Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи:

1. Исследование химического и петрографического состава крепких песчаных горных пород.

2. Комплексное исследование физико-механических, технологических и фильтрационных свойств в крепких песчаных породах.

3. Исследование ослабления прочности массива крепких песчаных горных пород химическим методом с использованием различных типов раствора ПАВ.

4. Исследование дезагрегации массива крепких песчаных горных пород химическим методом с использованием раствора карбамида.

5. Исследование изменения прочности массива крепких песчаных горных пород химическим методом в режиме свободного насыщения и напорного нагнетания.

6. Выбор химически активных реагентов и разработка рекомендации по применению химически активных растворов для ослабления прочности крепких песчаных горных пород.

7. Разработка эффективных параметров, способа и рекомендации ослабления прочности крепких песчаных горных пород химическим методом с использованием раствора ПАВ и их промышленное внедрение.

2. Комплексное исследование физико-химических свойств массива крепких песчаных горных пород

2.1 Анализ химического и петрографического состава крепких песчаников

Крепкие песчаные горные породы являются наиболее распространенными породами. Они многообразны по петрографическим и физико-механическим свойствам. Подразделяются на мелкозернистые с размерами обломков 0,1-0,25 мм, среднезернистые с размерами обломков от 0,25-0,5 мм и крупнозернистый с размерами обломком 0,5 мм и выше.

Вещественно все песчаники представлены обломками полевого шпата и плагиоклаза, порфирита, кварца, сланцев различного состава, углистого материала, хлорита, карбоната, пластиночек слюды. Цементов служит глинистый материал, гидроокислы.

С целью подбора химических растворов для ослабления крепких песчаников проведена комплексная научно-исследовательская работа по определению их химического состава и типа цементирующего вещества.

Химический анализ проб и состав цемента проводился по известным методикам /97-99/.

Анализ полученных данных показывает, что состав песчаников состоит из одних и тех же элементов с преобладанием того или много минерала и вещественно представлен в основном кварцем, полевых шпатом, включениями сланца различного состава, а также углистым материалом. Химически осажденный материал, образующий цемент песчаников является важнейшим компонентом этих пород, так как состав и тип цемента породы находится в непосредственной связи с пористостью и крепостью.

Состав цемента песчаников различен и представлен в основном глинистый материал (гидрослюда, каолинит, монтмориллонит, бейделлит, их изменение формы), карбонат, серицит, тонкораспыленный углистый материал, оксиды и гидроксилы железа.

Карбонатные минералы относятся к наиболее распространенному компоненту цемента крепких песчаников.

Состав цемента влияет и на пористость и на проницаемость породы представляют больший интерес при изучении движения флюидов через породы. Растворяющее влияние зависит в значительной степени от состава исходного материала и обычно легко устанавливается при изучении песчаников в шлифах и выражается в изменение характера контакта между зернами.

На примере двух песчаников, отобранных на различных шахтах, обладающих различными физико-механическими свойствами, рассмотрим петрографическое описание их шлифов.

Общим для обеих проб песчаников является состав классического материала, который представлен обломками зерен кварца и полевых шпатов, а также обломками горных пород различного состава. Состав цемента представлен глинистым и карбонатным материалом. Главное различие между описанными песчаниками - тип цемента по взаимоотношению с обломками.

Лабораторными испытаниями установлено, что в пробе пространство между обломками выполнено не полностью и порода обладает более высокой пористостью. Обломки минералов и горных пород разъединены друг с другом и пространство между ними целиком выполнено карбонатным материалом, вследствие чего, песчаник обладает малой пористостью и повышенной механической прочностью.

Таким образом, цементирующее вещество является переменной составляющей песчаника при прочих равных условиях их химической дезагрегации. Наиболее благоприятен песчаник с контактово-поровым типом цемента и менее благоприятен песчаник с базальным типом цемента.

2.2 Исследование физико-механических и технологических свойств массива крепких песчаных горных пород

Физико-механические свойства крепких песчаных горных пород определяют по результатам исследования кернов, полученных при бурении геологоразведочных скважин. Пробы отбирались в количестве 10-15 кернов, диаметром 42-55 мм, из которых изготавливались образцы полуправильной формы по методике /100/, для определения их прочностных свойств.

Далее определялись пористости горных пород по методике /101/ на приборе СПВ-2. Принцип работы прибора основан на определении объема скелета образца породы по изменению давления, необходимого для сжатия воздуха в бюретке известного объема, присоединенного к камере с образцом. Исходной формулой для расчетов является формула закона Бойля-Мариотта.

После определения пористости породные образцы дробились до получения необходимой фракции и оценивали влажность по методике /102/.

Полученные данные показывают, что крепкие песчаные породы по гранулометрическому составу разделяются на мелко- и среднезернистые, их минеральный состав однообразен. Прочность песчаников почти не меняется и зависит от состава и типа цементирующей массы, находится в пределах 40,0-120,0МПа.

Менее прочны песчаники с глинисто карбонатным цементом. Однако характерной особенностью для исследованных песчаных горных пород является карбонатно-глинистый цемент. С увеличением количества карбонатов в цементе возрастает прочность песчаника. В табл.2.1 приведены изменения предела прочности на сжатие в зависимости от состава цемента.

Пористость песчаных горных пород колеблется от 2,2 до 11,0. Причем низкая пористость характерна для сильно карбонизированных песчаников с базальным типом цемента. Содержание воды в песчаных горных породах или их влажность колеблется от 0,4 до 5%.

 Таблица 2.1. Петрографические и прочностные характеристики песчаников

Разновидность песчаников	Цемент	Предел прочности на сжатие, МПа
	Наименование	содержание глинистого материала, %	Содержание карбонатов, %
1	2	3	4	5
Мелкозернистый	Глинистый	20-30	5	53,0
		10-20	5	56,0
		1-5	5-10	68,0
	Карбонатный	1-5	10	94,0
Среднезернистый	Глинистый	15-20	5	52,0
		5-15	5	63,0
		1-5	10	78,0
	Карбонатный	1-5	10	89,0

2.3 Комплексное исследование фильтрационных свойств массива крепких песчаных горных пород

Эффективность воздействия химических растворов на массив определяется их свойствами, в которой производится нагнетание рабочей жидкости: пористостью, эффективной пористостью, влагонасыщением, газопроницаемостью.

Общая пориcтоcть образцов пород определялась по известной методике /49/ на приборе СПВ-2.

Эффективная пористость определялась из выражения:

(2.1)

где: Р_Н - вес насыщенного водой образца породы, кг;

Р_с - вес сухого образца породы, кг;

V - объем образца породы, м³

d_o - удельный вес раствора, кг/м³.

Проницаемость массива горных пород тесно связана с их пористостью. Проницаемость массива горных пород зависит не только от пористости, но и от характера распределения пор по размерам, морфологии порового пространства, минералогического состава и других факторов.

