RU1798510C

RU1798510C - Rock consolidation method

Info

Publication number: RU1798510C
Application number: SU904862679A
Authority: RU
Inventors: Иван Михайлович Данильченко; Евгений Дмитриевич Дубов; Юрий Викторович Тулис; Александр Алексеевич Бандурин
Original assignee: Донецкий Научно-Исследовательский Угольный Институт
Priority date: 1990-06-18
Filing date: 1990-06-18
Publication date: 1993-02-28

Abstract

Изобретение относитс к горной промышленности и может быть использовано в технологии упрочнени грунтов, горных пород и массивов. Цель изобретени - повышение эффективности поддержани неустойчивой кровли пласта полезного ископаемого . Способ включает бурение шпуров , установку в них армир ующих элементов, герметизацию и нагнетание твердеющей смеси с образованием искусственной кровли, в искусственной кровле бур т шпуры, которые располагают над пластом полезного ископаемого в плоскости , параллельной плоскости напластовани пласта в них на глубину, превышающую ширину вынимаемой.полосы полезного ископаемого , устанавливают анкера, под которые до начала выемки очередной полосы завод т и распирают консоли перекрытий секций механизированной крепи, при этом под анкера консоли перекрытий завод т и распирают через опорные элементы, каждым из которых перекрывают не менее трех секций механизированной крепи. 1 з.п. ф- лы. ел СThe invention relates to the mining industry and can be used in the technology of hardening soils, rocks and massifs. The purpose of the invention is to increase the efficiency of maintaining an unstable roof of a mineral formation. The method includes drilling holes, installing reinforcing elements in them, sealing and injecting a hardening mixture with the formation of an artificial roof, drilling holes in the artificial roof that are located above the mineral layer in a plane parallel to the formation bed layer in them to a depth exceeding the width of the layer to be removed Mineral strips, install anchors under which, before starting the extraction of the next strip, they start and burst the console of the overlapping sections of the powered support, while under the anchor The rails of the floor console are planted and burst through the supporting elements, each of which overlaps at least three sections of the powered roof support. 1 s.p. fl. ate with

Description

Изобретение относитс к технологии упрочнени грунтов, горных пород и массивов и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства, например, в горной промышленности, в частности при упрочнении боковых пород и угл в очистных выработках шахт.The invention relates to a technology for hardening soils, rocks and massifs and can be used in various sectors of the national economy, for example, in the mining industry, in particular for hardening side rocks and coal in mine workings.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности поддержани неустойчивой непосредственной кровли пласта полезного ископаемого.The aim of the invention is to increase the efficiency of maintaining an unstable direct roof of a mineral formation.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу упрочнени пород, включающего бурение шпуров, установку в них армирующих элементов, герметизацию и нагнетание твердеющей смеси с образованием искусственной кровли, в искусственной кровле бур т шпуры, которые располагают над пластом полезного исколаемого в плоскости, параллельной плоскости напластовани пласта и в них на глубину , превышающую ширину вынимаемой полосы полезного ископаемого, устанавливают анкера, под которые до начала выемки очередной полосы завод т и распирают консоли перекрытий секций механизированной крепи, при этом под анкера консоли перекрытий завод т и распирают через Опорные элементы, каждым из которых перекрывают не менее трех секций механизированной крепи.The goal is achieved in that according to the method of hardening rocks, including drilling holes, installing reinforcing elements in them, sealing and injecting a hardening mixture with the formation of an artificial roof, drill holes in the artificial roof that are placed above the mineral spike in a plane parallel to the bedding plane the seam and in them to a depth exceeding the width of the strip of mineral taken out, install anchors, under which, before starting the extraction of the next strip, they are planted and burst overhead consoles of powered roof support sections, while under the anchor the overhead consoles are planted and burst through the supporting elements, each of which is covered by at least three sections of powered roof support.

Предложенный способ упрочнени пород от прототипа отличаетс тем, что в искусственной кровле бур т шпуры, которые располагают над пластом полезного ископаемого в плоскости, параллельной плоскости напластовани пласта и в них на глубину, превышающую ширину вынймае 1The proposed method of hardening rocks from the prototype differs in that in the artificial roof drill holes that are located above the mineral layer in a plane parallel to the bedding plane of the formation and in them to a depth exceeding the take-out width 1

ОABOUT

0000

елate

мой полосы полезного ископаемого, устанавливают анкера, под которые до начала выемки очередной полосы завод т и распирают консоли перекрытий секций механизм рованной крепи, при этом под анкера консоли перекрытий завод т и распирают через опорные элементы, каждым из которых перекрывают не менее трех секций механизированной крепи.mine strips of minerals, install an anchor under which before the start of excavation of the next strip they start and burst the console of the overlapping sections of the powered roof support, while under the anchor of the floor console the plant is bursted through the supporting elements, each of which overlaps at least three sections of the powered roof .

