RU1803573C - Способ предварительного упрочнени пород кровли очистных выработок - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к горному делу, в частности к способам предварительного упрочнени  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 Сретени  - обеспечение упрочнени  пород кровли одновременно нескольких параллельных выработок, проводимых на одном уровне, и повышение технико-экономических показателей процесса креплени . Сущность: способ предварительного упрочнени  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  вл етс  то, что в предварительно пройденной выработке формируют буровые камеры с подработкой кровли на глубину 1,0-1,5 м, а скважины бур т навстречу друг другу из пройденных камер, при этом скважины, пробуренные из одной камеры, располагают выше скважин, пробуренных из другой камеры. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к горному делу, в частности к способам предварительного упрочнени  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 изобретени  - обеспечение упрочнени  пород кровли одновременно нескольких параллельных выработок проводимых на одном уровне и повышени  технико-экономических показателей процесса креплени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что предварительно сбоку от параллельных будущих выработок проходитс  выработка в которой на определенном рассто нии друг от друга формируютс  буровые камеры с подработкой кровли на глубину 1,0-1,5 м, из которых бур тс  навстречу друг другу веера горизонтальных скважин в кровлю будущих параллельных выработок, при этом скважины пробуренные из одной каме ры располагают выше скважин пробуренных из другой камеры. Затем скважины армируют тросо- инъекционными с штангами и нагнетают в массив твердеющий состав. Тем самым создаетс  искусственна  кровл  из комбина00

о со ел XI со

ции смолопородного массива и сетки тросовых штанг над будущими выработками.

Отличительным признаком предлагаемого способа от известного  вл етс  то, что упрочн етс  кровл  сразу нескольких параллельных выработок проводимых на одном уровне м очистные работы в будущих выработках ведутс  под упрочненной кровлей с исключением процесса креплени .

На фиг. 1 изображена схема предварительного упрочнени  пород кровли очистных выработок; на фиг. 2 - схема построени  опережающих скважин.о

Способ предварительного упрочнени  пород кровли очистных выработок осуществл ют следующим образом.

Предварительно сбоку от параллельных будущих выработок 1 проходитс  выработка 2 в которой на определенном рассто нии друг от друга формируютс  буровые камеры 3 и 4 с подработкой кровли на глубину 1,0-1,5 м, из которых производ т бурение навстречу друг другу веера 5 и 6 горизонтальных скважин в кровлю 7 будущих параллельных выработок 1 проводимых на одном уровне с, выработкой 2. Затем в скважины ввод т тросоинъекционные штанги (не показаны ), герметизируют усть  скважин и нагнетают в массив твердеющий состав.

Глубина подработки кровли в камерах 3 . и 4 прин та с тем расчетом, чтобы можно было пробурить веера 5 и 6 скважин горизонтально над контуром кровли 7 выработок 1, при этом веер 6 горизонтальных скважин пробуренных из камеры 4 располагают выше веера 5 горизонтальных скважин пробуренных из камеры 3. Расположение сквах.ин противоположных вееров таким ОбразоТч позвол ет избежать возможное их пересечение (при пересечении скважин невозможна установка тросоинъекционных штанг) и создать искусственную сетку из тросоинъекционных штанг в кровле будущих выработок.

Установку тросоинъекционных штанг и герметизацию устьев скважин осуществл ют известными способами.

После упрочнени  кровли 7 приступают к проведению выработок 1 без процесса креплени .

Дл  определени  длины, углор наклона и густоты скважин необходимо провести предварительно графические работы. Сначала производитс  построение боковой выработки 2 (фиг. 2), буровых камер 3 и 4, будущих выработок 1 с определенными параметрами (ширина и длина выработок, ширина ленточных целиков или вторичных камер, количества выработок). Затем наноситс  скважина Nk 1 пробуриваема  перпендикул рно выработке 2, От конца скважины № 1 наноситс  перпендикул р 8 равный 5,0 м (при радиусе распространени  твердеющего состава равном, например, 1,7 м, рассто ние между концами скважин в веере должно быть не менее 1,5Rx2, т.е. 5,0 м в нашем случае. Коэффициент 2 прин т с тем расчетом, что при наложении скважин второго веера, концы его скважин должны ложитьс  между концами скважин первого веера, при этом будет соблюдатьс  условие в 1.5R между концами первого и второго вееров скважин) и намечаем точку 9. Соединив точки 9 и 10 (точка 10 - место располо5 жени  бурового станка, все скважины в веере бур тс  с одного положени  без перестановки станка) получим скважину № 2 и угол ее наклона относительно скважины № 1. В этом пор дке намечаютс  все скважины

0 в веере. В идентичном пор дке стро тс  все скважины и во втором веере.

Наметив таким образом все скважины обоих вееров получаем количество скважин, углы их наклона1 и длину. Длина скважин

5 замер етс  линейкой (чертеж должен осуществл тьс  в удобном дл  замеров масштабе). Определив длину скважин необходимо произвести расчет экономической целесообразности применени 

0 данного способа предварительного упрочнени  пород кровли очистных выработок по сравнению с традиционным способом креплени . Если получим, что стоимость креплени  при известном и предлагаемом

5 способах одинакова, то в этом случае предпочтительнее применение предлагаемого способа, так как проведение выработок осуществл етс  под уже упрочненной кровлей . и процесс креплени  исключаетс  изтехно0 логического цикла отработки очистных выработок ,

Рассто ние между буровыми камерами

осуществл етс  в зависимости от примен емого бурового оборудовани , из расчета

5 бурени  самой длиной скважины в веере.

