RU2065038C1 - Method for increasing stability of roof rock - Google Patents

Method for increasing stability of roof rock Download PDF

Info

Publication number
RU2065038C1
RU2065038C1 SU5063216A RU2065038C1 RU 2065038 C1 RU2065038 C1 RU 2065038C1 SU 5063216 A SU5063216 A SU 5063216A RU 2065038 C1 RU2065038 C1 RU 2065038C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
longitudinal
reinforced concrete
transverse
wells
roof
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Васильевич Колоколов
Николай Михайлович Табаченко
Виктор Иванович Сулаев
Владимир Сергеевич Фальштынский
Original Assignee
Государственная горная академия Украины
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 Государственная горная академия Украины filed Critical Государственная горная академия Украины
Priority to SU5063216 priority Critical patent/RU2065038C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2065038C1 publication Critical patent/RU2065038C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: mining. SUBSTANCE: method includes well drilling and injecting reinforcing solutions through the wells. Support structures are built in the form of rigid network. The network has suspended reinforced concrete support-beams and reinforced strips placed in lengthwise and crosswise directions. EFFECT: high strength. 7 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых геотехнологическими способами. The invention relates to the field of mining and can be used in the development of mineral deposits by geotechnological methods.

Известен способ повышения устойчивости пород кровли, включающий возведение закладочного массива из твердеющей закладки в выработках горнорудного производства, которая обеспечивает предотвращение сдвижения земной поверхности (аналог) (Широков А.П. Горбунов В.Ф. Повышение устойчивости горных выработок. Новосибирск: Наука. 1983. 168 с.). There is a method of increasing the stability of roofing rocks, including the construction of a stowage array from a hardening bookmark in the mine workings of mining, which ensures the prevention of displacement of the earth's surface (analogue) (Shirokov A.P. Gorbunov V.F. Increasing the stability of mine workings. Novosibirsk: Science. 1983. 168 p.).

Недостатком этого способа является трудность применения его при геотехнологической разработке полезных ископаемых, и в том числе при подземной газификации углей. The disadvantage of this method is the difficulty of applying it in the geotechnological development of minerals, including underground coal gasification.

Наиболее близким техническим решением является способ упрочнения горных пород способом инъектирования, включающий нагнетание химических растворов в пористые породы, в результате чего повышаются механическая прочность и водопроницаемость массива. В качестве наиболее эффективных методов применяют силикатизацию, смолизацию и цементацию горных пород (прототип). (Ю.З.Заславский, Е.А.Лопухин, Е.Б.Дружко, И.В.Качан. Инъекционное упрочнение горных пород. М. Недра. 1984. 196 с.). The closest technical solution is a method of hardening rocks by injection, including the injection of chemical solutions into porous rocks, resulting in increased mechanical strength and permeability of the massif. As the most effective methods, silicatization, resinization and cementation of rocks are used (prototype). (Yu.Z. Zaslavsky, E. A. Lopukhin, E. B. Druzhko, I. V. Kachan. Injection hardening of rocks. M. Nedra. 1984. 196 p.).

Основными недостатками известного способа являются низкая надежность инъекционного упрочнения горных пород при термических методах добычи полезных ископаемых, что может привести к обрушению кровли, разгерметизации подземного газогенератора, утечкам газа на поверхность через образовавшиеся трещины. The main disadvantages of this method are the low reliability of injection hardening of rocks during thermal methods of mining, which can lead to collapse of the roof, depressurization of the underground gas generator, gas leaks to the surface through the cracks formed.

Целью изобретения являются повышение эффективности процесса подземной газификации угля и снижение негативных воздействий на окружающую среду. The aim of the invention is to increase the efficiency of the underground coal gasification process and reduce negative environmental impacts.

Поставленная цель достигается тем, что в кровле угольного пласта слой породы упрочняют наклонно-горизонтальными продольными железобетонными конструкциями (опорами-балками), которые своими краевыми частями опираются на нетронутый породный массив в процессе газификации пласта. This goal is achieved by the fact that in the roof of a coal seam the rock layer is strengthened by inclined horizontal longitudinal reinforced concrete structures (beam supports), which with their edge parts are supported on an intact rock mass during gasification of the seam.

Одновременно для увеличения прочности надугольной толщи в ней создают поперечные упрочненные полосы, ориентированные параллельно линии огневого забоя, концы которых опираются на края нетронутого угольного массива. At the same time, in order to increase the durability of the sub-coal seam, transverse hardened strips are created in it, oriented parallel to the firing face line, the ends of which are supported by the edges of the untouched coal mass.