Проницаемость массива горных пород изучалась на приборе НВ-5M по методике /103/, который служит для определения газопроницаемости по скорости прохождения определенного объема воздуха при различных перепадах давления.

Проницаемость массива горных пород рассчитывали на основании полученной скорости истечения воздуха по формуле Дарси с введением поправок на среднее давление и на вязкость воздуха при комнатной температуре:

, (2.2)

где: К - проницаемость образца, по методу Дарси

V- объем воздуха, см³

t - время истечения

l - длина образца, см

F - площадь сечения образца, см²

- поправочный коэффициент.

Из табл.2.2 видно, что общая пористость песчаных горных пород изменяется от 3,3 до 12,0%, а эффективная пористость колеблется от 0,18 до 6,8%, Песчаные горные породы, имеющие низкую эффективную пористость, обладают малым фильтрационным объемом. У таких песчаников и коэффициент фильтрации на два порядка меньше. Как показано выше пористость песчаников зависит и от типа и состава цементации, поэтому представляет интерес исследования влагонасыщения образцов песчаников различного типа цементации.

Исследованиями /16/ установлено, что влагоемкость массива горных пород зависит от минерального и гранулометрического составов, структуры и текстуры пород.

Установлено, что влагоемкости массива некоторых песчаных горных пород во времени с различным типом цемента: глинисто-карбонатный и карбонатно-глинистый; и различной проницаемостью. Процесс насыщения породных образцов (рис.2.1) водой стабилизируется к 24 часам и через 48 часов прироста веса образцов практически не наблюдается.

Из рис.2.1 видно, что интенсивность процесса влагонасыщения для различных песчаных горных пород неодинакова. Кривые 1,2 характеризуют песчаные горные породы с контактово-поровым типом цемента, 3,4-с базальным типом цемента. Влагоемкость массива последних в 6-10 раз ниже, чем у песчаных горных пород с контактово-поровым цементом.

Объем жидкости, который может вместить массив зависит от эффективной пористости и определяется расчетным путем из формулы, приведенной в работе /104/.

1 - песчаник с глинисто-карбонатным цементом; 2, 3 - песчаник с карбонатно-глинистым цементом

Рис.2.1. Изменение веса образцов песчаников с различным типом цемента при насыщения их водой

 0, (2.3)

где: Q_общ - общий объем жидкости, закачанной в скважину, м³

R_эф - эффективный радиус увлажнения, м;

l_эф - длина фильтрующей части скважины, м;

m_эф - эффективная пористость

m_эф = (0,03-0,4)m_о.

Открытая пористость m_о массива песчаных горных пород (в долях единицы) изменяется от 0,022 до 0,11.

Выводы по главе 2

1. Установлено, что цементирующее вещество массива песчаных горных пород является переменной составляющей и их дезагрегация зависит от состава и типа цементации. Исследованиями также установлено, что при прочих равных условиях для химической дезагрегации наиболее благоприятен песчаник с контактовым типом цементации и менее благоприятен песчаник с базальным типом цементации.

2. Установлено, что характерный цемент массива песчаных горных пород - карбонатно-глинистый. Также установлено, что увеличение содержания карбонатов в составе цемента увеличивает прочность массива песчаных горных пород.

3. Определено, что открытая пористость массива песчаных горных пород составляет в долях единицы от 0,022 до 0,11, а эффективная пористость 0,03 - 0,4 от общей пористости.

3. Исследование изменения прочности крепких песчаных горных пород химическим методом с использованием поверхностно-активных веществ

3.1 Методика комплексного исследования ослабления прочности массива крепких песчаных горных пород химическим методом с использованием различных типов растворов поверхностно-активных веществ

Проводились исследования ослабления прочности массива крепких песчаных горных пород химическим методом с использованием раствора ПАВ. В экспериментах были использованы пробы из песчаных горных пород химико-минералогических компонентов, которые приведены в табл.3.1.

Таблица 3.1. Исходный химический состав песчаников

Цемент	Содержание химико-минералогических компонентов, %
	SiO2	Fe2O3	Al2O3	CaO	MgO
Карбонатно-глинистый	52,18	23,52	13,80	4,80	5,82
Глинисто- Карбонатный	63,54	8,9	16,66	2,20	3,67
Карбонатно-глинистый	60,40	9,4	16,66	5,54	7,0
Глинисто- Карбонатный	70,2	5,8	14,62	5,25	5,35

Определение химического состава породы осуществлялось согласно методике, установленной ГОСТ 10533-72. При этом содержание химико-минералогических компонентов оценивалось:

SiO₂ - весовых методом; Fe₂O₃; Al₂O₃; CaO; MgO - объемных методом.

Опыт по определению проводили следующим образом: 1 грамм породы фракцией 1,5 мм заливали химическим реагентом в объеме 50 мл. После истечения трех суток жидкость отфильтровывали, породу просушивали, затем определяли химический состав, результаты которого свидетельствовали о количестве вымытых компонентов и давали возможность выбора этих реагентов исходя из исходного содержания химико-минералогических компонентов в породе.

В табл.3.2 приведены результаты этих исследования, которые показывают, что растворы кислот при воздействии на песчаник вымывают соединения, содержащие железо (1,67 до 89,36%); кальция (от 33,85 до 90,42% ); магния (от 18,00 до 70,09%), а также алюминия (от 6,68 до 9,60%). Раствор карбамиды вызывает незначительные изменения в химическом составе породы. Следует отметить, что у выбранных кислот наилучшей реакционной способностью обладает раствор соляной кислоты.

Необходимо отметить, что между содержанием химико-минералогических компонентов породы и количеством вымытых компонентов в результате воздействия растворов кислот наблюдается определенная связь.

На основе корреляционного анализа получены следующие зависимости для комплексона

(3.1)

(3.2)

(3.3)

(3.4)

Таблица 3.2. Количество вымытых химико-минералогических компонентов из песчаных горных пород при воздействии химически активных растворов

№ п/п	Fe2O3, %	Al2O3, %	CaO, %	MgO, %
Раствор соляной кислоты 6%
1	55,83	5,72	90,42	67,13
2	48,65	9,60	77,27	64,58
3	37,93	0,68	87,20	70,09
4	89,36	4,08	87,36	64,29
Раствор сульфосалициловой кислоты 1%
5	14,50	0,00	44,30	28,00
6	5,00	9,96	81,53	20,79
7	10,34	0,00	63,11	41,12
8	40,43	2,04	68,41	64,29
Комплексон НТФ 0,5%
9	9,00	0,00	0,00	18,00
10	1,67	6,12	33,85	86,14
11	6,90	0,99	61,59	57,01
12	14,89	8,16	49,46	28,57
Раствор карбамида 2%
13	0,00	10,07	6,25	6,82
14	1,12	5,34	4,55	0,00
15	3,43	0,00	0,00	0,00
16	0,00	4,08	9,93	15,71
Вода
17	0,09	0,36	6,25	5,59
18	3,03	0,12	0,45	11,99
19	3,45	0,00	0,00	0,00
20	0,00	0,00	10,83	0,00

для сульфосалициловой кислоты

(3.5)

(3.6)

(3.7)

(3.8)

для соляной кислоты

(3.9)

(3.10)

(3.11)

где ; ; ; - содержание соответствующих химико-минералогический компонентов в породе, %.

