Обоснование параметров и создание оборудования для гидроструйной цементации неустойчивых пород в горном производстве

• Автор: Головин, Константин Александрович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 336 с. : ил.

1. Способы и средства придания массивам неустойчивых пород

регламентированных физико-механических свойств

1.1. Анализ способов закрепления неустойчивых горных пород

1.1.1. Искусственное замораживание горных пород

1.1.2. Водопонижение 2 О

1.1.3. Закрепление горных пород связывающими растворами

1.1.4. Химическое закрепление горных пород

1.1.4.1. Силикатизация

1.1.4.2. Смолизация

1.1.4.3. Битумизация

1.1.5. . Электрохимическое закрепление горных пород

1.2. Специальные способы ведения работ в неустойчивых
горных породах
1.3. Гидроструйная цементация неустойчивых пород
1.3.1. Техническая сущность гидроструйной цементации неустойчивых горных пород
1.3.2. Состав г омплекга оборудования реализации технологии ГСЦ неустойчивых пород
1.3.2.1. Источник водоцементной суспензии
высокого давления
1.3.2.2. Буровые установки для ГСЦ
1.3.3. Опыт практического применения машин для ГСЦ горных пород
1.3.3.1. Ограждение стен котлованов
1.3.3.2. Закрепление массива при проходческих работах

1.3.3.3. Закрепление массива при подземном
строительстве
1.3.4. Перспективы развития технологии ГСЦ для горной
промышленности
1.4. Цель и задачи исследований
2. Разработка расчетной модели гидравлического разрушения горных пород водоцементными затопленными струями
2.1. Краткий анализ расчетных моделей гидравлического разрушения горных пород высокоскоростными струями
2.2. Разработка метода расчета показателей процесса ГСЦ
горных пород
Выводы
3. Методика и техника исследований
3.1. Факторы и показатели процесса гидроструйной
цементации неустойчивых горных пород
3.2. Общие положения методики
3.3. Стендовая база
3.4. ГСЦ инструмент
3.5. Характеристика горных пород
Выводы
4. Экспериментальные исследования влияние параметров процесса ГСЦ горных пород на эффективность закрепления массива на стендовой установке
4.1 Влияние давления водоцементной суспензии на диаметр закрепляемого массива
4.2 Влияние скорости подъема буровой колонны на диаметр закрепляемого массива
4.3 Влияние диаметра струеформирующей насадки на диаметр закрепляемого массива

4.4 Влияние частоты вращения буровой колонны на диаметр закрепляемого массива
4.5 Влияние параметров ГСЦ горных пород на скорость приращения объема закрепляемого массива и удельную энергоемкость процесса
4.6. Анализ и обобщение экспериментальных данных, полученных на стендовой установке и проверка адекватности расчетной модели
Выводы
5. Разработка буровых ставов для реализации технологии ГСЦ
горных пород
5.1. Разработка параметрического и типоразмерного рядов буровых ставов (источников высокого давления водоцементной суспензии) для реализации технологии
ГСЦ горных пород
5.2. Разработка элементов буровой ставов (гидросъемник, гидромонитор, буровые штанги)
5.2.1. Устройство и работа гидросъемника
5.2.2. Устройство и работа буровой штанги
5.2.3. Устройство и работа гидромонитора
5.3. Испытания элементов буровых ставов
5.4. Разработка автоматической системы управления
процессом ГСЦ горных пород (АСУ ГСЦ)
5.5. Разработка конструкции станка для ГСЦ горных пород и
его испытания
Выводы
6. Анализ возможных вариантов практической реализации
технологии Г СЦ горных пород
6.1. Перспективы применения технологии ГСЦ горных пород

предварительных исследований показал, что давление нагнетания должно составлять от 40 до 60 М11а [ 16].
Оборудование, полностью отвечающее требуем технологическим параметрам, на сегодняшний день, выпускается серийно как отечественной, так и зарубежной промышленностью
В подавляющем большинстве случаев, цементировочный насос выполняется по трехплунжерной схеме с приводом от электрического или дизельного двигателя. Передача кинематической жергии дкшателя к плунжерам осуществляется, чаше всего, через ременную передачу и кривошипно-шатунный механизм.
Характерными примерами цементировочных насосов, отвечающих требованиям, предъявляемым технологией ГСЦ горных пород, могут служить следующие изделия.
Высоконапорный иасос 400^ (производится фирмой ГесптеП. Италия [211с 2002 г), предназначенный для нагнетания цементных растворов в массив под высоким давлением для ГСЦ горных пород или инъекционного закрепления
Насос ТЬГ 400/5 (рис. 1.19.) представляет собой агрегат из дизельного двигателя и трехцилиндрового плунжерного насоса, установленный внутри металлического контейнера.
Рис. 1.19. Цементировочный насос высокого давления IЛ 40(1/8