В процессе подземной газификации в образовавшиеся полости выработанного пространства подают закладочную смесь, обеспечивая при этом подпор зависшей на искусственных опорах-балках кровли. Применение таких жестких опорных элементов в сочетании с закладкой выработанного пространства значительно снижает деформации пород кровли и ликвидирует просадки, провалы и трещинообразование на поверхности земли. In the process of underground gasification, the filling mixture is fed into the formed cavities of the worked-out space, while providing support for the roof hanging on artificial supports-beams. The use of such rigid support elements in combination with the laying of the worked out space significantly reduces the deformation of the roof rocks and eliminates subsidence, dips and cracking on the earth's surface.

Сравнение заявляемого решения с известными способами показывает, что предлагаемое решение базируется на принципиально новой основе, обеспечивающей предотвращение деформаций поверхности и снижения сближений боковых пород не только за счет возведения закладочного массива в выработанном пространстве, но и за счет создания в кровле угольного пласта жестких железобетонных конструкций в виде балок с приданием им дополнительной реакции путем закрепления металлических частей на поверхности. Последние представляют собой гибкий длинномерный стальной трубопровод с радиальными отверстиями, при этом во внутреннюю полость этого трубопровода дополнительно вводят стальной канат. Трубопровод с отверстиями обеспечивает отвод воздуха (ликвидирует воздушные пробки) при заполнении скважины бетонной смесью. Стальной канат служит для создания в железобетонной балке значительных растягивающих напряжений и придания конструкции большой прочности. Comparison of the proposed solution with known methods shows that the proposed solution is based on a fundamentally new basis, which ensures the prevention of surface deformations and reduce the proximity of lateral rocks not only due to the construction of the filling mass in the worked out space, but also due to the creation of hard reinforced concrete structures in the roof of the coal seam in in the form of beams with giving them an additional reaction by fixing metal parts on the surface. The latter are flexible long steel pipes with radial openings, while a steel cable is additionally introduced into the internal cavity of this pipe. The pipeline with holes provides air exhaust (eliminates air congestion) when filling the well with concrete mixture. The steel rope serves to create significant tensile stresses in the reinforced concrete beam and give the structure great strength.

Создание упрочненных поперечных полос путем силикатизации в вышележащей толще пород связывает породо-мосты в единую жесткую конструкцию и на этой основе ликвидирует деформации поверхности в зоне газифицируемого участка угольного пласта. The creation of hardened transverse strips by silicatization in the overlying rock mass links the rock bridges into a single rigid structure and, on this basis, eliminates surface deformations in the area of the gasified section of the coal seam.

Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию "новизна". Thus, the claimed solution meets the criterion of "novelty."

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что процессы газификации угольного пласта и закладки выработанного пространства не совмещают во времени и пространстве, а последнюю производят периодически после отхода огневого забоя на некоторое расстояние. Последнее повышает эффективность процесса ПГУ за счет того, что закладочный материал не попадает в зону газификации и не будет выноситься вместе с газом на поверхность. A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the claimed method differs from the known one in that the processes of gasification of the coal seam and laying of the mined-out space do not combine in time and space, and the latter is produced periodically after the firing of the face at a distance. The latter increases the efficiency of the CCGT process due to the fact that the filling material does not fall into the gasification zone and will not be carried along with the gas to the surface.

Использование жестких поперечных и продольных подвесных опор-балок, создание единой жесткой конструкции из упрочненных продольных балок и поперечных полос (балок), и породо-мостов, циклической закладки выработанного пространства, которые предотвращают деформацию вышележащей толщи пород, являются основными признаками, отличающими заявляемое изобретение от прототипа и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия". The use of rigid transverse and longitudinal suspension supports-beams, the creation of a single rigid structure of hardened longitudinal beams and transverse strips (beams), and rock bridges, cyclic laying of the worked out space, which prevent deformation of the overlying rock mass, are the main features that distinguish the claimed invention from prototype and therefore they provide the claimed technical solution according to the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 представлена схема первого варианта расположения опорных конструкций; на фиг.2 вертикальный разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - поперечный разрез подвесной упрочненной железобетонной опоры-балки (разрез В-В на фиг. 2); на фиг.4 второй вариант расположения опорных конструкций. На схемах обозначены: граница газифицируемого участка 1; нагнетательная ориентированная скважина 2; гибкий длинномерный трубопровод 3, жаростойкая насадка 4; газоотводящая ориентированнная скважина 5; огневой забой 6; наклонно-горизонтальная продольная поддерживающая скважина 7; длинномерный гибкий стальной трубопровод 8; расширяющийся цементный раствор 9; стальной канат 10; опора 11; вертикальные инъекционные скважины 12; поперечные упрочненные подвесные полосы 13; породо-мост 14; радиальные отверстия 15; межтрубное кольцевое пространство с бетонным раствором 16; наклонно-горизонтальная поперечная поддерживающая скважина 17. In FIG. 1 is a diagram of a first arrangement of supporting structures; figure 2 is a vertical section aa in figure 1; figure 3 is a cross section of a suspended hardened reinforced concrete support-beams (section BB in Fig. 2); figure 4 is a second arrangement of supporting structures. The diagrams indicate: the border of the gasified area 1; oriented oriented well 2; flexible long pipe 3, heat-resistant nozzle 4; gas outlet oriented well 5; fire face 6; inclined horizontal longitudinal support well 7; long flexible steel pipe 8; expanding cement slurry 9; steel rope 10; bearing 11; vertical injection wells 12; transverse hardened suspension strips 13; rock bridge 14; radial holes 15; annular annular space with concrete mortar 16; horizontal inclined lateral support well 17.

Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.

До начала разработки газифицируемого участка в непосредственной или основной кровле угольного пласта создаются искусственные опорные конструкции в виде жесткой сетки. В зависимости от устойчивости непосредственной кровли опорные конструкции разрабатываются в двух вариантах. Первый вариант применяется при наличии над угольным пластом устойчивой непосредственной кровли. В этих условиях сооружается комбинированная жесткая сетка, состоящая из продольных подвесных железобетонных опор-балок и поперечных упрочненных полос. Prior to the development of the gasified area, artificial support structures in the form of a rigid grid are created in the immediate or main roof of the coal seam. Depending on the stability of the direct roof, supporting structures are developed in two versions. The first option is used if there is a stable immediate roof over the coal seam. Under these conditions, a combined rigid grid is constructed, consisting of longitudinal suspended reinforced concrete support beams and transverse hardened strips.

Железобетонные опоры-балки создают путем бурения ориентированных продольных поддерживающих скважин с повторным выходом на поверхность земли. При этом горизонтальная часть скважины бурится в непосредственной кровле параллельно напластованию. Затем в скважину вводят длинномерный гибкий трубопровод с радиальными отверстиями и стальным канатом, расположенном во внутренней полости этого трубопровода. Затем наружное кольцевое пространство и внутреннее тампонируется бетоном и расширяющимся цементным раствором. Таким путем создаются две или более продольные железобетонные опоры-балки, канат и трубы которых закрепляются жестко на поверхности. Reinforced concrete beam supports are created by drilling oriented longitudinal support wells with repeated access to the earth's surface. In this case, the horizontal part of the well is drilled in the immediate roof parallel to the bedding. Then, a lengthy flexible conduit with radial holes and a steel rope, located in the inner cavity of this conduit, is introduced into the well. Then the outer annular space and the inner one are plugged with concrete and expanding cement mortar. In this way, two or more longitudinal reinforced concrete beam supports are created, the rope and pipes of which are fixed rigidly to the surface.

Поперечные упрочненные полосы создают путем инъектирования растворов в породный массив через ряд вертикальных скважин. Породная полоса располагается над газифицируемым участком и своими концами опирается на нетронутый угольный массив за пределами границы участка, подлежащего газификации. Cross hardened strips are created by injecting solutions into the rock mass through a series of vertical wells. The rock band is located above the gasified area and at its ends rests on an untouched coal mass outside the boundaries of the area to be gasified.

При наличии в вышележащей толще пород мощных породо-мостов такая конструкция искусственных опор-балок создает жесткую систему с породо-мостом и обеспечивает резкое снижение деформаций пород кровли и поверхности земли. In the presence of powerful rock-bridges in the overlying stratum of rocks, this design of artificial beam supports creates a rigid system with a rock-bridge and provides a sharp reduction in deformations of the roof rocks and the earth's surface.

Второй вариант используется при наличии неустойчивой непосредственной кровли над участком подземной газификации. В этом случае продольные и поперечные подвесные железобетонные опоры-балки сооружают в устойчивой основной кровле путем бурения поддерживающих наклонно-горизонтальных скважин, аналогичных по конструкции продольным. А горизонтальная часть поперечных поддерживающих скважин бурится ниже уровня продольных железобетонных опор-балок. The second option is used if there is an unstable direct roof over the underground gasification site. In this case, longitudinal and transverse suspended reinforced concrete support beams are constructed in a stable main roof by drilling supporting horizontal inclined wells, similar in design to longitudinal ones. And the horizontal part of the transverse support wells is drilled below the level of longitudinal reinforced concrete support beams.

При наличии во вмещающих породах надугольного и подугольного водоносных горизонтов прорывы воды в зону газификации из этих горизонтов предотвращают путем создания сетки из опорных конструкций, аналогичных вышеприведенным вариантам в кровле или почве пласта. In the presence of sub-arched and sub-angular aquifers in the host rocks, water breakthroughs into the gasification zone from these horizons are prevented by creating a grid of supporting structures similar to the above options in the roof or soil of the formation.