Эти зависимости верны при следующих граничных условиях

5,80%23,50% (3.12)

13,80%16,66% (3.13)

2,20%5,54% (3.14)

3,64%7,00% (3.15)

Если в качестве критерия для выбора химически-активных реагентов, использовать количество вымытых химико-минералогических компонентов, то наиболее перспективным в этом плане является соляная кислота. Поэтому представляет интерес исследования по установлению времени воздействия растворов соляной кислоты на количество вымываемых химико-минералогических компонентов.

Суть эксперимента сводилась к следующему: 1 г породы фракцией 1,5 мм обрабатывали порциями по 10 мл раствора солярной кислоты различной концентрации, но истечении определенного времени оценивалось процентное содержание химико-минералогических компонентов в фильтрате.

Результаты этих исследований сведены в табл.3.3, которые показывают, что количество вымываемых химико-минералогических компонентов зависит от концентрации и времени воздействия реагента: в первые 30-60 мин происходит вымывание только карбонатных включений. Исключение составляет воздействие соляной кислоты концентрацией 8%, где к концу часа наблюдается вымывание соединений, содержащих железо. Дальнейшее увеличение времени воздействия приводит к вымыванию соединений, содержащих алюминий, железо. Причем явно наблюдается влияние исходных концентраций кислоты.

Например, для песчаных горных пород воздействия 0,5% соляной кислоты приводит к вымыванию соединений железа только после истечения 30-36 часов, а для концентрация 6-8% хватает 8 часов, т.е. увеличение концентрация кислоты приводит в первый момент к различному количеству вымытых соединения, но с увеличением времени начиная с концентрация кислоты количество вымытых минералов стабилизируется. При воздействии кислотами низких концентраций (0,5-2%) соединения, содержащие алюминии, вымываются раньше, чем соединения, содержащие железо. Что касается времени воздействия, то основная масса вымытых химико-минералогических компонентов приходится к концу 24 часов.

Таблица 3.3. Количество вымытых компонентов в фильтрате при воздействии соляной кислоты

Время воздействия	Концентрация соляной кислоты, %	Вымывание химико-минералогических компонентов, %	Сумма элементов
		Fe2O3	Al2O3	CaO	MgO
0,50	0,5	-	-	2,03	1,55	3,58
	2,0	-	-	3,43	2,90	6,93
	4,0	-	-	4,34	3,50	7,84
	6,0	-	-	4,82	3,60	8,42
	8,0	-	-	5,04	4,00	9,04
1,00	0,5	-	-	2,80	2,10	4,90
	2,0	-	-	4,05	3,45	7,50
	4,0	-	-	4,65	3,65	8,30
	6,0	-	-	5,18	3,95	9,13
	8,0	-	-	3,32	4,20	9,52
8,00	0,5	-	-	3,20	2,80	6,00
	2,0	-	-	4,40	3,20	7,60
	4,0	-	-	4,45	3,45	8,70
	6,0	2,70	1,20	4,85	3,45	12,20
	8,0	5,21	1,19	4,80	3,50	14,70
15,00	0,5	-	-	3,55	2,85	6,42
	2,0	-	0,34	4,34	3,50	8,10
	4,0	-	1,10	4,55	4,25	9,90
	6,0	5,60	1,19	4,82	3,35	15,96
	8,0	7,60	1,70	4,97	4,45	18,72
24	0,5	-	-	3,50	2,90	6,40
	2,0	-	0,85	4,34	3,75	8,94
	4,0	6,00	1,23	4,55	4,25	16,00
	6,0	7,20	1,70	4,90	4,45	18,5
	8,0	9,60	1,87	5,04	4,70	21,2
30	0,5	-	0,40	3,30	2,80	8,50
	2,0	1,30	0,45	4,05	3,40	9,20
	4,0	7,10	1,05	4,55	4,10	18,80
	6,0	8,50	1,27	4,60	4,09	19,40
	8,0	10,00	2,40	4,90	4,50	21,80
36	0,5	0,20	0,50	3,20	2,70	6,60
	2,0	0,67	0,71	4,02	3,50	8,70
	4,0	7,22	1,07	4,32	4,09	16,70
	6,0	9,00	1,65	4,40	4,05	19,1
	8,0	9,60	2,92	4,50	4,48	21,50
0,50	0,5	-	-	2,32	2,25	4,56
	2,0	-	-	4,41	4,35	8,76
	4,0	-	-	4,76	4,80	9,56
	6,0	-	-	5,32	5,30	10,62
	8,0	-	-	5,95	5,35	11,50
1,00	0,5	-	-	3,22	2,25	5,47
	2,0	-	-	5,46	4,00	9,46
	4,0	-	-	5,67	4,10	9,77
	6,0	-	-	6,72	4,50	11,22
	8,0	4,00	-	6,79	4,60	15,39
8,00	0,5	-	-	2,60	3,50	6,10
	2,0	-	-	5,05	4,45	9,50
	4,0	3,44	-	5,46	4,50	13,40
	6,0	4,62	0,20	5,70	4,55	15,07
	8,0	5,85	0,38	6,50	4,70	17,63
15,00	0,5	-	-	3,50	3,20	6,70
	2,0	-	0,17	4,82	4,50	9,49
	4,0	5,80	0,34	5,04	4,65	15,83
	6,0	6,00	0,68	5,25	4,70	16,63
	8,0	6,40	0,68	5,39	4,75	17,22
24	0,5	-	-	4,27	3,50	7,77
	2,0	-	0,30	4,56	4,00	9,80
	4,0	7,40	0,51	4,76	4,15	16,72
	6,0	7,60	0,68	4,83	4,25	17,36
	8,0	7,80	0,68	4,90	4,35	17,73
30	0,5	-	-	4,35	3,45	7,80
	2,0	1,06	0,34	4,50	3,76	9,90
	4,0	7,57	0,55	4,70	3,98	16,80
	6,0	7,50	0,80	4,65	4,05	17,40
	8,0	8,00	0,95	4,80	4,05	17,80
36	0,5	-	-	4,20	3,50	7,70
	2,0	1,39	0,21	4,35	3,75	9,70
	4,0	7,65	0,45	4,50	3,80	16,40
	6,0	8,13	0,69	4,68	3,80	17,30
	8,0	8,07	0,78	4,80	3,95	17,60

3.2 Исследование дезагрегации массива крепких песчаных горных пород химическим методом с использованием раствора карбамида

Изменение прочностных свойств песчаника зависит от изменения прочности связи между слагающими его компонентами, т.е. от изменения агрегатного состояния цементирующего вещества.

