Спосіб закріплення незв’язних порід

Спосіб закріплення незв'язних порід, шляхом руйнування породи енергією високонапорного струменю закріпляючого розчину та перемішування його зі зруйнованими породами і подальшим твердінням, який відрізняється тим, що закріпляючий розчин чи воду для його зачинення піддають попередній обробці в постійному поперековому магнітному полі індукцією 0,3-0,4 тл, пропускаючи їх через поле зі швидкістю 1,8-4 м/сек. (19) (21) 2000053052 (22) 29.05.2000 (24) 15.05.2001 (33) UA (46) 15.05.2001, Бюл. № 4, 2001 р. (72) Бондаренко Володимир Ілліч, Власов Сергій Федорович, Лубенець Микола Олексійович, Тімченко Світлана Євгенівна (73) Національна гірнича академія України 38101 нення як уже відомих, так і нових якостей: спрощення технології при підготовчо-кінцевих операцій (відпадає необхідність у введенні різноманітних добавок - пластифікаторів, які в свою чергу погіршують міцність закріплення), збільшення глибини та міцності закріплення масиву порід. Таким чином, запропонований спосіб має новизну і суттєві розбіжності, ознаки якого тісно взаємозв'язані між собою, приносять позитивний ефект, що відповідає критеріям винаходу. Приклад. На фіг. показана схема закріплення незв'язних порід. 1 - незакріплена порода; 2 - порода, яка закріплюється; 3 - закріпляючий розчин; 4 - струминний монітор з боковими соплами, через які подається закріпляючий розчин; 5 - обладнання для магнітної обробки закріпляючого розчину. Запропонована технологія реалізується наступним способом. Проводять свердловину в масиві порід 1. Потім через неї і монітор 4 нагнітають в масив під великим тиском закріпляючий розчин 3. Перед цим розчин за допомогою спеціального обладнання 5 піддають магнітній обробці. Авторами визначено, що глибина проникання високонапорного струменю в масив, окрім фізикомеханічних властивостей породи і речовини сформованого струменю, лінійно зв'язана зі швидкістю струменю на виході із сопла монітору. В свою чергу, при постійному тиску на вході монітору швидкість струменю на його виході залежить від в'язкості речовини струменя. Так, при тиску на вході монітору Р = 4 атм швидкість струменю на його виході відрізняється більше ніж у 2 рази (4,07 м/сек – для води; 1,79 м/сек - для розчину). При цьому в'язкість, яка визначена на віскозиметрі ВСМ-3, для води дорівнює 10-3 н·сек/м 2; цементного розчину (з цементним вмістом В/ц = 1) без обробки в магнітному полі - 2,172·10-3 н·сек/м 2. Обробка цементного розчину в магнітному полі знижує його в'язкість до 1,65·10-3 н·сек/м 2 і збільшує швидкість струменю на виході монітору до 2,12 м/сек. Тому глибина проникання високонапорного струменю в масив при обробці закріпляючого розчину в магнітному полі збільшиться майже на 20%. Разом з тим визначено, що залежність міцності цементного каменю від напруженості магнітного поля (В) носить виражений екстремальний характер. Ця залежність досить добре описується виразом: [s] = [s]0 + a·B·ecB; де: [s], [s]0 - межа міцності цементного каменю після обробки розчину в магнітному полі і без неї, н/м 2; В - індукція магнітного поля, тл; е - основа натурального логарифму; а, с - const, для різних умов експерименту - різні. Екстремум залежності знаходиться в точці Ве = = -а/с = 0,3-0,4 тл. До того ж, в цьому діапазоні знаходиться і екстремум характеристики схоплення, твердіння, в'язкості та змочуваності обробленого в магнітному полі розчину. При цьому зміцнення цементного каменю після обробки розчину в магнітному полі сягає 20-40%. З часом, як відомо, характеристики міцності, які набирає цементний камінь, змінюються за експоненціальною залежністю вигляду: s[t] = smax(1-e-lt), де: s[t], smax - миттєва і максимальна міцність цементного каменю, яку набрано протягом значного часу (t), Па; l - показник швидкості набору міцності. Причому екстремум показника l, при різних параметрах магнітного поля також відповідає тому значенню, яке було визначено вище. Таким чином, вплив магнітного поля на фізикомеханічні властивості цементного розчину має стійкий і регулярний характер, що свідчить про об'єктивну закономірність. Використання запропонованого способу, в порівнянні з прототипом, дозволить значно підвищити ефективність технології, збільшити якість та радіус закріплення порід, спростити підготовчо-кінцеві операції. 2 38101 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3