SU1559187A1 - Method of controlling the state of rock mass - Google Patents

Method of controlling the state of rock mass Download PDF

Info

Publication number
SU1559187A1
SU1559187A1 SU884462469A SU4462469A SU1559187A1 SU 1559187 A1 SU1559187 A1 SU 1559187A1 SU 884462469 A SU884462469 A SU 884462469A SU 4462469 A SU4462469 A SU 4462469A SU 1559187 A1 SU1559187 A1 SU 1559187A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
wells
solution
pumped
injection
pressure
Prior art date
Application number
SU884462469A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Алексеевич Смирнов
Александр Петрович Белоусов
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела
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 Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела
Priority to SU884462469A priority Critical patent/SU1559187A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1559187A1 publication Critical patent/SU1559187A1/en

Links

Landscapes

  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к горному делу и может быть использовано при проведении выработок по крепким трещиноватым породам, слабосцементированным минералами вторичного заполнени . Цель - повышение эффективности упрочнени  пород сильнотрещиноватого массива с присутствием минералов вторичного заполнени  трещин. Дл  этого бур т опережающие нагнетательные и дренажные скважины на длину подвигани  забо . В нагнетательные скважины закачивают химически активный, ослабл ющий породу раствор и контролируют интенсивность реакции разложени  минерала-заполнител  трещин через дренажные скважины. После вымывани  минерала-заполнител  в нагнетательные скважины закачивают химический крепитель, а в дренажные скважины - химически активный раствор, давление которого меньше давлени  крепител . Способ позвол ет органически соединить способ упрочнени  приконтурной зоны вокруг выработки, повышающей ее устойчивость, и способ разупрочнени  массива, отбиваемого при проходке. 3 ил.The invention relates to mining and can be used when conducting workings on strong fractured rocks, poorly cemented by minerals of secondary filling. The goal is to increase the hardening efficiency of the rocks of a highly fractured massif with the presence of minerals for the secondary filling of cracks. To do this, drill advance injection and drainage wells for the length of the bottom hole. A chemically active rock loosening solution is pumped into the injection wells and the reaction rate of the mineral fracture mineral decomposition is monitored through drainage wells. After leaching of the mineral filler, a chemical fixer is pumped into injection wells, and a chemically active solution, the pressure of which is less than the fixer pressure, is pumped into drainage wells. The method allows to organically combine the method of hardening the marginal zone around the excavation, which increases its stability, and the method of weakening the massif, which is beaten during the penetration. 3 il.

Description

Изобретение относитс  к горному делу, преимущественно к горнорудной промышленности и тоннелестроению, и может быть использовано при проведении выработок по крепким сильнотрещиноватым породам, слабосцементированным минералами вторичного заполнени  .The invention relates to mining, mainly to the mining industry and tunneling, and can be used when carrying out workings on strong highly fractured rocks, poorly cemented by minerals of the secondary filling.

Цель изобретени  - повышение эффективности упрочнени  сильнотрещиноватого массива с присутствием минералов вторичного заполнени  трещин.The purpose of the invention is to increase the hardening efficiency of a highly fractured massif with the presence of secondary crack filling minerals.

На фиг. 1 схематически показано расположение скважин в поперечном сечении выработки относительно ееFIG. 1 schematically shows the location of wells in the cross-section of production relative to its

проектного контура и зоны упрочнени ; на фиг. 2 - выработка с нагне тательной и дренажной скважинами, продольное сечение, и схема движени  химически активного раствора при }обработке призабойного массива и зоны упрочнени ; на фиг. 3 - выработка в призабойной зоне, продольное сечение, со схемой нагнетани  крепител  в зону упрочнени  и химически активного раствора в дренажные скважины .design contour and reinforcement zones; in fig. 2 — development with injection and drainage wells, longitudinal section, and movement pattern of the chemically active solution for treatment of the bottomhole array and reinforcement zone; in fig. 3 — development in the bottomhole zone, longitudinal section, with a circuit for forcing the fastener into the reinforcement zone and the chemically active solution into the drainage wells.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

