Спосіб зміцнення гірських порід

1. Спосіб зміцнення гірських порід, що включає буріння шпурів у масиві гірських порід, їх герметизацію, нагнітання у шпури розчину, що твердіє, який відрізняється тим, що як розчин, що твердіє, використовують матеріал, що саморозширюється, а його нагнітання здійснюють за проектним контуром до необхідного зусилля розпору, крім того, після затвердіння розчину здійснюють демонтаж деформованого рамного кріплення і після обвалення гірської породи до проектного контуру встановлюють рамне кріплення по проектному контуру. 2. Спосіб зміцнення гірських порід за п. 1, який відрізняється тим, що необхідне зусилля розпору визначається за формулою: Корисна модель відноситься до гірничої справи і може бути використана для зміцнення зруйнованих порід під час ремонту гірничих виробок в умовах інтенсивного прояву гірського тиску при необхідності заміни рами кріплення. Відомий спосіб зміцнення гірських порід (И.Л. Черняк / Повышение устойчивости подготовительных выработок. - М.: Недра, 1993. - С.252-253) який полягає в бурінні шпурів по контуру перетину виробки та нагнітанні укріплюючих складів, що сприяє утворенню укріпленої оболонки за контуром проектного перетину виробки. Недоліком цього способу є те, що використання скріплюючих складів не забезпечує обробку породного масиву в необхідних межах, що призводить до великих витрат скріплюючих матеріалів, а також укріпленню ділянки порід, що підлягає вийманню. Найбільш близьким по технічній сутності є спосіб зміцнення гірських порід (Патент РФ №2021522; МПК 5 E21D20/00, опуб. 15.10.1994р.), що полягає в блокуванні поширення розчину в заданих напрямках у масиві гірських порід. Для цього в розчин, що твердіє, вводять оброблений поверхнево-активними речовинами феромагнітний матеріал. Впливаючи магнітним полем на розчин, що твердіє у масиві, блокують його поширення за межі певної зони. Загальними ознаками аналога, та способу зміцнення, що заявляється є буріння шпурів, їх герметизація, нагнітання в шпури розчину, що твердіє. При реалізації способу-аналога необхідно вводити розчин, що твердіє в область гірських порід за фактичним і проектним контуром при цьому використовується спеціальне обладнання для його здійснення, що приводить до великої витрати матеріалів і підвищенню собівартості робіт. Також відсутній контроль якості зміцнення порід, що сприяє нерівномірному розподілу характеристик міцності укріпленої покрівлі уздовж виробки. В основу корисної моделі поставлене завдання вдосконалення способу зміцнення гірських порід, у якому за рахунок використання спеціальних матеріалів у заданій області демонтажу рамного кріплення забезпечується рівномірний розподіл q 1 B H y k тp (n 1) 2H B k тp B k тp , МПа, де y - cумарна висота зміцненої зони, м; B - відстань між шпурами в поперечному перерізі виробки, м; H - глибина закладення виробки, м; - об'ємна вага породи, кг/м3; k тp - коефіцієнт тертя породи; (19) UA (11) 51574 (13) U n - кількість блоків, на які розділений приконтурний породний шар. 3 51574 характеристик міцності укріплених порід, що приводить до підвищення якості їх зміцнення й зниження собівартості робіт зі зміцнення. Поставлене завдання вирішується тим, що у способі зміцнення гірських порід, що включає буріння шпурів у масив гірських порід, їх герметизацію, нагнітання у шпур розчину, що твердіє, згідно з корисною моделлю, у якості розчину, що твердіє, використовували матеріал, що саморозширюється, а його нагнітання здійснюють за проектним контуром до необхідного зусилля розпору, крім того після затвердіння розчину здійснюють демонтаж деформованого рамного кріплення, і після обвалення породи до проектного контуру встановлюють рамне кріплення по проектному контуру. Доцільно необхідне зусилля розпору розраховувати за формулою q 1 B H y k тp (n 1) 2H B H k тp B k тp , МПа де у - сумарна висота зміцненої зони, м; В - відстань між шпурами в поперечному перерізі виробки, м; q 1 B H y k тp (n 1) 2H B H де у - сумарна висота зміцненої зони, м; В - відстань між шпурами в поперечному перетині виробки, м; Н - глибина закладення виробки, м; - об'ємна вага породи, кг/м3; k тp - коефіцієнт тертя породи; n - кількість блоків, на які розділений приконтурний породний р. Відомо, що середня об'ємна вага породи становить 2500кг/м3, а коефіцієнт тертя 0,5. Глибина 4 Н - глибина закладення виробки, м; - об'ємна вага породи, кг/м3; k тp - коефіцієнт тертя породи; n - кількість блоків, на які розділений приконтурний породний шар. На Фіг. зображена схема зміцнення гірських порід, де 1 - зруйновані гірські породи, 2 - шпури; 3 - фактичний контур виробки, 4 - проектний контур виробки, 5 - деформована рама кріплення, 6 - кріплення по проектному контуру, 7 зміцнена зона порід, Спосіб зміцнення гірських порід здійснювався в такий спосіб. По фактичному контуру виробки 3 у масив зруйнованих гірських порід 1 бурили шпури 2 довжиною 2,0м з відстанню між шпурами 3,0м, герметизували їх, й нагнітали матеріал НРВ-80, що саморозширюється за проектний контур виробки 4, глибина зміцненої зони порід 7 становила 1,4м, при цьому зусилля розпору становило 6,4МПа. Необхідне зусилля розпору розраховували по формулі k тp B k тp , МПа , (1) ведення робіт становила 800м, візуально встановили, що n дорівнює 4. Після затвердіння розчину (протягом доби) здійснювали демонтаж деформованого рамного кріплення 5 і після обвалення порід до проектного контуру виробки встановлювали кріплення по проектному контуру 6. Використання способу забезпечує рівномірний розподіл характеристик міцності укріплених порід уздовж виробки, та зменшує собівартість робіт. 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 51574 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601