Все вышеприведенные системы повышения устойчивости пород кровли и почвы предусматривают закладку выработанного пространства. В этих условиях закладочный материал подбучивает породы кровли и почвы, снижая при этом нагрузку на поддерживающие элементы, и, следовательно, деформацию вышележащей толщи пород. All of the above systems for increasing the stability of roofing and soil rocks provide for the laying of the worked out space. Under these conditions, the filling material bucks up the rocks of the roof and soil, while reducing the load on the supporting elements, and, consequently, the deformation of the overlying rock mass.

Пример выполнения изобретения. Участок месторождения с границами 1 вскрывается двумя наклонно-горизонтальными нагнетательными скважинами 2, в которых прокладывается длинномерный гибкий стальной трубопровод 3 с жаростойкими насадками 4 на концах и газоотводящей наклонно-горизонтальной скважиной 5. Одновременно с работами по вскрытию участка осуществляется комплекс мероприятий по упрочнению пород непосредственной кровли и почвы пласта. Для этого с поверхности земли вдоль линии простирания бурятся две или более наклонно-горизонтальные поддерживающие скважины 7, имеющие два выхода на поверхность таким образом, чтобы их горизонтальная часть располагалась в породах непосредственной кровли и ее длина перекрывала размер вскрываемого участка 1 по простиранию. Это позволит создать опору возводимым в этих скважинах металлическим и бетонным конструкциям на нетронутый массив угля и пород. Наклонная же часть скважины располагается за пределами зоны сдвижения пород надугольной толщи (за пределами газифицируемого участка). An example embodiment of the invention. A section of the field with boundaries 1 is opened by two inclined horizontal injection wells 2, in which a long flexible steel pipe 3 with heat-resistant nozzles 4 at the ends and a gas outlet inclined horizontal well 5 is laid. At the same time, a series of measures are taken to strengthen the rocks of the immediate roof and soil formation. For this, two or more inclined-horizontal supporting wells 7 are drilled from the surface of the earth along the strike line, having two exits to the surface so that their horizontal part is located in the rocks of the immediate roof and its length overlaps the size of the exposed section 1 along the strike. This will make it possible to build support for the metal and concrete structures being built in these wells on an untouched mass of coal and rocks. The inclined part of the well is located outside the zone of displacement of the rocks of the suprahedral mass (outside the gasified area).

В поддерживающих скважинах 7 прокладывают металлическую гибкую длинномерную трубу 8 с радиальными отверстиями 15 по всей ее длине. Внутри трубы 8 располагают стальной канат 10, который вместе с трубой 8 закрепляют на земной поверхности на опорах 11, после чего придают трубе и канату растягивающие напряжения. Кольцевое пространство между стенками скважины 7 и трубой 8 заполняют бетонным раствором. Для предотвращения образования воздушных подушек при заполнении скважины бетоном воздух отводится по трубе 8 через отверстия 15. После твердения бетона 16 и 9 образуется прочная железобетонная конструкция (балка), значительно повышающая устойчивость пород кровли. In supporting wells 7, a metal flexible long pipe 8 is laid with radial holes 15 along its entire length. Inside the pipe 8, a steel rope 10 is placed, which together with the pipe 8 is fixed on the earth's surface to the supports 11, after which tensile stresses are applied to the pipe and the rope. The annular space between the walls of the borehole 7 and the pipe 8 is filled with concrete. To prevent the formation of air cushions when filling a well with concrete, air is discharged through a pipe 8 through holes 15. After hardening concrete 16 and 9, a strong reinforced concrete structure (beam) is formed, which significantly increases the stability of roofing rocks.

Также для повышения устойчивости пород кровли создают поперечные упрочненные породные полосы 13. Для этого с поверхности до кровли угольного пласта бурят вертикальные скважины 12, в которые нагнетают под давлением вяжущий цементный или химический раствор, например, силикатно-хлористо-кальциевый, силикатно-фосфорнокислый, силикатно-алюмо-сернокислый и др. Краевые части упрочненной породной полосы 13 располагают на нетронутых целиках за пределами границы 1 газифицируемого участка. Also, to increase the stability of the roof rocks, transverse reinforced rock bands are created 13. For this, vertical wells 12 are drilled from the surface to the top of the coal seam, into which a cement or chemical mortar, for example, calcium silicate, calcium silicate, silicate, is injected under pressure. - aluminum sulfate, etc. The marginal parts of the hardened rock band 13 are located on pristine pillars outside the border 1 of the gasified area.