Исследования в системе раствор карбамид-песчаник проводили согласно схеме, представленной на рис. 3.2. Анализ количества вымытых химико-минералогических компонентов песчаника раствором карбамида показывает, что раствор карбамида вызывает незначительное изменение в химическом составе песчаника.

Рентгеноструктурный анализ песчаника, обработанного и необработанного раствором карбамида не изменяет структуры песчаника /108/. Химический анализ фильтрата не показал никаких результатов, однако исследования, проведенные по определению остаточной концентрация карбамида в фильтрате после воздействия на песчаные горные породы по методике /109/ нефелометрическим способом на прибора ФЭК (рис.3.3) показывают, что концентрация раствора карбамида в системе раствор-песчаник со временем изменяется.

Рис.3.2. Схема исследований в системе раствор карбамида - песчаник



Рис.3.3. Изменение концентрации в системе раствор карбамида - песчаник

1-исходная концентрация 8%; 2-6%; 3-4%; 4-2%

Анализ полученных данных показывает, что раствор карбамида повышает диспергирующую способность жидкости на 10-11. Это говорит о том, что раствор карбамида дезагрегирует песчаник как ПАВ.

3.3 Исследование насыщения массива крепких песчаных горных пород химически активными растворами

Механизм снижения прочности образцов пород при воздействии на них различных химических реагентов в зависимости от состава цемента можно наглядно показать по характеру изменения веса образцов в процессе взаимодействия.

Серия образцов, представленных кернами диаметром 52 им с различным типом цемента просушили при температуре 105°С до стабилизации веса и поместили в растворы химически активных веществ, а именно раствор карбамида, концентрации 4% растворы кислот: соляной 4%, сульфосалициловой 1%, НТФ - 0,5%. По истечении определенного времени замеряли вес образцов, на рис.3.4 и 3.5 представлено изменение веса образцов во времени с различным цементом: с карбонатно-глинистым и глинисто-карбонатным.

Анализ показывает, что при глинисто-карбонатном составе цемента при воздействии кислот с песчаником происходит в основном процесс насыщения, который полностью затушевывает процесс растворения. При этом снижение прочности песчаника происходит за счет его пропитки (эффект Ребиндера). Насыщение образцов раствором карбамида носит несколько иной характер: приросты веса идут почти по линейному закону и заканчиваются в течение 72 часов полной дезагрегацией образцов. Объяснить это можно тем, что глинистые минералы, взаимодействуя с раствором карбамида образует комплексы, разрушающие связи в песчанике.

Для песчаников с карбонатно-глинистым цементом при насыщении его раствором карбамида характер изменения веса образцов протекает аналогично таковому как и при взаимодействии кислот с песчаниками, имеющими глинисто-карбонатный цемент. Такой характер определяется незначительным содержанием глинистых минералов в цементирующем веществе.

Рис.3.4. Характер изменения веса образцов из карбонатно-глинистых цементов: 1- раствор карбамида; 2 - раствор сульфоцалициловой кислоты; 3- раствор соляной кислоты



Рис.3.5. Характер изменения веса образцов с глинисто-карбонатным цементом: 1 - раствор карбамида; раствор соляной кислоты; 3 - раствор комплексона НТФ

Характер изменения веса образцов песчаника при насыщении растворами кислот зависит от скорости взаимодействия с карбонатными соединениями. Так скорость растворения карбонатов раствором соляной кислоты (кривая 3 на рис.3.4) превышает скорость насыщения песчаника влагой, поэтому в первый момент времени наблюдается уменьшение веса образцов. Затем процесс растворения идет на убыль и во взаимодействии начинает преобладать процесс насыщения. Снижение прочности у таких песчаников происходит в основном, как за счет размыва минеральных включений, так и за счет насыщения.

3.4 Исследование изменения прочности массива крепких песчаных горных пород химическим методом в режиме свободного насыщения

Исследования проведены с целью проверки выбранных химических реагентов по критерию снижения прочности пород, а также для оценки степени влияния типа и состава цемента на уровень снижения прочности пород.

Для экспериментов использовались керны из песчаников диаметром 40-43 мм, высотой 15-20 мм. Образцы породы заливали различными жидкостями определенной концентрации, в количестве необходимом для полного вымывания минералов, способных к растворению.

На первом этапе исследовали изменение прочности песчаников при воздействии химически активных растворов во времени, результаты этих исследований представлены в табл.3.4.

Анализ данных показывает, что основное снижение прочности происходит в первые трое суток и стабилизируется на шестые. Наилучшей рабочей жидкостью для песчаников с глинисто-карбонатным цементом является раствор карбамида, при использовании которого происходит полная дезагрегация некоторых образцов песчаника.

Воздействие раствора карбамида на песчаники карбонатно-глинистым цементом сказывается значительно меньше, где снижение прочности породы при обработке раствором карбамида составляет всего 5-10%. При карбонатно-глинистом составе цемента максимальное снижение прочности достигается при использовании растворов соляной кислоты, комплексона НТФ сульфосалициловой кислоты.

Многочисленные испытания пород позволили установить для большей группы песчаников связь между исходным содержанием химико-минералогических компонентов и прочностью пород на сжатие в виде выражения:

, МПа (3.1)

Таблица 3.4. Изменение прочности песчаников во времени при воздействии различных химически активных реагентов

Продолжительность опыта, сут	Рабочие жидкости
	Вода	Соляная кислота - 6%	Карбамид - 2%	Сульфосалициловая кислота - 1%	Комплексон НТФ - 0,5%
	Предел прочности на сжатие (бсж), МПа
	до обработки	после обработки	до обработки	после обработки	до обработки	после обработки	до обработки	после обработки	до обработки	после обработки
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	45-55	30-38	45-55	45-52	45-55	30-35	45-55	45-50	45-55	44-50
3	-	20-26,5	-	40-45	«-»	-	«-»	33-46	«-»	33-46
6	-	17-20	«-»	38-42	«-»	-	«-»	«-»	«-»	«-»
10	-	«-»	«-»	«-»	«-»	-	«-»	«-»	«-»	«-»
1	100-120	100-120	100-120	80-100	100-120	80-100	100-120	65-90	100-120	100-120
3	«-»	100-110	«-»	70-80	«-»	70-80	«-»	60-80	«-»	100-110
6	«-»	«-»	«-»	65-75	«-»	«-»	«-»	50-65	«-»	90-100
10	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»
1	80-82	35-40	80-82	78-80	80-82	25	80-82	15-20	80-82	40-45
3	«-»	12-17	«-»	76-78	«-»	*	«-»	13-14	«-»	16-18
6	«-»	*	«-»	75-78	«-»	-	«-»	10-14	«-»	13-16
10	«-»	-	«-»	«-»	«-»	-	«-»	«-»	«-»	«-»
1	80-81	60-70	80-81	50-58	80-81	50-55	80-81	53-58	80-81	51-59
3	«-»	55-60	«-»	40-45	«-»	38-40	«-»	39-40	«-»	38-43
6	«-»	50-57	«-»	35-40	«-»	32-38	«-»	33-35	«-»	31-37
10	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»
1	55-60	52-55	55-60	10-15	55-60	50-55	55-60	25-31	55-60	15-25
3	«-»	«-»	«-»	5-10	«-»	«-»	«-»	20-27	«-»	10-20
6	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	5-10
10	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»	«-»