Способ упрочнени пород, включающий бурение шпуров, установку в них армирующих элементов, герметизацию и нагнетание твердеющей смеси с образованием искусственной кровли, дл повышени эффективности поддержани неустойчивой непосредственной кровли пласта полезного ископаемого (угл ) осуществл ют следующим образом,A method of hardening rocks, including drilling holes, installing reinforcing elements in them, sealing and injecting a hardening mixture with the formation of an artificial roof, to increase the efficiency of maintaining an unstable direct roof of a mineral layer (coal) is carried out as follows.

В искусственной кровле бур т шпуры, которые располагают над пластом полезного ископаемого в плоскости, параллельной плоскости напластовани пласта и в них на глубину, превышающую ширину вынимаемой полосы полезного ископаемого, устанавливают анкера, под которые до начала выемки очередной полосы угл завод т и распирают консоли перекрытий секций механизированной крепи; цIn the artificial roof, drill holes that are placed above the mineral layer in a plane parallel to the bedding plane of the layer and in them to a depth exceeding the width of the strip of mineral taken out, install anchors under which the corners are planted before the start of excavation of the next strip and the floor consoles are bursting sections of powered roof supports; c

-под анкера консоли перекрытий завод т и распирают через опорные элементы, каждым из которых перекрывают не менее трех секций механизированной крепи.- Under the floor console anchor, they are planted and burst through the supporting elements, each of which is blocked by at least three sections of powered roof support.

Например, в очистном забое, оборудо- аанйрм механизированным комплексом, требуетс упрочнение неустойчивой непосредственной кровли, ::;For example, in a face, equipped with a mechanized complex, hardening of an unstable direct roof is required, ::;

Ширину зоны упрочн емых пород кровли принимают кратной ширине вынимаемой полосы угл и равной, например, суточному подвиганйю забо , которое в таких услови х не превышает 2-3 полос.The width of the zone of hardened roofing rocks is assumed to be a multiple of the width of the strip to be taken out of the corner and equal, for example, to the daily movement of the slope, which under such conditions does not exceed 2-3 strips.

Кратчайшее рассто ние, по которому Твердеюща смесь жидких компонентов проникает на обнаженную поверхность очистного забо , принимаем равным 0,9-1 м.The shortest distance over which the hardening mixture of liquid components penetrates the exposed surface of the treatment face is assumed to be 0.9-1 m.

Мощность упрочн емого сло пород принимаем, в пределах f-1,2 м.The thickness of the hardened rock layer is assumed to be within f-1.2 m.

Затем по известному способу определ ют линейные и угловые параметры расположени шпуров в кровле (линию расположени устьев шпуров, т.е. рассто ние между ней и верхней плоскостью напластовани угольного пласта; длину шпура; глубину герметизации шпура; рассто ние между усть ми шпуров, угол наклона плоскости расположени шпуров к плоскости напластовани пласта; угол наклона шпура, т.е. продольной его оси, к плоскости напластовани пласта; угол наклона шпура, т.е.Then, according to the known method, linear and angular parameters of the location of the holes in the roof are determined (the line of the mouth of the holes, i.e. the distance between it and the upper bedding plane of the coal seam; the length of the hole; the depth of sealing the hole; the distance between the mouths of the holes, angle the inclination of the plane of the hole location to the bedding plane of the formation; the angle of inclination of the hole, i.e. its longitudinal axis, to the bedding plane of the formation; the angle of inclination of the hole, i.e.

линии его бурени , к линии расположени устьев шпуров; количество шпуров).the lines of its drilling, to the line of location of the mouths of the holes; number of holes).

Дальше на груди забо на расчетном рассто нии от верхней плоскости пласта бе- 5 лым мелом провод т линию расположени устьев шпуров. Затем на этой линии намечают вертикальными черточками усть шпуров . Усть шпуров располагают на расчетном рассто нии друг от друга, а шпурFurther on the chest of the face, at the estimated distance from the upper plane of the formation, with white chalk, draw a line of the location of the mouths of the holes. Then the mouth of the holes is marked with vertical lines on this line. The mouth of the holes is located at a calculated distance from each other, and the hole

0 бур т по линии, образованной пересечением наклонной плоскости расположени шпуров С плоскостью, перпендикул рной к линии расположени устьев шпуров. Каждый шпур бур т на расчетную глубину.0 is drilled along a line formed by the intersection of the inclined plane of the hole location With a plane perpendicular to the line of location of the holes of the holes. Each hole is drilled to a calculated depth.

