-экономических показателей процесса крепления.

„,. Ж„, 1803573 А1 сретения - обеспечение упрочнения пород кровли одновременно нескольких параллельных выработок, проводимых на одном уровне, и повышение технико-экономических показателей процесса крепления. Сущность: способ предварительного упрочнения пород кровли очистных выработок включает бурение вееров горизонтальных скважин в кровлю будущих параллельных выработок, установку в них тросоинъекционных штанг и нагнетание в массив твердеющего состава. Новым в способе является то, что в и редварительно пройденйой выработке формируют буровые камеры с подработкой кровли на глубину 1,0 — 1,5 м, а скважины бурят навстречу друг другу из пройденных камер, при этом скважины, пробуренные иэ одной камеры, располагают выше скважин, пробуренных из другой камеры, 2 ил.

Указанная цель достигается тем, что С предварительно сбоку от параллельных бу- Ch) дущих выработок проходится выработка в Ql которой на определенном расстоянии друг от друга формируются буровые камеры с (Ъ подработкой кровли на глубину 1,0 — 1,5 м, из которых бурятся навстречу друг другу веера горизонтальных скважин в кровлю будущих параллельных выработок, при этом скважины пробуренные иэ одной камеры располагают выше скважин пробуренных из другой камеры. Затем скважины армируют тросоинъекционными с штангами и нагнетают в массив твердеющий состав, Тем самым создается искусственная кровля из комбина1803573

3 4 ции смолопородного массива и сетки тросо- дикулярно выработке 2. От конца скважины вых штанг над будущими выработками. hh 1 наносится перпендикуляр 8 равный 5,0

Отличительным признаком предлагае- м (при радиусе распространения твердеюмого способа от известного является то, что щего состава равном, например, 1,7 м, расупрочняется кровля сразу нескольких па- 5 стояние между концами скважи в веере раллельных выработок проводимых на од- должно бйть не менее 1,5Rx2, т.е. 5,0 м в ном уровне и очистные работы в будущих нашем случае. Коэффициент 2 принят с тем выработках ведутся под упрочненной кров- расчетом, что при наложении скважин втолей с исключением процесса крепления. рого веера, концы его скважин должны лоНа фиг, 1 изображена схема предвари- "0 житься между концами скважин первого тельного упрочнения пород кровли очистных веера, при атом будет соблюдаться условие выработок; на фиг. 2-схема построения one- . в 1,5R между концами первого и второго режающих скважин.

O вееров скважин) и намечаем точку 9. СоедиСпособ предварительного упрочнения нив точки 9 и 10 (точка 10 — место располопород кровли очистных выработок осущест- 15 жения бурового станка, все скважины в вляют следующим образом. веере бурятся с одного положения без переПредварительносбокуотпараллельных становки станка) получим скважину М 2 и будущих выработок 1 проходится выработка угол ее наклона относительно скважины N.

2 в которой на определенном расстоянии 1,Вэтомпорядкенамечаютсявсескважины друг от друга формируются буровые каме- 20 в веере. В идентичном порядке строятся все ры 3 и 4 с подработкой кровли на глубину скважины и во втором веере.

1,0-1,5 м, из которых производят бурение Наметив таким образом все скважины навстречу друг другу веера 5 и 6 горизон- обоих вееров получаем количество скважин, тальных скважин в кровлю 7 будущих парал- углы их наклона и длину. Длина скважин лельных выработок 1 проводимых на одном 25 замеряется линейкой (чертеж должен уровне с выработкой 2. Затем в скважины осуществляться в удобном для замеров вводят тросоинъекционные штанги (не по- масштабе), Определив длину скважин неказаны), герметизируют устья скважин и на- обходимо произвести расчет экономичегнетают в массив твердеющий состав. ской целесообразности применения

Глубина подработки кровли в камерах 3 30 данного способа предварительного упроч. и 4 принята с тем расчетом, чтобы можно нения пород кровли очистных выработок по было пробурить веера 5 и 6 скважин гори- сравнению страдиционным способом крепзонтально над контуром кровли 7 выработок ления. Если получим, что стоимость крепле1, при этом веер 6 горизонтальных сквэжин ния при известном и предлагаемом пробуренных из камеры 4 располагают вы- 35 способах одинакова, то в этом случае предше веера5горизонтальныхскважин пробу-. почтительнее применение предлагаемого ренных из камеры 3. Расположение способа,таккакпроведениевыработокосусквахсин противоположных вееров таким ществляется под уже упрочненной кровлей. образоМ позволяет избежать возможное их и процесс крепления исключается изтехнопересечение(при пересечении скважин не- 40 логического цикла отработки очистных вывозможна установка тросоинъекционных работок. штанг) и создать искусственную сетку из . Расстояние между буровыми камерами тросоинъекционных штанг в кровле буду- осуществляется в зависимости от применящих выработок. емого бурового оборудования, из расчета

Установку тросоинъекционных штанг и 45 бурения самой длиной скважины в веере. герметизацию устьев скважин осуществля- По предлагаемому способу упрочняют ют известными способами. породы твердеющими составами на основе

После упрочнения кровли 7 приступают синтетических смол, способных быстро реак проведению выработок 1 без процесса гироватьнадействиеускорителей(отвердикрепления. 50 телей). В качестве отвердителей могут

Для определения длины, углор наклона служить: для фенолоформальдегидных смол и густоты скважин необходимо провести — бензосульфокислота, для мочевинофорпредварительно графические работы, Сна- мальдегидных — вспенивающе-отверждаючала производится построение боковой вы- щий агент ВАГ-З, для полиуретановых смол работки 2 (фиг. 2), буровых камер 3 и 4, 55 — триэтиламин. будущих выработок 1 с определенными па- Нагнетание твердеющего состава осураметрами (ширина и длина выработок, ши- ществляется по однорастворной схеме, корина ленточных целиков или вторичных торая заключается в следующем. камер, количества выработок). Затем нано- В емкость смонтированной на платфорсится скважина М 1 пробуриваемая перпен- ме заливаются компоненты твердеющего

1803573

" "353 мин - 1 см тивности

50 состава и перемешиваются электромеханической мешалкой. Емкость соединена с насосом типа НВУ-30М. При включении насоса твердеющий состав подается по высоконапорным шлангам в скважины.