*-образец породы дезагрегировал

Анализ (3.1) показывает, что прочность песчаника в первую очередь зависит от содержания в них соединений кальция, а также магния и железа. Наличие соединений алюминия свидетельствует о присутствии в породе глин, которые ослабляет связи между минералами.

С учетом (3.1), данные табл.3.2 и 3.1 показывают, что наибольшей реакционной способностью к цементирующему веществу песчаников обладает раствор соляной кислоты. Однако величина снижения прочности породы не коррелирует с количеством вымытых компонентов. Например, снижение прочности породы при воздействии соляной кислоты составляет -5%, комплексона НТФ - 80%, сульфосалициловой кислоты - 80%. Данные свидетельствуют, что использование количества вымытых химико-минералогических компонентов в качестве критерия для выбора реагентов неприемлемо. Очевидно, что искомый критерий должен комплексно учитывать как свойства рабочей жидкости, так и разупрочняемой породы.

В принципе выбранные рабочие жидкости позволяют снизить прочность крепких песчаных горных пород любого химического состава на 80-90%. Главным условием достижения этих показателей является возможность проникновения химического реагента вглубь образца. Эти условия, как было показано ранее, определяются типом цементации, физическим отражением которых являются эффективная пористость и коэффициент проницаемости.

Так на опытах с образцами крепких песчаных горных пород и имеющих базальный тип цемента (m_эф=(0,18-0,3)% К_ф=110^-3 Дарси) наблюдалось следующее. После испытания пород на прочность на приборе БУ-39 визуально исследовались обломки пород для определения глубины проникновения рабочей жидкости. Было установлено, что глубина пропитки растворов соляной и сульфосалициловой кислоты, комплексоне НТФ составляет: вдоль напластования 4-8 мм и 2-4 мм поперек напластования.

Меньшее значение глубине пропитки соответствовала соляная кислота, у которой оказалась отрицательная поверхностная активность к этому песчанику. Интересно отметить, что обработанную кромку породы, в некоторых случаях можно было разрушить мускульным усилием рук. Таким образом, при измерении прочности пород с базальным типом цемента фиксировалась усредненное снижение прочности, которое объективно не отражало итог процесса.

3.5 Исследование изменения прочности массива крепких песчаных горных пород химическим методом в режиме напорного нагнетания

Для максимального приближения к натурным условиям, где породы находятся в объемном напряженном состоянии, в лабораторных условиях проводили опыты по воздействие рабочих жидкостей на образцы в режиме напорного нагнетания. При этом образцы находились в состоянии всестороннего обжатия.

Давление обжатия составляло 10МПа, что соответствует горному давлению на глубине 500м. Опыты ставились над образцами-кернами, длиною 140-150 мм. Методика работы на приборе приведена /107/. После обработки на приборе напорного нагнетания образцы разрезались на цилиндры высотою 20 мм, с целью определения глубины пропитки и изменения прочности песчаника по высоте керна.

В табл. 3.5 приведены результаты этих исследований. Значения прочности песчаников приведены только для пропитанной части. Анализ данных показывает, что глубина пропитки зависит от типа цементации: при банальном типе жидкость фактически не проникает в образец, при поровом и контактовом типе цемента наблюдается проникновение.

Таблица 3.5. Изменение прочности песчаников при воздействии химически активных растворов в режиме напорного нагнетания

Наименование рабочей жидкости	Время воздействия, суток	Глубина пропитки, 10-3 м	Предел прочности на сжатие, МПа	Снижение прочности, %	Давление нагнетания, МПа
			До обработки	После обработки		Исходное	Конечное
Сульфосалициловая кислота 1%	14	5	100-110	75-80	26,4	7,1	5,8
Вода	«-»	3	100-110	92-100	6,8	7,1	5,0
Вода	14	100	72-82	66-68	12,9	7,0	6,2
Карбамид 4%	«-»	100	84-88	22-61	30,0	7,2	3,5
Соляная кислота 10%	3	50	72-75	60-66	12,0	54	31
Соляная кислота 6%	6	140	68-72	15-35	52	7,0	3,0

Величина снижения прочности пород при такой схеме обработки образцов несколько ниже, чем при свободном насыщении, что объясняется уменьшением эффективной пористости при обжатии, и снижением доступности растворимых минералов рабочей жидкостью. Таким образом, проведенные исследования на приборе напорного нагнетания показали принципиальную возможность разупрочнения крепких осадочных пород, находящихся в условиях объемного напряженного состояния.

3.6 Выбор химически активных реагентов

Как показали исследования влияния химически активных реагентов на прочность песчаника, выбор этих реагентов должен осуществляться с учетом не только химико-минералогического состава пород, но и свойств, характеризующих взаимодействие в системе горная порода - рабочая жидкость. Для анализа результатов снижения прочности при свободном насыщении песчаника растворами кислот привлечены показатель, характеризующий химико-минералогический состав, поверхностная активность и концентрация раствора кислот, а также коэффициент проницаемости.

При этом исследовалась зависимость вида

?,

где ? - снижение прочности породы при воздействии реагента, %; К_хмс - коэффициент, учитывающий исходный химико-минералогический состав пород; q - поверхностная активность рабочей жидкости на песчанике, 10^-3 Дарси; с - концентрация реагента, процент.

В качестве К_хмс использовалось соотношение:

,

взятое из выражения (3.1)

Определение поверхностной активности производилось согласно работе /74/ и вычислялось по формуле:

q = , (3.3)

где у_о - исходное поверхностное натяжение раствора, 10^-3 Н/м;

у_с - поверхностное натяжение после воздействия, 10^-3 Н/м;

с - концентрация раствора, Мг/г.

В табл. 3.6 приведены данные поверхностной активности химических растворов различной концентрации.

Анализ этих данных показывает, что рассматриваемые растворы обладают различной поверхностной активностью, причем наибольшие значения у растворов низких концентраций. В связи с этим представляет интерес сопоставление данных до поверхностной активности, рассматриваемых кислот с величиной

(?у_ф-?у_р).