елate

СПSP

фf

00 «ч00 "h

При проведении выработки-в сильнотрещиноватом массиве пород с присутствием минералов вторичного заполнени  трещин из забо  вблизи проектного контура выработки 1 бур т два р да опережающих скважин. Внешний р д нагнетательных скважин 2 бур т наклонно от проектного контура выработки до границы зоны 3 упрочнени  пород, внутренний р д дренажных скважин 4 - горизонтально на длину подвигани  забо .When carrying out production, in a highly fractured mass of rocks with the presence of minerals of secondary filling of fractures from the bottom near the design contour of production 1, two rows of leading wells are drilled. The outer row of injection wells 2 is drilled obliquely from the design contour of the mine to the boundary of the zone 3 reinforcement of the rocks, the inner row of drainage wells 4 is horizontal to the length of the bottom hole.

Через нагнетательные скважины 2 предварительно закачивают в массив с помощью инъекторов химически активный ослабл ющий раствор, который, омыва  трещины, вступает в реакцию с минералом-заполнителем и вымывает продукты его разложени  через дренажные скважины 4.Through the injection wells 2, a chemically active attenuating solution is pre-pumped into the array with the help of injectors, which, after washing the cracks, reacts with the mineral-aggregate and washes away its decomposition products through the drainage wells 4.

Контроль за процессом разложени  минерала-заполнител  трещин осуществл ют по количеству продуктов разложени , вымываемых из дренажных скважин, которое определ етс  трещинным объемом минерала-заполнител  отрабатываемого участка горных пород по известной формулеControl over the process of decomposition of the mineral aggregate of cracks is carried out by the number of decomposition products eluted from drainage wells, which is determined by the fracture volume of the mineral aggregate of the worked-out section of rocks according to the well-known formula

SsiifcKJL -jib JL(1)  SsiifcKJL -jib JL (1)

V.V.

ГРGR

100100

СКВHard currency

где п - эффективна  трещинна  пористость массива горных пород , %; - длина дренажных скважин,where n is the effective fracture porosity of the rock mass,%; - the length of the drainage wells

м;m;

Siu площадь поперечного сечени  зоны упрочнени , м2. После обработки трещин химически активным ослабл ющим раствором на глубину зоны упрочнени  в нагнета,- тельные скважины подают химический крепитель, а в скважины 4 - химически активный ослабл ющий раствор.Siu cross-sectional area of the hardening zone, m2. After treating the cracks with a chemically active loosening solution to the depth of the hardening zone, the chemical keeper is fed to the injection wells, the chemical wells are fed to the wells, and the chemically active weakening solution is fed to the wells 4.

Ослабл ющий раствор в цел х качест венного заполнени  крепителем трещин в зоне 3 упрочнени  пород и возможности контрол  за распространением его строго в пределах зоны упрочнени  подают под давлением меньшим, чем дав- ление крепител , поскольку при равном или обратном соотношении давлений существует возможность того, что ослабл ющий раствор будет преп тствоват заполнению трещин в зоне упрочнени . A weakening solution for the purpose of qualitative filling of cracks in a fastener in zone 3 of rock reinforcement and the ability to control its spread strictly within the zone of reinforcement is supplied under pressure less than the pressure of the fastener, since at an equal or inverse ratio of pressures there is a possibility that the weakening solution will prevent the filling of cracks in the reinforcement zone.

Соотношение давлений нагнетани  ослабл ющего раствора и крепител  при нимаетс  исход  из следующей зависимости:The ratio of the pressure of the injection of the weakening solution and the fixative is taken from the following relationship:

Р0 .РК у - 0,1, МПа, (2)Р0 .РК y - 0.1, MPa, (2)

КTO

де Р и Р.. - соответственно давлени de P and R .. - respectively pressure

ОNON

нагнетани  химически активного ослабл ющего породу раствора и крепител ;injecting a chemically active rock loosening solution and a keeper;

L и k кинематические в зкосQ L and k kinematic

5 0 50

5 five

оabout

5five

0 0

45 JQ 545 jq 5

ти ослабл ющего раствора и крепител .a weakening solution and a fixer.

