Упрочнение горных пород
УПРОЧНЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД (а. rock соnsolidation; н. Gesteinsverfestigung; ф. соnsolidation de terrains; и. fortalecimiento de rocas) — направленное воздействие на горный массив, в результате которого улучшаются его прочностные и другие характеристики. Осуществляется обычно закреплением массива штанговой крепью ("сшивание" слоев между собой металлическими, железобетонными, сталеполимерными, полимербетонными и другими штангами), цементацией, глинизацией, битумизацией горных пород и др.
Наиболее перспективный и современный способ упрочнения горных пород и повышения устойчивости массива трещиноватых горных пород — смолоинъекционное упрочнение. Обеспечивает повышение прочности и устойчивости таких горных пород, которые имеют собственную прочность хотя бы на молекулярном уровне (все крепкие трещиноватые, средней крепости и слабые, включающие пески, супеси и т.п. горные породы). Применение способа целесообразно в системах разработки с открытым очистным пространством. Смолоинъекционное упрочнение позволяет повысить устойчивость кровли обнажений, ликвидировать отслоения, увеличить прочность целиков; обеспечить поддержание кровли и боков камер в период выпуска руды при камерной системе. В системах с обрушением руды и вмещающих пород инъекционное упрочнение горных пород эффективно в вариантах этажного и подэтажного обрушения, при упрочнении ослабленных трещиноватых пород оснований очистных блоков. Упрочнению подлежат сильно трещиноватые массивы вмещающих пород: висячего, лежачего боков и налегающих сверху. В системах с закладкой — доставочные, очистные и другие выработки; смолоинъекция используется для постоянного и временного крепления выработок. Сущность упрочнения горных пород в нагнетании в горных породах под давлением до 25 МПа и более твердеющих составов (карбамидных, фенолформальдегидных, полиэфирных, полиуретановых смол, магнезиальных, акриловых, эпоксидных соединений и др.). Высокое давление нагнетания, низкая первоначальная вязкость, молекулярная дисперсность составов позволяют проникать им в трещины с шириной раскрытия 0,01 мм и более. Давление и темп нагнетания составов принимают из условия обеспечения наибольшего насыщения трещин составом, но без разрушения массива. Диапазон рабочего давления 10-25 МПа, темп нагнетания состава на 1 м длины шпура 0,7-2,5 л/мин. Обычно сетка расположения инъекционных шпуров (скважин) 1х1 м, 1,5х1,5 м, 2х2 м выбирается в зависимости от трещиноватости пород. Удовлетворительным считается упрочнение, при котором 80% трещин (с шириной раскрытия не менее 0,01 мм) заполнено упрочняющим составом.
