RU1795115C - Method for directional fracturing of rock - Google Patents

Method for directional fracturing of rock

Info

Publication number
RU1795115C
RU1795115C SU894749599A SU4749599A RU1795115C RU 1795115 C RU1795115 C RU 1795115C SU 894749599 A SU894749599 A SU 894749599A SU 4749599 A SU4749599 A SU 4749599A RU 1795115 C RU1795115 C RU 1795115C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rocks
liners
cavities
hardening composition
cracks
Prior art date
Application number
SU894749599A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Анатольевич Умрихин
Анатолий Николаевич Умрихин
Константин Владимирович Агеев
Станислав Егорович Кузьмин
Сергей Михайлович Харкевич
Александр Юрьевич Бурцев
Борис Федорович Захаренко
Original Assignee
Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности filed Critical Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности
Priority to SU894749599A priority Critical patent/RU1795115C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1795115C publication Critical patent/RU1795115C/en

Links

Landscapes

  • Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)

Abstract

Изобретение предназначено дл  создани  направленных трещин вокруг скважин. Способ включает бурение скважин, размещение в них вкладышей с полост ми и осуществление гидроразрыва. Новым  вл етс  то, что полости вкладышей формируют в виде зародышевой щели со сход щимис  под острым углом берегами, а пространство между стенками скважины и вкладышами заполн ют твердеющим составом с прочностью , равной или большей прочности вмещающих пород. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention is intended to create directional cracks around wells. The method includes drilling wells, placing liners with cavities in them, and fracturing. What is new is that the liner cavities are formed in the form of an embryonic gap with edges converging at an acute angle, and the space between the borehole walls and liners is filled with a hardening composition with a strength equal to or greater than the strength of the enclosing rocks. 1 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности и может быть использовано дл  разрушени  породных блоков и разупрочнени  горных пород при управлении кровлей или несущей способностью целиков .The invention relates to the mining industry and can be used to destroy rock blocks and soften rocks while controlling the roof or bearing capacity of pillars.

Известен способ создани  трещин, заключающийс  в том, что в скважине размещают зар д ВВ, выполненный в виде двух конусов, соединенных основани ми,и производ т встречное инициирование зар да. По данному способу трещина может быть образована лишь в плоскости, расположенной под углом 90° к оси скважины. Кроме того, взрывна  технологи  создани  трещин небезопасна при обработке массивов горных пород, вмещающих газоносные угольные пласты.A known method of creating cracks is that a charge of explosives is placed in the borehole, made in the form of two cones connected by bases, and the charge is counter-initiated. According to this method, a crack can be formed only in a plane located at an angle of 90 ° to the axis of the well. In addition, the explosive fracture technology is unsafe when processing rock masses containing gas-bearing coal seams.

Известен также способ создани  трещин , основанный на гидроразрыве массива горных пород через концентраторы напр жений в виде зародышевых щелей, образуемых в стенках скважины. ОсновнымThere is also a known method of creating cracks based on hydraulic fracturing of a rock mass through stress concentrators in the form of nucleating cracks formed in the borehole walls. The main

недостатком известного способа  вл етс  высока  трудоемкость операции по выпиливанию в стенках скважины зародышевой щели.A disadvantage of the known method is the high complexity of the operation of cutting an embryonic gap in the borehole walls.

В качестве прототипа прин т способ создани  сети трещин в горном массиве, заключающийс  в том, что в скважине размещают трубку со сквозными прорез ми в стенках, герметизируют скважину и подают в трубку жидкость под давлением.As a prototype, a method of creating a network of cracks in a rock mass has been adopted, which consists in placing a tube with through-cuts in the walls in the well, sealing the well and supplying liquid to the tube under pressure.

. Недостатком известного способа  вл етс  низка  эффективность создани  направленных трещин. Параллельные берега прорезей и наличие зазора между трубкой и стенками скважины на позвол ют создать достаточной концентрации напр жений, и инициировать развитие трещины гидроразрыва в прочных породах.. A disadvantage of the known method is the low efficiency of directed cracking. The parallel banks of the slits and the presence of a gap between the tube and the walls of the borehole do not allow a sufficient concentration of stresses to be created and hydraulic fracture development in strong rocks can be initiated.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности образовани  направленных трещин в горных породах за счет формировани  концентраторов напр жений по фронту трещинообразовани .The aim of the invention is to increase the efficiency of directed cracking in rocks by forming stress concentrators along the crack front.

ЁYo

VIVI

ю елy eat

елate

Поставленна  цель достигаетс  тем. что в способе создани  направленных трещин в горных породах, включающем размещение в скважинах вкладышей с полост ми и осуществление гидроразрывэ,полости вкладышей формируют в виде зародышевых щелей со сход щимис  под острым углом берегами , а пространство между стенками скважины и вкладышами заполн ют твердеющим составом с прочностью равной или большей прочности вмещающих пород. В качестве твердеющего состава используют эпоксид- но-песчаную смесь с объемным соотношением 1:1.The goal is achieved. that in the method of creating directional cracks in rocks, including placing liners with cavities in the wells and performing hydraulic fracturing, the liner cavities are formed in the form of embryonic slots with edges that converge at an acute angle, and the space between the walls of the well and liners is filled with a hardening composition with strength equal or greater strength of the host rocks. An epoxy-sand mixture with a volume ratio of 1: 1 is used as a hardening composition.