После полного насыщени  трещин крепителем в зоне упрочнени  избыточное давление крепител  передаетс  на подаваемый через дренажные скважины ослабл ющий раствор, что вызывает рост давлени  в системе нагнетани  в дренажные скважины. Это означает, что трещины в зоне упрочнени  полностью заполнены крепителем и его подачу можно прекращать.After the cracks are fully saturated with the fixer in the hardening zone, the overpressure of the fixture is transferred to the attenuating solution supplied through the drainage wells, which causes an increase in pressure in the injection system to the drainage wells. This means that the cracks in the reinforcement zone are completely filled by the fixer and its flow can be stopped.

Использование предлагаемого способа позвол ет упрочн ть приконтурный массив выработки путем замещени  слабого естественного заполнител  трещин более прочным искусственным и одновременно разупрочн ть массив в пределах проектного контура выработки за счет ослаблени  св зей по трещинам пород, облегча  таким образом ее выемку .Using the proposed method makes it possible to strengthen the marginal array of excavation by replacing a weak natural aggregate of cracks with a stronger artificial one and at the same time weakening the array within the design contour of excavation due to the weakening of bonds along fractures of rocks, thus facilitating its excavation.

Пример. Выработка пересекает мощную зону раздробленных скальных пород тектонического нарушени  типа разлома, представленную раздроблен-- ными скальными породами с развитием по трещинам минералов-заполнителей карбонатной группы в виде прожилок и примазок кальцита по гран м породных блоков с зеркалами скольжени . Обрушение пород происходит сразу вслед за подвиганием забо  выработки.Example. The development intersects a powerful zone of fractured tectonic fracture-type rock, represented by fragmented rock, with the development of carbonate group aggregate minerals in cracks in the form of veinlets and calcite adhesives along the faces of rock blocks with sliding mirrors. The collapse of rocks occurs immediately after the advancement of the development.

В этом случае в массив через скважины 2 первоначально нагнетают 3 - 5%-ный раствор хлористого аммони , который вступает в реакцию с заполнителем трещин, в результате чего про- исходит разложение карбонатного заполнител  с выделением газов СО. и NH и хлористого кальци , вымываемого из трещин при последующей подаче в скважины хлористого аммони .In this case, a 3–5% ammonium chloride solution is initially injected into the massif through the wells 2, which reacts with the crack filler, resulting in the decomposition of the carbonate aggregate with the release of CO gases. and NH and calcium chloride leached from the cracks during the subsequent flow of ammonium chloride into the wells.

Концентраци  3-5% прин та из расчета стехиометрического соотношени , требуемого по реакции взаимодействи  хлористого аммони  с карбонатами. Кроме того, раствор хлористого аммо- ни  такой концентрации обладает больA concentration of 3-5% is based on the stoichiometric ratio required by the reaction of the reaction of ammonium chloride with carbonates. In addition, a solution of ammonium chloride has such a concentration

шой проникающей способностью, близкой к воде. Концентраци  хлористого аммони  в растворе ниже 3% нецелесообразна , так как в этом случае количество требуемого по реакции реагента недостаточно и, следовательно, разло- жение карбонатов не полное. Увеличение концентрации хлористого аммони  выше 5% приводит к повышению в зкости раствора, а следовательно, снижению его проникающей способности .penetrating power close to water. The concentration of ammonium chloride in the solution below 3% is impractical, since in this case the amount of reagent required by the reaction is insufficient and, therefore, the decomposition of carbonates is not complete. An increase in the concentration of ammonium chloride above 5% leads to an increase in the viscosity of the solution, and consequently, to a decrease in its penetrating ability.