Над самим же газифицируемым участком поперечные упрочненные полосы 13 опираются на продольные подвесные железобетонные опоры-балки 7. Above the gasified area itself, the transverse hardened strips 13 are supported by longitudinal suspended reinforced concrete beam supports 7.

Таким образом, в породах непосредственной кровли создается жесткая сетка из упрочненных элементов с опорой на нетронутый угольный и породный массивы, в результате чего значительно увеличивается устойчивость кровли, что позволяет затем производить закладку выработанного пространства после выгазовывания всего угольного пласта или в процессе газификации за огневым забоем 6 со значительным отставанием от него. Такая технология закладки исключит вынос закладочной смеси с газом на поверхность. Thus, in the rocks of the immediate roof, a rigid grid is created of hardened elements based on untouched coal and rock masses, as a result of which the roof stability is significantly increased, which allows laying the worked out space after the entire coal seam has been degassed or during gasification behind a fire face 6 with a significant lag behind him. Such a bookmarking technology will prevent the filling of the filling mixture with gas to the surface.

Закладка выработанного пространства осуществляется через вертикальные скважины 12, а при закладке после окончания газификации участка может производиться и через наклонно-горизонтальные скважины 2 и 5. В качестве закладочного материала могут использоваться любые известные литые, пылевидные или твердеющие смеси. The laying of the worked-out space is carried out through vertical wells 12, and when laying after the end of gasification of the site, it can also be done through inclined horizontal wells 2 and 5. Any known cast, dust, or hardening mixtures can be used as filling material.

Вариант с продольными железобетонными опорами-балками и поперечными упрочненными полосами применяют, когда в вышележащей толще пород залегает устойчивая непосредственная кровля, которая вместе с жесткой сеткой из искусственных опорных конструкций будет зависать над выработанным пространством, образуя пустоты, которые затем будут заполнены закладочной смесью. The variant with longitudinal reinforced concrete support beams and transverse hardened strips is used when a stable direct roof lies in the overlying rock mass, which, together with a rigid grid of artificial supporting structures, will hang over the worked out space, forming voids, which will then be filled with filling mixture.

А если, к тому же, в вышележащей толще пород залегает мощный слой прочной породы (например, песчаник), называемый породо-мостом, то в сочетании с жесткой искусственной сеткой из опорных конструкций создают принципиально новую жесткую систему, препятствующую деформациям и сдвижению пород кровли и поверхности над выработанным пространством. Такое сочетание искусственных и природных факторов создает благоприятные условия для закладки выработанного пространства с отставанием во времени и пространстве. And if, in addition, a thick layer of strong rock (for example, sandstone), called a rock bridge, lies in the overlying rock mass, then in combination with a rigid artificial mesh of supporting structures, a fundamentally new rigid system is created that prevents deformation and displacement of roof rocks and surface above the worked out space. This combination of artificial and natural factors creates favorable conditions for laying the developed space with a lag in time and space.

При наличии в породном массиве надугольного водоносного горизонта устойчивость непосредственной кровли, состоящей из водоупорных глин, суглинков, глинистых сланцев и др. повышают также с помощью подвесных железобетонных опор-балок и поперечных упрочненных полос. In the presence of a sub-aquifer aquifer in the rock mass, the stability of the immediate roof, consisting of water-resistant clays, loams, shale, etc., is also increased with the help of suspended reinforced concrete supports-beams and transverse hardened strips.

При этом следует отметить, что при сооружении поперечных полос по скважинам 12 подают в водоносный горизонт два реагента, которые, соединяясь между собой и подземной водой, образуют водонерастворимый гидрогель или твердое вещество. It should be noted that during the construction of transverse strips through wells 12, two reagents are fed into the aquifer, which, when combined with each other and underground water, form a water-insoluble hydrogel or solid.

Расстояние между скважинами определяется радиусом растекания растворов. Оно должно быть таким, чтобы закрепленные породы вокруг смежных скважин образовывали сплошные концентрические окружности, перекрывающие друг друга без "окон" в виде сплошной полосы (стены). The distance between the wells is determined by the spreading radius of the solutions. It should be such that the fixed rocks around adjacent wells form continuous concentric circles overlapping each other without “windows” in the form of a continuous strip (wall).