5 Пробуренные шпуры герметизируют поочередно через один шпур, причем герметизацйю этих шпуров (дл нагнетани твердеющей смеси жидких компонентов) осуществл ют на расчетную глубину, т.е.5 The drilled holes are sealed alternately through one hole, and the holes are sealed (to inject a hardening mixture of liquid components) to the calculated depth, i.e.

0 герметизацию шпуров дл нагнетани твердеющей смеси жидких компонентов выполн ют в пределах пласта до точки пересечени его верхней плоскости со шпуром . . 0 sealing of the drill holes to inject a hardening mixture of liquid components is carried out within the formation to the point of intersection of its upper plane with the hole. .

5 Затем .начинают нагнетать твердеющую смесь жидких компонентов в шпур до по влени ее из соседнего шпура. Такой визуальный контроль в процессе нагнетани гарантирует минимальный радиус распро0 странени твердеющей смеси жидких компонентов , который равен, как очевидно, кратчайшему рассто нию между шпурами. Нагнетание прекращают, в соседние шпуры в пределах породного сло кровли устанав5 ливаютармирующие элементы, и эти шпуры герметйзирукггодним из известных способов , например, при помощи ампул с пенопо- лиуретаном. После этого аналогично нагнетают другие шпуры. . ..5 Then, they begin to inject a hardening mixture of liquid components into the borehole until it emerges from the neighboring borehole. Such visual inspection during the injection process guarantees a minimum radius of distribution of the hardening mixture of liquid components, which is obviously equal to the shortest distance between the holes. The injection is stopped, reinforcing elements are installed in neighboring boreholes within the roof rock layer, and these boreholes are hermetically sealed from known methods, for example, using ampoules with polyurethane foam. After that, other bore holes are similarly injected. . ..

0 Таким образом, из обрушающихс пород неустойчивой непосредственной кровли на пологих угольных пластах создают искусственную кровлю, представл ющую собой уже прочный слой кровли, армирован5 ный например металлическими анкерами и упрочненный, например пенополиурета- ном, который придает слою пород кровли податливость. Така искусственна кровл на участке, армированном анкерами, т.е.0 Thus, from collapsing rocks of an unstable direct roof on shallow coal seams, an artificial roof is created, which is already a strong roof layer reinforced with, for example, metal anchors and hardened with, for example, polyurethane foam, which gives ductility to the roof rock layer. Such an artificial roof in the area reinforced with anchors, i.e.

0 шириной, определ емой длиной указанных анкеров, не раздавливаетс .вышележащими породами, и при проходе комбайна не обрушаетс , а наоборот удерживает неустойчивую непосредственную кровлю и по5 звол ет успеть передвинуть секции мехкрепи.The width determined by the length of the indicated anchors is not crushed by the overlying rocks, and when the combine passes, it does not collapse, but on the contrary holds an unstable direct roof and allows you to have time to move the sections of the mechanical support.

Однако участок искусственной кровли, примыкающий непосредственно к приза- бойному пространству, т.е. шириной, определ емой глубиной герметизации шпуров.However, a section of artificial roof adjacent directly to the face space, i.e. the width determined by the depth of sealing of the holes.

.е. шириной, равной кратчайшему рассто ию между параллельными относительно руг друга плоскост ми, перпендикул рныи плоскости напластовани угольного плата , одна из которых проведена через инию расположени устьев шпуров, а друга - через линию, соедин ющую задние концы анкеров, при проходе комбайна об- рушаетс и не удерживает неустойчивую непосредственную кровлю. Это объ сн етс ем, что участок искусственной кровли, образованной известным способом, не армирован анкерами, примыкает непосредственно к призабойному пространству, что не позвол ет качественно пропитать трещиноватый массив пород под давлением жидкими компонентами полиуретанового состава, а главное -. тем, что при выемке полосы угл под указанным участком искусственной кровли, последн выступает над призабойным пространством вис чей консолью , котора обрушаетс под давлением вышележащих пород неустойчивой кровли..e. the width equal to the shortest distance between the planes parallel to each other, the perpendicular plane of the coal bed formation, one of which is drawn through the location of the holes of the holes, and the other through the line connecting the rear ends of the anchors, when the combine passes, it collapses and does not hold unstable direct roofing. This is explained by the fact that the part of the artificial roof formed in a known manner is not reinforced with anchors, adjoins directly to the bottomhole space, which does not allow high-quality impregnation of the fractured rock mass under pressure with liquid components of a polyurethane composition, and most importantly. in that when the strip of coal is beneath the indicated section of the artificial roof, the latter protrudes above the bottom hole by the hanging console, which collapses under the pressure of the overlying rocks of the unstable roof.