?у_р - расчетное снижение прочности пород, полученное путем подстановки в (3.1) остаточных значений содержания химико-минералогических компонентов, определенных из табл.3.5.

Физический смысл этого сопоставления заключается в том, что мы наглядно представим, какие потери в снижении прочности пород будем иметь, если не учитывать поверхностную активность рабочей жидкости (рис.3.6).

Анализ показывает, что максимальное расхождение расчетного и фактического снижения прочности пород при воздействии на них растворов кислот наблюдается при отрицательных значениях поверхностной активности реагентов. При значениях поверхностной активности свыше 0,1 разница в показателях весьма мала.

Рис. 3.6. Снижение прочности пород при различных значениях поверхностей активности химических реагентов

Таблица 3.6. Поверхностная активность химических растворов

Концентрация раствора	До адсорбции	Поверхностная активность после адсорбции на песчаниках, Н/м•103
		Проба 1	Проба 2	Проба 3
Раствор соляной кислоты
0,5	-0,030	1,260	1,120	-0,634
2,0	-0,007	0,120	0,099	-0,123
4,0	-0,009	0,050	0,099	-0,112
6,0	-0,013	0,051	0,120	-0,065
8,0	-0,011	0,026	0,018	-0,066
10,0	-0,012	0,014	0,005	-0,021
Раствор сульфосалициловой кислоты
0,5	1,340	-0,510	-1,430	-0,600
1,0	0,310	0,100	-0,0210	0,100
3,0	0,168	0,180	-0,028	0,150
5,0	0,141	0,040	-0,017	0,100
7,0	0,097	0,042	-0,008	0,035
10,0	0,030	0,090	-0,020	0,025
Раствор комплексона НТФ
0,1	1,940	3,780	2,520	3,780
0,3	0,640	0,840	0,840	0,480
0,5	0,130	0,504	0,100	0,252
1,0	-0,150	0,368	0,740	0,116
2,0	-0,120	0,189	0,068	0,000
3,0	-0,010	0,040	0,210	-0,178
Раствор карбамида
0,5	-0,120	0,160	0,680	0,368
2,0	-0,030	0,046	0,046	0,096
4,0	0,008	0,110	0,0160	0,069
6,0	0,013	-0,076	-0,060	-0,007
8,0	0,028	-0,011	-0,006	-0,002
10,0	0,036	0,009	-0,046	-0,036

Положительные значения (?у_ф-?у_р) относятся к погрешностям в измерениях, т.к. (?у_ф-?у_р) не должно быть выше нуля. Таки образом, при выборе химических реагентов необходимо ориентироваться на такие, у которых поверхностная активность на разупрочняемом песчанике выше или близка к 0,1. Поверхностная активность растворов химических реагентов и снижение прочности пород приведена в табл.3.7

Таблица 3.7. Поверхностная активность растворов химических реагентов и снижение прочности пород

Показатели	Реагенты
	Соляная кислота, 6%	Комплексон НТФ, 0,5%	Сульфосалициловая кислота 1,0%
Проба 1
Поверхностная активность, q	-0,065	0,252	0,1
Расчетное снижение прочности, ?ур, %	41	80	71
Фактическое снижение прочности, ?уф, %	5	80	80
?уф-?ур, %	-42	0	9
Проба 2
Q	0,051	0,504	0,1
?ур	64	36	30
?уф	30	35	41
?уф-?ур	-34	-1	11
Проба 3
q	0,120	0	-021
?ур	75	60	59
?уф	80	22	9
?уф-?ур	5	-38	-50

Для получения комплексного показателя К_п, учитывающего свойства жидкости и пород по критериям (3.2) были проведены следующие исследования: образцы с известной проницаемостью, исходным химико-минералогическим составом, заливали реагентами различной концентрации с различной поверхностной активностью. После истечения трех суток образцы испытывались на прочность на приборе БУ-39. количество заливаемой жидкости было избыточное.

Результаты проведенных исследований представлены в табл.3.8. Для установления зависимости между величиной снижения прочности ?у_ф и вышеупомянутыми критериями, был введен комплексный показатель К_п, представляющий собой произведение

К_п = К_хмс Ч q Ч К_пр Ч С (3.4)

Таблица 3.8. Исходные данные для расчета комплексного показателя

Реагент	С, %	Кхмс	Q, 10-3Н/м	Кпр 10-3 Дарси	?уф, %	Кп
Проба 1
Раствор соляной кислоты	1,0	0,73	-0,380	50,0	3,0	-13,870
	3,0	0,73	-0,100	50,0	2,0	-10,950
	6,0	0,73	-0,065	50,0	5,0	-14,220
Раствор НТФ	0,5	0,73	0,252	50,0	80,0	4,700
	1,0	0,73	0,116	50,0	77,0	4,230
	2,0	0,73	0,000	50,0	24,0	0,000
Раствор карбамида	4,0	0,73	0,069	50,0	100,0	10,000
	6,0	0,73	-0,007	50,0	-1,5	-1,500
Проба 2
Раствор соляной кислоты	1,0	2,42	0,400	1,0	66,0	0,970
	3,0	2,42	0,070	1,0	32,0	0,510
	6,0	2,42	0,051	1,0	30,0	0,738
Раствор НТФ	0,5	2,42	0,504	1,0	35,0	0,610
	1,0	2,42	0,368	1,0	25,0	0,890
	2,0	2,42	0,189	1,0	26,0	0,920
Раствор сульфосалициловой кислоты	1,0	2,42	0,100	1,0	41,0	0,242
	3,0	2,42	0,180	1,0	38,0	1,320
	5,0	2,42	0,040	1,0	34,0	0,485
Раствор карбамида	4,0	2,42	0,110	1,0	36,0	1,060
	6,0	2,42	-0,076	1,0	-15,0	-1,100
Проба 3
Раствор соляной кислоты	1,0	0,57	-	19,0	-	-
	3,0	0,57	0,080	19,0	63,0	2,310
	6,0	0,57	0,120	19,0	80,0	7,800
Раствор НТФ	0,5	0,57	0,000	19,0	22,0	0,000
	1,0	0,57	0,740	19,0	72,0	4,000
	2,0	0,57	0,068	19,0	25,0	1,480
Раствор сульфосалициловой кислоты	1,0	0,57	-0,210	19,0	9,0	-2,260
	3,0	0,57	-0,028	19,0	30,0	0,900
	5,0	0,57	-0,017	19,0	35,0	-0,900
Раствор карбамида	4,0	0,57	0,160	19,0	19,0	6,930
	6,0	0,57	-0,060	19,0	19,0	3,900

На рис.3.7 представлена полученная совокупность значений К_п и у_сж. Как видно на интервале значений К_п>-1 зависимость между этими показателями может быть аппроксимирована прямой

?у_ф = 12К_п+27 (3.5)

Рис. 3.7. График зависимости комплексным показателем (К_п) и снижением прочности пород (?у_ф): ? - раствор соляной кислоты; о - раствор сульфосалициловой кислоты; х - раствор комплексона; о - раствор карбамида

При этом коэффициент корреляции равен 0,82. Таким образом, выбор наиболее эффективных рабочих жидкостей необходимо осуществлять по критерию ?у_{ф =} > max, что при определенных параметрах породы К_хмс и К_пр сводится к qЧc> max.