На фиг.1 приведена схема гидрорэзры- ва пород кровли; на Фиг.2 - положение вкладыша в скважине при гидроразрыве.Figure 1 shows a diagram of the hydraulic fracturing of roof rocks; figure 2 - the position of the liner in the well during hydraulic fracturing.

Способ осуществл ют следующим образом . Дл  разгрузки горной выработки 1, пройденной по угольному пласту 2, необходимо в кровле 3 создать направленную трещину 4, плоскость которой наклонена под углом а к поверхности контакта угольного пласта с породами кровли и встречают указанный контакт на рассто нии а от верхнего угла выработки. Из выработки под углом {$ к поверхности контакта бур т скважину 5, забой которой находитс  на рассто нии h от угольного пласта.The method is carried out as follows. To unload the mine working 1, passed through the coal seam 2, it is necessary to create a directed crack 4 in the roof 3, the plane of which is inclined at an angle a to the contact surface of the coal seam with the roof rocks and meet the specified contact at a distance a from the upper corner of the excavation. A well 5 is drilled from the mine at an angle {$ to the contact surface, the bottom of which is at a distance h from the coal seam.

Значение отдельных параметров определ ют из следующих выраженийThe value of individual parameters is determined from the following expressions

/ arcta tl . | . h p arctg c + a + h . ctg a , i/ arcta tl. | . h p arctan c + a + h. ctg a, i

Y a-0Y a-0

где с - рассто ние от усть  скважины до верхнего угла выработки;where c is the distance from the wellhead to the upper production angle;

I - длина участка скважины до места заложени  трещины гидроразрыва.I is the length of the well section to the location of the fracture.

Дл  создани  трещины используют вкладыш 6, выполненный цельным (керамика , пластмасса) или разъемным (металл). Внутри вкладыш имеет зародышевую щель 7 в виде полости со сход щимис  под острым углом берегами в плоскости, котора  наклонена под углом к оси корпуса. Полость каналом 8 соединена с напорной магистslrTTj In order to create a crack, an insert 6 is used, which is made integral (ceramic, plastic) or detachable (metal). Inside the liner has an embryonic gap 7 in the form of a cavity with edges converging at an acute angle in a plane that is inclined at an angle to the axis of the housing. The cavity channel 8 is connected to the pressure head slrTTj

ралью 9. Дл  обеспечени  перехода процесса трещинообразовани  из полости вкладыша во вмещающие скважину породы, пространство 10 между вкладышем и стенками скважины заполн ют твердеющим материалом , обладающим способностью обеспечить их плотное и прочное сиепленмр . и имеющим прочностные показатели не ниже соответствующих показателей горных пород в месте намечаемого разрыва. Этим услови м , например, удовлетвор ет твердеюща  эпоксидно-песчана  смесь с объемным соотношением компонентов 1:1. В серии проведенных опытов получены следующие значени  показателей; Сеж от 70 до 86 МПа и Е от 5,1 10 до 5,4 -104 МПа. Данна  смесь может быть использована при гидроразрыве практически всех горных пород , встречающихс  на угольных месторождени х . Изменение объемного соотношени  в сторону увеличени  содержани  песка ведет к нежелательному изменению консистенции смеси, а при увеличении доли эпоксидного кле  уменьRally 9. To ensure the transition of the process of cracking from the cavity of the liner into the rocks surrounding the borehole, the space 10 between the liner and the walls of the borehole is filled with hardening material, which is able to provide them with a dense and durable sieplenmr. and having strength indicators not lower than the corresponding rock indicators in the place of the planned gap. For example, a hardening epoxy sand mixture with a volume ratio of 1: 1 is satisfactory for these conditions. In a series of experiments, the following indicator values were obtained; Sezh from 70 to 86 MPa and E from 5.1 10 to 5.4 -104 MPa. This mixture can be used in hydraulic fracturing of almost all rocks found in coal deposits. A change in the volume ratio towards an increase in the sand content leads to an undesirable change in the consistency of the mixture, and with an increase in the proportion of epoxy glue,

шаетс  срок твердени  смеси, что создает неудобства в работе с составом.the curing time of the mixture is reduced, which creates inconvenience in working with the composition.