Вымывание продуктов разложени  происходит через дренажные скважины 4, которые используютс  также дл  химического контрол  за интенсивностью процесса разложени  заполнител  трещин.Washout of decomposition products occurs through drainage wells 4, which are also used for chemical control over the intensity of the process of decomposition of the crack filler.

После обработки массива хлористым аммонием в скважины 2 нагнетают раствор химического крепител , например эпоксидную смолу ЭД-5 с отвердителем УП-583, а в скважины 4 подают раствор хлористого аммони  той же кон- центрации с давлением меньшим, чем давление нагнетани  крепител . При давлении нагнетани  крепител , равном 2 МПа, с в зкостью 20 сП и в зкости хлористого аммони  10 сП дав- ление нагнетани  хлористого аммони  в дренажные скважины по формуле (2) составл ет 0,9 МПа.After treatment of the array with ammonium chloride, a solution of a chemical fixer is injected into the wells 2, for example, ED-5 epoxy resin with UP-583 hardener, and in well 4 an ammonium chloride solution of the same concentration with a pressure less than the injection pressure of the fixer is supplied. With a pumping pressure of 2 MPa, with a viscosity of 20 cP and a viscosity of ammonium chloride of 10 cP, the pressure of injection of ammonium chloride into drainage wells according to formula (2) is 0.9 MPa.

Контроль за качественной обработкой крепителем зоны упрочнени  пород вокруг выработки осуществл ют по изменению давлени  нагнетани  хлористого аммони  в скважины 4. При качественном заполнении трещин в зоне упрочнени  наблюдаетс  рост давлени  в системе нагнетани  хлористого аммони  в дренажные скважины.The quality control of the reinforcement zone by the hardening rocks around the excavation is monitored by changing the injection pressure of ammonium chloride in wells 4. When the fractures in the reinforcement zone are high-quality, an increase in pressure in the ammonium chloride injection system is observed in the drainage wells.

Использование предлагаемого способа управлени  состо нием породного массива позвол ет органически соеди- нить способ упрочнени  приконтурнойThe use of the proposed method of controlling the state of the rock mass allows organically combining the method of strengthening the marginal