В случае, если над угольным пластом залегает неустойчивая непосредственная кровля, не позволяющая создать жесткую сетку из опорных конструкций, тогда такую жесткую систему сооружают в устойчивой основной кровле. В этой кровле бурят поддерживающие наклонно-горизонтальные скважины в продольном и поперечном направлениях, вводят в них длинномерные трубопроводы, канаты, тампонируют и создают жесткие подвесные железобетонные опоры-балки. Причем поперечные скважины 17 бурят в этом же слое ниже уровня продольных во избежание их пересечения (фиг.4) и обеспечения подпора скважин 7, поскольку их длина намного больше, чем поперечных. In the event that an unstable direct roof lies over the coal seam, which does not allow creating a rigid grid of supporting structures, then such a rigid system is built in a stable main roof. Supporting inclined horizontal wells are drilled in this roof in the longitudinal and transverse directions, long pipelines, ropes are inserted into them, tamponized and rigid rigid reinforced concrete support beams are created. Moreover, the transverse wells 17 are drilled in the same layer below the longitudinal level in order to avoid their intersection (Fig. 4) and to provide back-up of the wells 7, since their length is much longer than the transverse ones.

Такую же точно конструкцию используют и для повышения устойчивости водоупорных пород почвы, если ниже пласта залегает подугольный напорный водоносный горизонт. Такая система предотвратит прорывы напорных вод из этого горизонта в зону газификации. The same exact design is used to increase the stability of water-resistant soil rocks if a sub-angular pressure aquifer lies below the formation. Such a system will prevent breakthroughs of pressure water from this horizon into the gasification zone.

Преимущества предлагаемого способа состоят в следующем. The advantages of the proposed method are as follows.

Предлагаемый способ повышения устойчивости пород кровли позволяет увеличить область применения подземной газификации угля за счет вовлечения в отработку месторождений с неустойчивмыи кровлями, в том числе при залегании угольных пластов на малой глубине и при наличии надугольных и подугольных водоносных горизонтов. The proposed method of increasing the stability of roofing rocks allows us to increase the scope of underground coal gasification by involving in the development of deposits with unstable roofs, including when coal seams occur at shallow depths and in the presence of sub-angular and sub-angular aquifers.

За счет предотвращения обрушений пород кровли в полость газогенератора повышается объем активных агентов, подаваемых в зону горения углерода, что повышает эффективность процесса газификации. Также при этом ликвидируется опасность разгерметизации газогенератора за счет образования трещин, провалов и просадок поверхности, и, следовательно, снижается опасность выброса газов на земную поверхность и миграция их в подземные водоносные горизонты. Кроме этого, создание упрочненного целостного устойчивого слоя кровли препятствует проникновению подземных вод в зону газификации, что также благоприятно сказывается на процессе ПГУ. By preventing collapse of roofing rocks in the cavity of the gasifier, the volume of active agents supplied to the carbon combustion zone increases, which increases the efficiency of the gasification process. This also eliminates the danger of gas generator depressurization due to the formation of cracks, dips and subsidence of the surface, and, therefore, reduces the risk of gas emissions to the earth's surface and their migration to underground aquifers. In addition, the creation of a strengthened integral stable roof layer prevents the penetration of groundwater into the gasification zone, which also favorably affects the CCGT process.

Существенным преимуществом предлагаемого изобретения является возможность последовательного выполнения процессов газификации угля и закладки выработанного пространства. Это предотвратит попадание закладочного материала в зону горения угля и вынос частиц закладки в газоотводящую скважину. Для закладки можно использовать любые известные пылевидные, твердеющие или литые смеси, которые обеспечат значительно большую величину закладки выработанного пространства и прочность закладочного массива в результате разграничения процессов газификации и закладки во времени и пространстве. A significant advantage of the invention is the ability to sequentially perform the processes of gasification of coal and laying the mined-out space. This will prevent the filling material from entering the combustion zone of the coal and the removal of the filling particles into the exhaust gas well. For bookmarking, you can use any known dusty, hardening or cast mixtures that will provide a significantly larger bookmark of the worked-out space and the strength of the bookmark array as a result of the differentiation of gasification and bookmark processes in time and space.

Claims (7)