После отвердени  смеси по напорной магистрали 9 подают под давлением рабочую жидкость, под действием которой происходит рост концентрации напр жений у остри  щели 7. При достижении напр жени ми критических значений, определ емых прочностью материала, у границ щели происходит ее развитие от вкладыша через скрепл ющий состав в стенки скважины иAfter the mixture has hardened, a working fluid is supplied under pressure through a pressure line 9, under the influence of which an increase in the stress concentration occurs at the point of the slit 7. When the stresses reach critical values determined by the strength of the material, it develops near the slit boundaries from the insert through the fastening composition into the walls of the well and

далее вглубь массива. За счет разъемного соединени  или разрыва вкладыша по плоскости щели обеспечиваютс  совместные деформации вкладыша и окружающих по- род, стимулирующие в начальной фазе процесса формирование в них искусственной трещины гидроразрыва.further inland. Due to the detachable connection or rupture of the liner along the slit plane, joint deformations of the liner and surrounding rocks are provided, which stimulate the formation of an artificial hydraulic fracture in them during the initial phase of the process.

После окончани  процесса гидроразрыва в очередную скважину устанавливают ноAfter the completion of the fracturing process, the next well is installed, but

вый вкладыш, герметизируют, подключают к напорной магистрали и повтор ют цикл.vy liner, seal, connect to the pressure line and repeat the cycle.

Claims (2)

Формула изобретени  1. Способ создани  направленных трещин в горных породах, включающий бурение скважин, размещение в них вкладышей с полост ми и осуществление гидроразрыва , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности образовани  направленных трещин в горных породах за счет формировани  концентраторов напр жений по фронту трещинообразовани , полости вкладышей формируют в виде зародышевой щели со сход щимис  под острым углом берегами, а пространство между стенками скважины и вкладышами заполн ют твердеющим составом с прочностью равной или большей прочности вмещающих пород. SUMMARY OF THE INVENTION 1. A method of creating directional cracks in rocks, including drilling wells, placing liners with cavities in them and performing hydraulic fracturing, characterized in that, in order to increase the efficiency of the formation of directed cracks in rocks by forming stress concentrators along the front crack formation, the cavity of the liners is formed in the form of a germinal gap with banks converging at an acute angle, and the space between the walls of the well and the liners is filled with a hardening composition with ochnostyu equal or greater strength surrounding rocks. 2. Способ по п.1, отличающийс  тем, что в качестве твердеющего состава используют эпоксидно-песчаную смесь с объемным соотношением 1:1.2. The method according to claim 1, characterized in that an epoxy-sand mixture with a volume ratio of 1: 1 is used as a hardening composition.
SU894749599A 1989-09-05 1989-09-05 Method for directional fracturing of rock RU1795115C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894749599A RU1795115C (en) 1989-09-05 1989-09-05 Method for directional fracturing of rock

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894749599A RU1795115C (en) 1989-09-05 1989-09-05 Method for directional fracturing of rock

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1795115C true RU1795115C (en) 1993-02-15

Family

ID=21474751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894749599A RU1795115C (en) 1989-09-05 1989-09-05 Method for directional fracturing of rock

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1795115C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
.Авторское свидетельство СССР № 1408067, кл. Е 21 F 5/00, 1987. Авторское свидетельство СССР N 1481430, кл. Е 21 F 5/00, 1988. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109779633A (en) Hydraulic directional fracturing weakening method for hard roof of coal mine
CN109209472A (en) The coal seam pressure relief anti-burst method that a kind of punching, explosion, water filling intercouple
CN106225618B (en) A kind of method that semo-infinite rock mass borehole blasting expansion is split
CN110344805A (en) A kind of down-hole drilling directional fracturing device and method
CN104596375A (en) Fully mechanized excavation construction method for rock roadway
CN112595190B (en) Vertical shaft deep hole large circulation blasting construction method
CN110879027A (en) Efficient energy-gathered blasting rapid tunneling method for half coal rock roadway
CN107270791B (en) A kind of vertical shaft for mine explosion well completion method
CN110940242B (en) Blasting excavation method for deep crack containing slope rock mass
RU1795115C (en) Method for directional fracturing of rock
SU1507962A1 (en) Method of hydraulic fracturing of formation
SU977836A1 (en) Method of erecting bridge in mine working
SU877031A1 (en) Method of constructing a vertical shaft
SU1116177A1 (en) Method of driving a mine working in rock body with gas-dynamic hazard
CN113188386B (en) Gel coupling blasting method for roof cutting of fracture-containing roof area of coal mine
SU1456585A1 (en) Method of plugging rock with nonuniform jointing
RU2224891C2 (en) Method for extracting mined blocks during subterraneous extraction of blind ore bodies
SU1749454A1 (en) Method for cutting block stones
SU740939A1 (en) Method of working mineral deposits by subterranean leaching in blocks
SU994771A1 (en) Method of preventing outbursts of coal, rock and gas when driving preparatory workings
SU1283426A1 (en) Method of filling-up mine working
RU2069755C1 (en) Method for mining of inclined ore bodies
SU1384793A1 (en) Method of driving workings in outburst-hazardous rock
SU1335702A1 (en) Method of mining ore in chamber-and-pillar system
SU1709099A1 (en) Method of control of rock displacement