Введение к работе
Актуальность тем* Большинство рудных месторождений представлено горными породами со значительной трещиноватостыо, которая развивается по мере веления горных работ.
Из-за неблагоприятных горно-геологических условий (низкой устойчивости пород, вывалов, проявлений горных ударов) усложняется отработка залежей крупнейших металлических месторождений, таких как Жезказганский, Норильский, к'иргалимсайский ГМК, Таштагольское РУ и других.
Для обеспечения безопасного ведения подземных горных работ необходимо поддержание кровли очистного пространства и крепления подготовительных, нарезных и проходческих выработок.
Из существующих методов упрочнения горных пород наиболее перспективными являются крепление анкерами и упрочняющими составами. Они относятся к активным видам крепей и повышают собственную прочность и устойчивость породного массива. При использовании инъекционного упрочнения горных пород это достигается путем нагнетания в трещины между блоками-отдельностями массива специальных упрочняющих составов, скрепляющих отдельности друг с другом, чем образуется монолитный породный конгломерат.
В данной работе рассматривается возможность использования тонкодисперсных цементных растЕоров для упрочнения трещиноватых массивов, вметающих очистные и подготовительные выработки при подземной разработке рудных месторождений.
Выбор тонкодисперсных цементов сделан потому, что цемент дешевле полимерных смол в несколько раз, не дефицитен, нетоксичен и по проникающей способности близок к полимерным смолам.
Сырьем для получения высокопроникающих тонкодисперсных
цементных растворов являются портландцемент, производимые
отечественными заводами, доменные шлаки, различные добавки
ПАВ, *
Из изложенного выше следует, что вопрос повышения устой-- 1 -
чивости горных пород вокруг выработок путем упрочнения их тонкодисперсными цементами в современньа условиях перехода на большие глубины является крупной научно-технической задачей.
Целью работы является установление зависимостей параметров нагнетания и размеров зон распространения тонкодисперсных цементных растворов от их вязкости, плотности, физико-механических свойств массива для выбора наиболее рациональных параметров технологии и технологических схем инъекционного упрочнения горних пород и параметров технологии.
Идея работы заключается в применении тонкодисперсиых цементов с высокой проникающей способностью для наибольшего заполнения раствором трещин породных массивов при разработке рудных месторождений и, следовательно, достижения более высокой последующей прочности породного массива
Научные положения, разработанные лично автором, м их поташе
размеры зоны распространения тонкодисперсных цементных растворов при нагнетании в трещиноватые горные породы пропорциональны ширине раскрытия трещин, начиная от 0.02 мм, вязкости, плотности раствора;
рациональные давление и темп нагнетания тонкодисперсных цементных растворов при условии турбулентности потоков в трещинах выше на 15%, чем і ри нагнетании гомогенных полимерных составов в ламинарном режіт с максимальным насыщением массива;
параметры технологии и технологических схем при инъекционном упрочнении трещиноватых пород тонкодисперсными цементными растворами, в отличие от упрочнения полимерными составами, устанавливаются с учетом седиментации частиц цемента в трещинах.
Достоверность научных положений, кыподпв и рекомендации подтверждается большим объемом лабораторных исследований, методами обработки данных с помощью математической статистики, регрессионного анализа, компьютерного моделирования закономерное гей распространения составов в массиве трещиноватых горных пород и сопоставлением их с ранее полученными результатами производственных испытаний (расхождение 15-20Х).
Научное значение работы заключается в установлении аа-
висимостей параметров инъекционного упрочнения тонкодисперсными цементными растворами от характеристик упрочняющего раствора, ширины раскрытия и шероховатости трещин для обоснования параметров технологии инъекционного упрочнения трещиноватых пород тонкодисперсными цементами при различных горно-геологических условиях.
Практическое значение заключается в разработке рекомендаций по выбору рациональных параметров упрочнения очистных и подготовительных выработок и улучшения технике-экономических показателей подземной разработки рудных месторождений.
Реализация выводов и рекомендаций. Полученные результаты по выбору рациональных параметров инъекционного упрочнения тонкодисперсными цементами использованы прм разработке проектов вскрытия и подготовки нижних (гор. -20м, шахты N72; гор. +140м, шахты N45) горизонтов Жезказганского месторождения.
Апробация работы. Основное содержание работы и ее отдельные положения докладывались и получили одобрение на научных семинарах кафедры технологии и комплексной механизации подземной разработки рудных месторождений Московского государственного горного университета, 1991-1994 гг.
Публикации. lb результатам выполненных исследований опубликовано 3 работы.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на /^""страницах машинописного текста, содержит список литературы из ^^наименований, /J рисунков, $ таблиц, приложений.