Эффективность применения химически активных реагентов тем выше, чем больше произведение поверхностной активности раствора определенной концентрации (определяемом на данном песчанике) на величину этой концентрации.

Разработанный критерий выбора химически-активных реагентов применим как для кислот, так и для карбамида при требовании равномерного ослабления массива песчаника.

Высокие значения К_п при прочих равных условиях связаны с положительной поверхностной активностью химически активных растворов на песчаниках Карагандинского бассейна. Для сравнения в табл.3.9 приведены значения поверхностной активности растворов, наиболее распространенных в горном деле ПАВ на песчаниках Карагандинского бассейна. Как видно, в отличие от химически активных реагентов растворы ПАВ в большинстве случаев характеризуется отрицательными значениями поверхностной активности, что свидетельствует о целесообразности их применения при ослаблении песчаников.

Таблица 3.9. Поверхностная активность ПАВ на песчаниках

Концентрация ПАВ, %	Проба 1	Проба 2	Проба 3
кеокол
0,01	-14,0	-39,2	-65
0,03	-1,80	-1,90	-31,03
0,05	-6,1	0,56	-40,0
0,07	-1,0	-0,38	-38,0
0,1	-2,52	-4,76	-19,43
Сульфанол
0,01	-4,2	-4,2	-133,6
0,03	-49,0	-49,0	-37,4
0,05	-2,88	-2,88	10,6
0,07	7,70	-7,55	-10,6
0,10	-0,82	-0,80	1,3
ППК-30
0,01	-12,4	-46,0	-13,3
0,03	-30,6	-26,4	-32,3
0,05	2,4	1,0	-13,3
0,07	-3,5	-3,0	-9,7
0,10	-8,0	-5,50	1,2

Установлено, что процесс снижения прочности песчаников при использовании химически активных растворов основан на эффекте хемосорбции растворенного реагента в поровом объеме.

Чем выше значение поверхностной активности раствора, тем больше преобладает процесс сорбции растворенного химически активного реагента над сорбцией растворителя - воды. Концентрация раствора количественно определяет процесс хемосорбции.

3.7 Разработка рекомендаций по применению химически активных растворов для ослабления прочности крепких песчаных горных пород

Для выбора рабочей жидкости и ее концентрации определяет предел прочности на сжатие (у_сж); коэффициент проницаемости песчаника (К_пр); показатель химико-минералогического состава (К_хмс). Схема выбора приведена на рис. 3.8.

Рис. 3.8. Схема выбора химически активного раствора для ослабления песчаников

Коэффициент проницаемости песчаника определяет возможности ослабления. При К_пр<1Ч10^-3 Дарси возможно насыщение массива только в режиме, превышающем его приемистость, т.е. только разупрочнение труднообрушаемой кровли. Для обработки таких песчаников необходимо применение методов интенсификации процесса влагонасыщения. При К_пр<1Ч10^-3 Дарси возможно равномерное ослабление песчаника химически активными растворами.

Следует отметить, что коэффициент проницаемости связан с типом цементации песчаника. Так при базальном типе цементации К_пр как правило менее 1Ч10^-3 Дарси.

Окончательный выбор реагента осуществляется путем определения максимально возможной величины произведения концентрации раствора на поверхностную активность данного раствора на ослабляемую породу. Условия применения раствора имеют вид

?у=f(К_пр; К_хмс; q; с)? ?у необходимое

В соответствии с разработанной схемой проведен выбор химически активных реагентов и их концентраций (табл. 3.10) для ряда песчаников Карагандинского бассейна.

Таблица 3.10. Оптимальные химически активные реагенты и их концентрации для ослабления некоторых песчаников в Карагандинском бассейне

Наименование проб	Коэффициент проницаемости 10-3 Дарси	Реагент	Оптимальная концентрация реагента
Проба 1	50	НТФ	0,1
		Карбамид	4,0
		Сульфосалициловая кислота	3,0
Проба 2	19	Карбамид	4,0
		НТФ	1,0
		Соляная кислота	6,0
Проба 3	20	карбамид	2,
Проба 4	21	карбамид	2,0
Проба 5	26	карбамид	2,0
Проба 6	18	карбамид	2,0
Проба 7	27	карбамид	2,0
Проба 8	1,0	Соляная кислота	0,5*
Проба 9	15	Соляная кислота	2,0

* - возможно только разупрочнение кровли

Выводы по главе 3

1. Установлена закономерность изменения прочности песчаных горных пород в зависимости от химико-минералогических компонентов. Также установлено, что прочность крепких песчаных пород в первую очередь зависит от содержания в них соединения кальция, а также магния и железа. Наличие соединения алюминия свидетельствует о присутствии в породе глин, которые ослабляют связь между минералами.

2. Установлено, что критерием выбора химически активного раствора и его концентрации является произведение концентрации раствора на поверхностную активность этого раствора на ослабляемом песчанике. Чем выше это произведение, тем более эффективен реагент. При этом поверхностная активность раствора должна быть положительна.

3. Эффективность применения химически активных растворов основана на преобладании процесса адсорбции растворителя (воды) в поровом объеме песчаника.

4. Разработаны рекомендации по применению химически активных растворов для ослабления прочности песчаников.

Заключение

В научно-исследовательской выпускной квалификационной работе на основе выполненных исследований дано решение научно-технической задачи разработки взрывной технологии проходки горизонтальных подземных горных выработок предварительным ослаблением прочности крепких горных пород растворами ПАВ, обеспечивающих снижения затраты на бурения и ВВ.

Основные научные результаты выпускной квалификационной работы, практические выводы и рекомендации заключается в следующем.

1. Ослабление прочности массива крепких песчаных пород осуществляется химическим методом с применением раствора ПАВ, научная новизна, которой заключается в выявлении критериев в виде произведения концентрации раствора на величину поверхностной активности раствора.

2. Изменение прочности крепких песчаных пород зависит от химико-минералогических компонентов, в первую очередь от содержания в них соединения кальция, магния и железа. Наличие соединений алюминия свидетельствует о присутствии в песчаных породах глин, которые ослабляют связь между минералами

3. Установлены закономерностей снижения прочности массива крепких песчаных пород под действием химических растворов с учетом его химико-минералогического состава, состава реагента и их концентрации, позволяющей повысить эффективность проведения подземных горных выработок и снижение удельного расхода бурения и ВВ.

