Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ИНЪЕКТИРОВАНИЯ ГОРНЫХ МАССИВОВ
СПОСОБ ИНЪЕКТИРОВАНИЯ ГОРНЫХ МАССИВОВ

СПОСОБ ИНЪЕКТИРОВАНИЯ ГОРНЫХ МАССИВОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для повышения качества упрочняемого массива посредством применения непрерывного контроля процесса инъектирования. Это достигается тем, что измеряют непрерывно основность среды по всей длине близлежащей к инъектируемой контрольной скважине в два этапа: на первом этапе через инъекционные скважины подают под давлением воду до достижения основности среды в контрольной скважине рН 4 - 7, затем производят инъектирование цементсодержащим раствором до достижения среды рН 9 - 11. 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2055113
Класс(ы) патента: E02D3/12, E21C39/00
Номер заявки: 5029522/03
Дата подачи заявки: 25.02.1992
Дата публикации: 27.02.1996
Заявитель(и): Казахский политехнический институт им.В.И.Ленина (KZ)
Автор(ы): Битимбаев Марат Жакупович[KZ]; Ефименко Михаил Федорович[KZ]; Мельников Виктор Алексеевич[KZ]; Джумабаев Руслан Надиршахович[KZ]; Казаков Юрий Викторович[KZ]
Патентообладатель(и): Казахский политехнический институт им.В.И.Ленина (KZ)
Описание изобретения: Изобретение относится к горной промышленности и может найти применение на горнорудных предприятиях, использующих для упрочнения массива цементсодержащие растворы, а также в геологии и строительстве.
Для упрочнения разрушенных и трещиноватых пород широко применяется упрочнение массива инъектированием цементсодержащих растворов. Высокое качество упрочнения массива предполагает применение эффективных средств и методов контроля за процессом инъектирования.
Известен способ контроля за качеством инъектирования, который заключается в бурении контрольных скважин с отбором керна и последующим испытанием, отбором образцов после вскрытия упрочненных зон [1]
Недостатками этого способа являются его трудоемкость и неоперативность, в связи с чем не обеспечиваются необходимые прочностные свойства инъектируемых массивов.
Наиболее близким к изобретению является способ контроля за качеством инъектирования, который заключается в определении акустических параметров массива до его цементации посредством бурения скважин и перемещения измерительных зондов, и наблюдении за изменением этих параметров в окружающем инъекционные скважины пространстве [2]
Недостатком данного способа является необходимость в значительном количестве контрольных шпуров или скважин. Кроме того, база измерения зависит от расстояния между скважинами и из-за cильного поглощения ультразвука не может превышать 2 м. К тому же акустический метод не позволяет вести непрерывный контроль за процессом инъектирования, что приводит к снижению качества упрочняемого массива.
Цель изобретения улучшение качества упрочняемого массива посредством применения непрерывного контроля процесса инъектирования.
Цель достигается тем, что в известном способе инъектирования горных массивов, включающем бурение скважин для подачи цементсодержащих растворов и контроль упрочнения с использованием измерительного зонда, перемещаемого в скважинах, согласно изобретения осуществляют непрерывный контроль процесса инъектирования, для чего измеряют основность среды по всей длине близлежащей к инъектируемой контрольной скважине в два этапа: на первом этапе через инъекционные скважины подают под давлением воду до достижения основности среды в контрольной скважине pН 4 7, затем на втором этапе производят инъектирование укрепляющим раствором до достижения основности среды определяемого экспериментального значения pН 9 11.
Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом показывает, что в предлагаемом осуществляют непрерывный контроль за процессом инъектирования путем измерения основности среды по всей длине близлежащей к инъектируемой контрольной скважины. Причем процесс осуществляется в два этапа: на первом этапе через инъекционные скважины подают под давлением воду до достижения основности среды в контрольной скважине pН 4-7; на втором этапе производят инъектирование до достижения основности среды значения рН 9-11.
Эти признаки не выявлены в существующем техническом уровне. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию "новизна".