1. Способ повышения устойчивости пород кровли, включающий бурение скважин в массив горных пород и нагнетание через скважины скрепляющих горные породы растворов, отличающийся тем, что при разработке подземной газификацией угля в непосредственной или основной кровле или почве угольного пласта сооружают опорные конструкции в виде жесткой сетки, состоящей из подвесных железобетонных опор-балок и упрочненных полос, которые располагают в продольном и поперечном направлениях, а затем в процессе разработки в пустоты выработанного пространства, образовавшиеся в результате зависания кровли на искусственных опорах-балках, вводят закладочную смесь. 1. A method of increasing the stability of roofing rocks, including drilling wells into a rock mass and injecting rock-binding solutions through the wells, characterized in that when developing underground coal gasification in the immediate or main roof or soil of a coal seam, support structures are constructed in the form of a rigid grid, consisting of suspended reinforced concrete support beams and hardened strips, which are placed in the longitudinal and transverse directions, and then during development into the voids of the worked out space a, formed by hovering on artificial roof supports, beams injected backfill mixture. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подвесные продольные железобетонные опоры-балки сооружают в устойчивой непосредственной кровле путем бурения наклонно-горизонтальных скважин, имеющих два выхода на поверхность, в которых монтируют длинномерный гибкий трубопровод с радиальными отверстиями и со вставленным в его внутреннюю полость стальным канатом, межтрубное кольцевое пространство которых заполняют бетонной смесью, причем трубопровод и канат двумя концами закрепляют на поверхности у обоих устьев наклонно-горизонтальной скважины, а поперечные упрочненные полосы создают путем инъектирования растворов в породный массив через вертикальные скважины с возможностью, при этом опоры породных полос в процессе газификации над выработанным пространством на продольные железобетонные опоры-балки, а концами на нетронутые угольные целики на границах разрабатываемого участка, затем - на закладочный массив вместе с опорами-балками. 2. The method according to claim 1, characterized in that the suspended longitudinal reinforced concrete support beams are constructed in a stable direct roof by drilling horizontal wells having two exits to the surface, in which a long flexible pipe with radial holes and with it inserted into it is mounted the inner cavity is a steel rope, the annular annular space of which is filled with concrete mixture, and the pipeline and the rope are fixed with two ends on the surface at both mouths of an inclined horizontal well and transverse hardened strips are created by injecting solutions into the rock mass through vertical wells with the possibility of supporting the rock strips during gasification over the worked-out space on longitudinal reinforced concrete support beams, and ends on untouched coal pillars at the boundaries of the developed section, then on filling array with support beams. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при наличии над разрабатываемым участком неустойчивой непосредственной кровли продольные и поперечные подвесные железобетонные опоры-балки сооружают в устойчивой основной кровле путем бурения поддерживающих наклонно-горизонтальных скважин, аналогичных по конструкции продольным, причем горизонтальную часть поперечных скважин для железобетонных опор-балок располагают ниже уровня продольных опор-балок. 3. The method according to claim 1, characterized in that in the presence of an unstable direct roof over the developed section, longitudinal and transverse suspended reinforced concrete support beams are constructed in a stable main roof by drilling supporting horizontal inclined wells, similar in design to the longitudinal ones, the horizontal part of the transverse wells for reinforced concrete beam supports are positioned below the level of longitudinal beam supports. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в длинномерном гибком трубопроводе выполняют радиальные отверстия в шахматном порядке на некотором удалении друг от друга и при нагнетании бетонной смеси в межтрубное кольцевое пространство удаляют из него воздушные пробки, затем заполняют кольцевое пространство между стальным канатом и внутренней стенкой длинномерного гибкого трубопровода расширяющимся цементным раствором, который, проникая в радиальные отверстия, сцепляется с бетонным раствором межтрубного кольцевого пространства и создает монолитную железобетонную конструкцию подвесной опоры-балки. 4. The method according to claim 1, characterized in that in a long-length flexible pipeline radial holes are made in a checkerboard pattern at some distance from each other and when concrete is pumped into the annular annular space, air plugs are removed from it, then the annular space is filled between the steel rope and the inner wall of a long flexible pipeline with an expanding cement mortar, which, penetrating into the radial holes, adheres to the concrete solution of the annular annular space and creates m nolitnuyu concrete structure outboard-bearing beams. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при наличии в породах кровли надугольного водоносного горизонта и водоупорной непосредственной кровли, например, из глины или глинистых или песчано-глинистых сланцев, жесткую систему из опорных конструкций в виде продольных подвесных железобетонных опор-балок и поперечных упрочненных полос сооружают в сочетании с одновременной с процессом газификации закладкой выработанного пространства и на этой основе предотвращают прорывы подземных вод в зону геотехнологической разработки и ее загрязнение фенолами. 5. The method according to p. 1, characterized in that in the presence of a sub-aquifer aquifer and an impermeable direct roof in the roof rocks, for example, from clay or clay or sand-shale, a rigid system of supporting structures in the form of longitudinal suspended reinforced concrete support beams and transverse hardened strips are constructed in conjunction with the laying of the worked-out space simultaneously with the gasification process and, on this basis, prevent groundwater breakthroughs into the geotechnological development zone and its pollution in zeros. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при наличии в породах почвы подугольного напорного водоносного горизонта и водоупорной почвы пласта, например, из глины, глинистых и песчано-глинистых сланцев сооружают в породах почвы жесткую систему из опорных конструкций, состоящую из продольных и поперечных подвесных железобетонных опор-балок в сочетании с закладкой выработанного пространства и предотвращают прорывы воды из этого горизонта в зону геотехнологической разработки и ее загрязнение фенолами. 6. The method according to claim 1, characterized in that in the presence of a sub-angular pressure aquifer and water-resistant soil in the soil, for example, clay, clay and sand-clay shales, a rigid system of supporting structures consisting of longitudinal structures is constructed in the soil rocks and transverse suspended reinforced concrete support beams in combination with the laying of the worked out space and prevent breakthroughs of water from this horizon into the geotechnological development zone and its pollution with phenols. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что при наличии в вышележащей толщине мощных породомостов сочетанием продольных подвесных железобетонных опор-балок и поперечных упрочненных полос или поперечных подвесных железобетонных опор-балок и породомостов создают единую жесткую конструкцию, которая препятствует деформациям и сдвижению пород кровли над выработанным пространством, что позволяет производить закладку этого пространства с отставанием во времени и пространстве, и этим снижают вынос закладочного материала на поверхность через газоотводящие скважины. 7. The method according to claim 1, characterized in that in the presence of thick rock bridges in the overlying thickness, a combination of longitudinal suspended reinforced concrete supports-beams and transverse reinforced strips or transverse suspended reinforced concrete supports-beams and rock bridges create a single rigid structure that prevents deformation and movement of rocks roofing over the worked-out space, which allows laying this space with a lag in time and space, and this reduces the removal of filling material to the surface through gas outlet wells.
SU5063216 1992-06-22 1992-06-22 Method for increasing stability of roof rock RU2065038C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5063216 RU2065038C1 (en) 1992-06-22 1992-06-22 Method for increasing stability of roof rock