5five

00

5 0 50

5 five

зоны вокруг выработки, повышающей ее устойчивость, и способ разупрочнени  массива, отбиваемого при проходке, что повышает эффективность ведени  горных работ за счет снижени  трудозатрат и расхода ВВ.the zone around the excavation, which increases its stability, and the method of weakening the array, which is fought off during penetration, which increases the efficiency of mining operations by reducing labor costs and explosives consumption.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позвол ет повысить эффективность упрочнени  пород вокруг выработок, по трещинам которых развиты ослабл ющие минералы, кроме того , наличие дренажных скважин дает возможность осуществл ть контроль за интенсивностью процесса разложени  минерала-заполнител  и качеством заполнени  трещин в зоне упрочнени , а также сокращаетс  количество агентов , вводимых в массив при обработке.The proposed method, in comparison with the known, allows to increase the efficiency of reinforcement of the rocks around the workings, on the fractures of which weakening minerals are developed, besides, the presence of drainage wells makes it possible to control the intensity of the mineral decomposition process and the quality of fracture filling in the reinforcement zone, and the number of agents entered into the array during processing is also reduced.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ управлени  состо нием породного массива, включающий бурение нагнетательных скважин и последовательное закачивание в них до границ зоны упрочнени  химически активного ослабл ющего породу раствора и химического крепител , отличающийс  -тем, что, с целью повышени  эффективности упрочнени  сильнотрещиноватого массива с присутствием минералов вторичного заполнени  трещин , на длину подвигани  забо  дополнительно бур т дренажные скважины, а в нагнетательные скважины предварительно закачивают ослабл ющий раствор, при этом через дренажные скважины контролируют интенсивность реакции разложени  минерала-заполнител  трещин и производ т закачку крепител  после вымывани  последнего ослабл ющим раствором, а затем ослабл ющий раствор дополнительно закачивают в дренажные скважины под давлением меньшим, чем давление крепител .The method of controlling the state of the rock mass, including the drilling of injection wells and sequential injection into them to the boundaries of the hardening zone of a chemically active rock loosening solution and chemical binder, is that drain holes are additionally drilled for the length of the hole, and a weakening solution is pre-pumped into the injection wells; control of drainage wells intensity-decomposition reaction of the mineral aggregate and making cracks m download binders after the last elution attenuated yuschim solution and then further attenuated developing solution is pumped into the drain well under pressure less than the pressure of the binders. X x v V X Хч v X x v v x hch v Х .)Ј.X.) Ј. Лчхлх;Lhhlh; X е X e AX1.TL. AX1.TL. :. Н х:. H x лу: :..«Lou:: .. .. л. -. -- -l -. - - wxwx XX wxwx л/Ххх х х хх.ххl / xxx x x xx.xx Фие.1Phie.1 Х Ј.X Ј. :. Н х:. H x лу: :..«Lou:: .. .. л. -. -- -l -. - - wxwx х х ххx x xx , /У, / U 1/one/ ,J-А k V V - N/.- :ГС: Д . v«. . s/- С- /.- / -., J-A k V V - N /.-: HS: D. v ". . s / - C- / .- / -. X X/X x / х  x ШSh r-xi Л V.r-xi L V. ) Л У ) L Y у X  y x te2te2 X X/X x / х х х x x x xi Л V.xi l v. 22 X X X X X XX x x x x x Фи8.3Fi8.3
SU884462469A 1988-07-18 1988-07-18 Method of controlling the state of rock mass SU1559187A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884462469A SU1559187A1 (en) 1988-07-18 1988-07-18 Method of controlling the state of rock mass

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884462469A SU1559187A1 (en) 1988-07-18 1988-07-18 Method of controlling the state of rock mass

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1559187A1 true SU1559187A1 (en) 1990-04-23

Family

ID=21390581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884462469A SU1559187A1 (en) 1988-07-18 1988-07-18 Method of controlling the state of rock mass

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1559187A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1285160, ют. Е 21 D 20/00, 1984. Авторское свидетельство СССР № 1041694, кл. Е 21 D 11/14, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1559187A1 (en) Method of controlling the state of rock mass
SU1453022A1 (en) Method of driving mine working
RU1828921C (en) Method for working pillars in room-and-pillar mining system
RU2021522C1 (en) Method for consolidation of rocks and device for its realization
SU1550174A1 (en) Method of degassing a rock body
SU1578407A1 (en) Method of restoring mine workings
SU1129384A2 (en) Method of forming a partition in mine working
SU1004527A1 (en) Method of consolidating soil
SU1728494A1 (en) Method of support of mine working in unstable grounds
SU1481425A1 (en) Method of supporting mine workings
SU1092246A1 (en) Method of consolidating slopes
SU1535999A1 (en) Method of plugging a hole
SU1402675A1 (en) Method of sealing away excavated space of operating stopes
SU1615372A1 (en) Method of consolidating mine working pillars
RU2055216C1 (en) Method for guarding mining
RU2367740C1 (en) Method of ground consolidation under buildings and facilities
SU1456585A1 (en) Method of plugging rock with nonuniform jointing
RU2183273C2 (en) Method of rocks grouting with nonuniform jointing
SU1390372A1 (en) Method of driving mine working near outburst-hazardous body
SU1320451A1 (en) Method of preventive treatment of unprotected coal seams with weak roofs
SU1694928A1 (en) Method of driving openings in beds prone to coal or gas outbursts
Kipko et al. Groundwater control in a shaft boring operation
RU2126085C1 (en) Method for underground lixiviation of metals from waterless rock
SU1177486A1 (en) Method of underground leaching of minerals in natural deposit
SU1613611A1 (en) Method of winning coal from gas-saturated seam