Нагнетание производится по многоканальной схеме, которая достигается тем, что к основному шлангу от насоса присоединяется многоканальный распределитель от которого твердеющий состав подается по шлангам непосредственно в каждую скважину.

Соотношение компонентов в твердеющем составе должно быть таким, чтобы время его гелеобразования было не менее 4 часов. Это определено тем, что твердеющий состав не должен затвердеть раньше, чем будет закончено инъектирование массива, иначе он затвердеет в оборудовании и выведет его из строя. По окончании нагнетания вся установка промывается водой.

Нагнетание твердеющего состава осуществляют под высоким давлением — 25

МПа. При установившемся давлении в 25

МПа нагнетание прекращается, Установившимся давление считается в том случае, когда при отключении установки давление в скважинах не снижается.

Предлагаемый способ позволяет упрочнять кровлю сразу нескольких параллельных выработок проводимых на одном уровне, при этом из технологического цикла отработки очистных выработок под упрочненной кровлей полностью исключается процесс крепления, чтс повышает техникоэкономические показатели отработки очистных выработок.

Способ может применяться при камерно-столбовой, камерной, сплошной и других системах разработки.

Для определения затрат при предлагаемом способе предварительного упрочнения пород кровли очистных выработок произведем расчет экономической эффекБлок отрабатывается камерно-столбовой системой разработки с последующей закладкой. B блоке 4 первичных и 5 вторич. ных камер. Камеры расположены па восстанию. Длина камер 40 м, ширина 5,0.м.

Очистные работы в,камере проводятся в три стадии: выемка руды под висячим баком залежи наклонным слоем высотой 2,5 м, из которого производится крепление кровли камеры; выемка камерных запасов; зачистка почвы. После отработки первичные камеры закладываются твердеющей закладкой, и после набора прочности приступают к отработке вторичных камер.

Предлагаемый способ, 5

Затраты времени на бурение скважин

678 х 2

=29,5 см=30 см, где 678 — суммарная длина скважин в веере, м.;

2 — количество вееров, шт;.

46 — производительность бурового станка типа HKP — 100М, м/см.

Затраты на заработную плату при бурении 8,47х2х30=508,2 руб.

Затраты на бурение

6 (8x2x1,7=2305,2 руб.

1,7 — стоимость бурение 1 п.м. скважины, руб.

Затраты на тросоинъекционные штанги

678х2х0,41=555,96 руб.

0,41 — стоимость троса, руб/м;

Затраты времени на заполнение скважин твердеющим составом

3,14 х 5 х 13560 — 3,14 х 0,6 х 135600 х 1,г г г

5 — радиус скважины, см.;

1,2 — плотность твердеющего состава, г/см;

30000 — производительность нагнетательной установки, г/мин;

Затраты времени на инъекцию твердеющего состава в массив (45х40х15);30=900 мин = 2,5 см.

15 — расход состава на 1 м кровли, кг. г

Затраты на твердеющий состав (1 0593+27000)х0,11=4135,23 руб.

10593 — суммарный расход твердеющего состава на инъекцию заполнения скважин, кг", 27000 — суммарный расход твердеющего состава на инъекцию, кг.

0,11 — стоимость твердеющего состава, руб/кг.

Затраты на заработную плату при инъекционном упрочнении (1+2,5+5,5)х8,47х2=152,46 руб.

5,5 — количество смен затрачиваемых на неучтенные работы (армировка скважин тросинъекционными штангами, герметизация устьев скважин и др.), см.

Итого общая стоимость предварительного упрочнения камер в блоке составляет

508,2+2305,2+555,96+4135,23+152,65=

=7657,05 руб

Ожидаемый зкономический эффект от применения предлагаемого способа по сравнениЮ с известным составит

1803573

Технико-экономические показатели процесса крепления очистных выработок (11464,74-7657,05)х10=38076,9 руб

10 — количество блоков, отрабатываемых в гад, Формула изобретения

Способ предварительного упрочнения пород кровли очистных выработок, включающий бурение вееров горизонтальных скважин в кровле будущих параллельных выработок, установку в них тросоиньекционных штанг и нагнетание в массив твердеющего состава, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью обеспечения упрочнения пород кровли одновременно нескольких параллельных выработок, проводимых на одном уровне, и повышения технико-экономиче5 ских показателей процесса крепления, в предварительно пройденной выработке формируют буровые камеры с подработкой кровли на глубину 1,0-1,5 м, а скважины бурят навстречу одна другой из пройденных

10 камер, при этом скважины, пробуренные иэ одной камеры, располагают выше скважин, пробуренных из другой камеры. f803573

Составитель А..Шамансуров

Редактор Е. Полионова Техред M. Моргентал Корректор 1 «П. Гереши

Заказ 1040 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/6

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ув.гагарина, 101