Дл устранени этого недостатка известного способа, т.е. дл повышени эффективности- поддержани неустойчивой непосредственной кровли, после герметизации всех шпуров и нагнетани в них твердеющих составов, в искусственной кровле бур т шпуры, которые располагают над пластом в плоскости, параллельной плоскости напластовани пласта и в них на глубину, превышающую ширину вынимаемой полосы угл , устанавливают анкера, под которые до начала выемки очередной полосы завод т и распирают консоли перекрытий секций , при этом под анкера консоли перекрытий завод т и распирают через опорные элементы, каждым из которых перекрывают не менее трех секций механизированной крепи, В шпурах анкера могут быть закреплены одним из известных способов , например при помощи ампул с гтено- полиуретаном. ,To overcome this disadvantage of the known method, i.e. to increase the efficiency of maintaining an unstable immediate roof, after sealing all the holes and injecting hardening compositions in them, drill holes in the artificial roof that are placed above the formation in a plane parallel to the formation bedding plane and into them to a depth exceeding the width of the removable angle strip, install an anchor, under which, prior to the start of excavation of the next strip, they are planted and bursting consoles of the section ceilings, while under the anchor of the floor consoles the plant are bursting and are bursting through the supporting elements, each of which covers at least three sections of powered roof supports. In anchors, anchors can be fixed using one of the known methods, for example, using ampoules with polyurethane gtheno-polyurethane. ,

Искусственна кровл , армированна анкерами, .под которые до начала выемки очередной полосы завод т и распирают консоли перекрытий секций механизированной крепи (по второму варианту под анкера консоли перекрытий завод т иAn artificial roof reinforced with anchors, under which before the start of the excavation of the next strip, they start and burst the console of the overlapping sections of the mechanized support (according to the second option, under the anchor of the console of the ceiling, the plant

распирают через опорные элементы, каждым из которых перекрывают не менее трех секций механизированной крепи), не раздавливаетс вышележащими породами иbursting through supporting elements, each of which overlaps at least three sections of a powered roof support), is not crushed by overlying rocks and

при проходе комбайна не обрушаетс ни на каком участке, а наоборот удерживает неустойчивую непосредственную кровлю и по- звол ет успеть передвинуть секции мехкрепи.during the passage of the combine, it does not collapse in any area, but on the contrary holds an unstable direct roof and allows time to move the sections of the mechanical support.

Ожидаемый экономический эффект от применени предложенного способа упрочнени пород, например на шахтах Донбасса на одну лаву составит до 50 тыс.руб. в год. Таких лав 140-150.. При этом основнымиThe expected economic effect from the application of the proposed method of rock hardening, for example, in the mines of Donbass per lava, will be up to 50 thousand rubles. in year. There are 140-150 of such lavas.

факторами экономического эффекта вл ютс повышение эффективности поддержа- ни неустойчивой непосредственной кровли в лавах; снижение непроизводительного труда по уборке обрушившейс породы; повышение производительности очистного комплекса в услови х укрепленных боковых пород; снижение зольности добываемых углей; снижение расхода леса на выкладку клетей; снижение расхода, например полиуретанового состава.factors of the economic effect are an increase in the efficiency of maintaining an unstable immediate roof in lavas; reduction of unproductive labor for cleaning collapsed rock; increasing the productivity of the treatment plant in the conditions of reinforced lateral rocks; ash reduction of mined coal; reduction of forest consumption for laying stands; reduction in consumption, for example polyurethane composition.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION 1. A method of hardening rocks, comprising drilling holes, installing reinforcing elements therein, sealing and

injection of a hardening mixture with the formation of an artificial roof, characterized in that, in order to increase the efficiency of maintaining an unstable direct roof of the useful formation

fossil, in the artificial roof drill holes that are located above the mineral layer in a plane parallel to the bedding plane of the formation, and in them to a depth exceeding the width

a removable strip of minerals, an anchor is installed, under which before the excavation of the next strip they start and burst the channels of the overlapping sections of the powered roof support.

2. The method according to claim 1, from l. and h and y u and s

so that under the floor anchor console

plant t and burst through the supporting elements, each of which overlap not

less than three sections of mechanized creil. .