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5063216 RU2065038C1 (en) 1992-06-22 1992-06-22 Method for increasing stability of roof rock

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2065038C1 true RU2065038C1 (en) 1996-08-10

Family

ID=21613777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5063216 RU2065038C1 (en) 1992-06-22 1992-06-22 Method for increasing stability of roof rock

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2065038C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2547858C1 (en) * 2013-11-05 2015-04-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" Extraction method of diamond-containing ores from pillars
CN114075949A (en) * 2020-08-21 2022-02-22 中国石油化工股份有限公司 Vertical well development method of natural gas hydrate

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Широков А.П. и др. Повышение устойчивости горных выработок.- Новосибирск: Наука, 1983, с. 168. 2. Заславский Ю.З. и др. Инъекционное упрочнение горных пород.- М.: 1984, с. 176. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2547858C1 (en) * 2013-11-05 2015-04-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" Extraction method of diamond-containing ores from pillars
CN114075949A (en) * 2020-08-21 2022-02-22 中国石油化工股份有限公司 Vertical well development method of natural gas hydrate
CN114075949B (en) * 2020-08-21 2024-04-05 中国石油化工股份有限公司 Vertical well development method of natural gas hydrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4198097A (en) Method of mining
CN104481571B (en) Mine flyash grouting fire extinguishing method
CN111780633B (en) Step-type rapid excavation method for IV-V-level surrounding rock lower step of double-track tunnel
RU2065038C1 (en) Method for increasing stability of roof rock
CN211448683U (en) Large-inclination and ultrahigh-altitude chamber
SU750108A1 (en) Method of degassing coal bed satellites
Radkevych et al. Overview of technologies for constructing the facilities at the Dniester pumped storage power station
RU2007577C1 (en) Method of guarding of workings in heaving soils
RU2395691C2 (en) Method for strengthening of hydraulic stowage massif surfaces
RU2536514C1 (en) Chamber method of mining heavy, valuable, comminuted ore deposits
CN112901175A (en) Method for constructing underground laboratory spiral downward slope by applying TBM
RU2289694C1 (en) Method for reclamation of limestone quarries during construction of industrial structures
RU2102592C1 (en) Method for development of strata deposits of minerals
SU1472673A1 (en) Method of mining a thick steep mineral bed with goaf-filling
RU2152473C1 (en) Method for erection of vehicular traffic tunnel of urban ring highway of megapolis
CN114060032B (en) Mining method for reserving protective coal pillar on steep-dip extra-thick coal seam
RU2298098C1 (en) Method for extracting bed deposits of mineral resources
SU985304A1 (en) Method of erecting a roof support in mine working
CN209855705U (en) Ground directional drilling for advanced control of multi-disaster-source ore bed mining method
SU1346798A1 (en) Method of hydraulic excavation of materials from underground formations
RU2155867C2 (en) Method of downward working of kimberlite pipe by powered mining complex and design of flexible guard roofing
RU2086765C1 (en) Method of preparing to mining flat-lying coal seam
Monsees Soft Ground Tunneling
SU989083A1 (en) Method of driving large-section workings
Yuan Research on the influence of cross mining on advance support technology of overburden roadway