Существующие изобретения не в состоянии удовлетворить имеющихся потребность в улучшении качества упрочняемого массива, в то время, как предлагаемое изобретение решает эту задачу.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что перед началом подачи цементсодержащего раствора по скважине под давлением подается вода, которая способствует раскрытию трещин и вытесняет агрессивные воды из трещинообразований. Контроль за наличием в массиве агрессивных (шахтных) вод и их концентрация на момент вытеснения ведется с помощью устройства, состоящего из рН-метра, телескопических штанг и датчика. Воду подают в инъекционные скважины до достижения основности среды в контрольной скважине pН 4-7. После этого производят подачу инъектируемого раствора в скважины, одновременно осуществляя контроль за основностью среды путем перемещения зонда по контрольной скважине. Инъектирование прекращается в момент достижения основности среды pН 9-11.
Таким образом, в результате получается проинъектированный массив высокого качества за счет вытеснения агрессивных шахтных вод, отрицательно влияющих на устойчивость массива и непрерывного контроля за процессом инъектирования.
На фиг.1 показана инъекционная и контрольная скважины в упрочняемом массиве; на фиг.2 график изменения основности среды по длине скважины.
Способ осуществляется следующим образом.
При подземной разработке месторождений полиметаллических руд, которые, как правило, содержат серу, шахтные воды насыщены значительным количеством сульфатных ионов SO4, обладающих сульфатной и выщелачивающей агрессивностью, отрицательно влияющих на прочность цементсодержащих растворов при их твердении. При дренаже агрессивных шахтных вод через массивы, подверженные трещиноватости, происходит эрозия и коррозия пород, в результате их агрессивных воздействий резко снижается устойчивость массива.
С целью исключения отрицательного влияния агрессивных шахтных вод на прочность цементных растворов, т.е. улучшения качества инъектируемого массива, перед началом подачи цементсодержащих растворов, по скважине 1 оборудованной запорной арматурой 2 (фиг.1), под давлением при помощи насоса 3 подается вода, которая способствует раскрытию трещин и вытесняет агрессивные шахтные воды из трещинообразований. Контроль за наличием в массиве агрессивных шахтных вод и их концентрацией на момент вытеснения определяется при помощи устройства состоящего из рН-метра 5, телескопических штанг и датчика (зонд) 6. Устройство равномерно перемещается по всей длине контрольной скважины 7, определяя зоны выхода раствора 8. Устройство работает на электрохимическом принципе. Известно, что в чистой воде и нейтральных растворах рН 7, в кислых рН < 7. Таким образом вытесняя из трещинообразований агрессивную шахтную воду, по мере ее вытеснения снижается рН. В результате промышленных испытаний установлено, что основность среды с достаточной эффективностью и малыми затратами времени следует достигать рН 4-7 (фиг.2).
По скважине 1 подают цементсодержащий раствор, который через раскрытые трещины 4 поступает в контрольную скважину 7, при этом проводят непрерывный контроль за основностью среды. В результате промышленных испытаний установлено, что инъектирование укрепляющим раствором необходимо производить до достижения основности среды рН 9-11.
Применение данного способа позволяет получить инъектируемый массив высокого качества при минимальном расходе вяжущего, в результате чего повышается безопасность ведения горных работ и их концентрация.
Формула изобретения: СПОСОБ ИНЪЕКТИРОВАНИЯ ГОРНЫХ МАССИВОВ, включающий бурение контрольных скважин и скважин для подачи цементосодержащих растворов и контроль упрочнения при помощи измерительного зонда, отличающийся тем, что задают нейтральное значение основности среды рН 4 - 7 и оптимальное значение основности среды рН 9 - 11 по всей длине близлежащей к инъектируемой контрольной скважины в два этапа измеряют основность среды, причем на первом этапе через инъекционную скважину подают под давлением воду до достижения в контрольной скважине нейтральной основности среды, а на втором этапе производят инъектирование цементосодержащим раствором до достижения оптимального значения основности среды.