По предлагаемому способу упрочн ют породы твердеющими составами на основе синтетических смол, способных быстро реагировать на действие ускорителей (отверди0 телей). В качестве отвердителей могут служить: дл  фенолоформальдегидных смол

- бензосульфокислота, дл  мочевинофор мальдегидных - вспениваю ще-отверждаю- щий агент ВАГ-3, дл  полиуретановых смол 5 -триэтиламин.

Нагнетание твердеющего состава осуществл етс  по однорастворной схеме, котора  заключаетс  в следующем.

В емкость смонтированной на платформе заливаютс  компоненты твердеющего

остава и перемешиваютс  электромеханиеской мешалкой. Емкость соединена с наосом Типа НВУ-ЗОМ. При включении насоса твердеющий состав подаетс  по выоконапорным шлангам в скважины.

Нагнетание производитс  по многоканальной схеме, котора  достигаетс  тем, что к основному шлангу от насоса присоедин етс  многоканальный распределитель от коорого твердеющий состав подаетс  по шлангам непосредственно в каждую скважину .

Соотношение компонентов в твердеющем составе должно быть таким, чтобы врем  его гелеобразовани  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 стро . По окончании нагнетани  вс  установка промываетс  водой.

Нагнетание твердеющего состава осуществл ют под высоким давлением - 25 МПа. При установившемс  давлении в 25 МПа нагнетание прекращаетс . Установившимс  давление считаетс  в том случае, кога при отключении установки давление в скважинах не снижаетс .

Предлагаемый способ позвол ет упрочн ть кровлю сразу нескольких параллельных выработок проводимых на одном ровне, при этом из технологического цикла отработки очистных выработок под упрочненной кровлей полностью исключаетс  процесс креплени , что повышает технико- экономические показатели отработки очистных выработок.

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

Дл  определени  затрат при предлагаемом способе предварительного упрочнени  п ород кровли очистных выработок произведем расчет экономической эффективности .

Блок отрабатываетс  камерно-столбовой системой разработки с последующей закладкой. В блоке 4 первичных и 5 вторич- ных камер. Камеры расположены по восстанию . Длина камер 40 м, ширина 5,0 ,м. Очистные работы в.камере провод тс  в три стадии: выемка руды под вис чим боком заежи наклонным слоем высотой 2,5 м, из которого производитс  крепление кровли камеры; выемка камерных запасов; зачистка почвы. После отработки первичные камеры закладываютс  твердеющей закладкой, и после набора прочности приступают к отработке вторичных камер.

Предлагаемый способ.

Затраты времени на бурение скважин

678x2 46

29,,

где 678 - суммарна  длина скважин в веере , м.; 2 - количество вееров, шт;.

46-производительность буровогостан- катила НКР-ЮОМ, м/см.

Затраты на заработную плату при бурении 8,47x2x30 508,2 руб. Затраты на бурение 6f8x2x1,,2 руб.

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

Затраты на тросоинъекционные штанги 678x2x0,,96 руб.

0,41 - стоимость троса, руб/м; Затраты времени на заполнение скважин твердеющим составом

25

(3,14 х (5 )2 х 13560 -3,14 х (о,6 )2 х 135600 ) х 1.2 . 30000

- 353 мин - 1 см.

5 - радиус скважины, см.;

1,2 - плотность твердеющего состава, г/см3;

30000 - производительность нагнетательной установки, г/мин;

Затраты времени на инъекцию твердеющего состава в массив (45x40x15) мин 2,5 см.

15 - расход состава на-1 м2 кровли, кг.

Затраты на твердеющий состав

(10593+27000)хО,,23 руб.

10593 - суммарный расход твердеюще- го состава на инъекцию заполнени  скважин , кп

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,,46руб.

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

Итого обща  стоимость предварительного упрочнени  камер в блоке составл ет 508,2+2305,2+555,96+4135,23+152,05 7657,05 руб.

Ожидаемый экономический эффект от применени  предлагаемого способа по сравнению с известным составит ,

(11464,74-7657,05)х10 38076,9 руб 10 - количество блоков, отрабатываемых в год.

Формул а изо бретени   Способ предварительного упрочнени  пород кровли очистных выработок, включающий бурение вееров горизонтальных сква- жин в кровле будущих параллельных выработок, установку в них тросоинъекци- онных штанг и нагнетание в массив твердеющего состава, отличающийс  тем,

0

что, с целью обеспечени  упрочнени  пород кровли одновременно нескольких параллельных выработок, проводимых на одном уровне, и повышени  технико-экономических показателей процесса креплени , в предварительно пройденной выработке формируют буровые камеры с подработкой кровли на глубину 1,0-1,5 м, а скважины бур т навстречу одна другой из пройденных камер, при этом скважины, пробуренные из одной камеры, располагают выше скважин, пробуренных из другой камеры.

Технико-экономические показатели процесса креплени  очистных выработок