4. Установлено, что под воздействием рабочих жидкостей водных растворов соляной, нитрилотриметилфосфоновой, сульфосалициловой кислоты и карбамида прочность крепких песчаных горных пород снижается на 40-60%. Наилучшей рабочей жидкостью для ослабления прочности крепких песчаных пород с глинисто-карбонатным цементом является раствор карбамида концентрацией 2-4%; для песчаников с карбонатно-глинистым цементом - растворы сульфосалициловой кислоты - 3%, соляной кислоты - 0,5% и нитрилотриметилфосфоновой кислоты - 0,1%.

5. Разработан и внедрен способ ослабления прочности массива песчаных горных пород химическим методом с использованием раствора карбамида с концентрацией 2%, которые позволили снизить прочность массива на 40-60%, что обеспечило улучшение показателей работы очистного забоя с достижением средней добычи до 1235 т/сутки.

6. Определены эффективные параметры способа ослабления прочности крепких песчаных горных пород, на основе которого разработана рекомендация труднообрушаемой кровли.

7. Исследованиями установлено, что способ ослабления прочности песчаных горных пород с использованием рабочей жидкости раствора карбамида с концентрацией 2% при проведении подготовительной выработки проходческим комбайном ГПК позволил снизить их прочность с 60-80 МПа до 36-48 МПа, что позволило пройти выработку комбайном с темпами до 3 м/сутки.

Литература

1. А.С. 311011 СССР. Способ управления труднообрушаемой кровлей в очистных забоях. /Ю.А. Семенов, А.К. Бекбулатов, Э.М. Рустамов. - Опубл. в Б.И., 1968, №24.

2. Временная инструкция по выбору способов и параметров разупрочнения труднообрушаемой кровли на выемочных участках. - Л.: ВНИМИ, 1971, - 201 с.

3. Руководство по применению способа управления труднообрушаемыми кровлями гидрообработкой породного массива в Печерском бассейне. - Воркута, 1975. - 56 с.

4. Гусельников П.М., Шишкин В.П., Кретов П.И. и др. Управление труднообрушаемой кровли путем гидрообработки породного массива. - Безопасность труда в промышленности, 1974, № 7, с. 32.

5. Ходжаев Р.Ш. Совершенствование схем подготовки шахтных полей в сложных горно-геологических условиях и методы их оценки. Л.: Обзор/ЦНИЭМуголь, 1980. - 41 с.

6. Переход геологических нарушений механизированными комплексами в Донбассе: Обзор/Технология добычи угля подземным способом. - М., 1977, с.23.

7. Кусов Н.Ф., Мендели Э.О. Режимы ударно-поворотного бурения. М.: Недра, 1968, с 72.

8. Гедеванов А.К. Оценка производительности проходческих комбайнов. - Уголь, 1979, № 12, с.35-36.

9. Кузнеов Ю.С., Ганзен Г.А. Совершенствование способов разрушения пород при проведении горных выработок. Обзор/ЦНИЭИуголь. М., 1976. - 23 с.

10. Кильва Э.Э. и др. Основные направления развития технологии и механизации горно-подготовительных работ. Обзорная информация, № 9 - М.: ЦНИЭИуголь, 1983, с.45.

11. Барон Л.И., Глатман Л.Б., Губенков Е.К. Разрушение горных пород проходческими комбайнами. - М.: Недра, 1968.

12. Бекбулатов А.К., Ибраев К.С., Атыгаев Д.К. Исследование влияния различных горно-геологических факторов на работу механизированных крепей при труднообрушаемой кровле. - В кн.: Технология и механизация мощных пологих пластов. Караганда, КНИУИ, 1979, вып.56.

13. Трескен К. Комбайновая проходка горизонтальных выработок. - Глюкауф, 1970, № 6, с. 18-24.

14. Базер Я.И., Крутилин В.И. Зарубежные проходческие комбайны. - М.: ЦНИЭИуголь, 1974, с.38.

15. Кобранова В.Н. Физические свойства горных пород. - М.: Гостопиздат, 1962, с. 490.

16. Ржевский В.В. Физико-технические параметры горных пород. - М.: Недра, 1975, с.211.

17. Бок И.И. Основы рудной геологии. - А.-Ата: Наука КазССР, 1970, с.431.

18. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород. - М.: Недра, 1978, с. 390.

19. Павлова И.И. Деформационные и коллекторские свойства горных пород. - М.: Недра, 1975, с.239.

20. Барон Л.И., Логунцов Б.М., Позин Е.З. Определение свойств горных пород. - М.: Госгортехиздат, 1962, с.331.

21. Критский В.В. Краткий курс минералогии, кристаллографии и петрографии. - М.: Углетехиздат, 1949, с. 265.

22. Шрейнер Л.А., Байдюк Б.В., Павлова Н.Н. и др. Деформационные свойства горных пород при высоких давлениях и температурах. - М.: Недра, 1968, с.358.

23. Протодьяконов М.М. Свойства породообразующих минералов и их электронное строение. - М.: Наука, 1965.

24. Логвиненко Н.В. Петрография осадочных пород. - М.: Высшая школа, 1973, с.198.

25. Белоусова О.Н., Михина В.В. Общий курс петрографии. - М.: Недра, 1972, с.340.

26. Брэгг У. Кларингбулл Г. Кристаллическая структура минералов. - М.: Мир, 1967. - 390 с.

27. Ходот В.В. Внезапные выбросы угля и газа. - М.: Гостехиздат, 1961. - 363 с.

28. Стадников Г.П. Глинистые породы. - М.: АН СССР, 1957. - 376 с.

29. Смирнова Н.В. Типы цемента и влияние их на проницаемость песчаных пород. - Геология нефти и газа, 1959, № 7, с.33-39.

30. Смирнова Н.В., Якушев В.П. Свойства коллекторов песчаного типа на больших глубинах. - М.: Наука, 1969. - 84 с.

31. Клубова Т.Т. Влияние глинистых примесей на коллекторские свойства песчано-алевритистых пород. - М.: Наука, 1970. - 114 с.

32. Эдельштейн И.А., Юдин Н.П., Цой П.М. Исследование физико-механических свойтсв горных пород Карагандинского бассейна. - В кн.: Вопросы механизации в горной промышленности. Сб.научн.тр., Кагаранда, 1971, вып.27, с. 165-178.

33. Дортман Н.Б. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых. - М.: Недра, 1984, с. 485.

34. Брод И.О., Еременко Н.А. Основы геологии нефти и газа. - М.: МГУ, 1953, с.138-147.

35. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. - М.: Мир, 1970.

36. Грим Р. Минералогия и практическое использование глин. - М.: Мир, 1967, с.502.

37. Круглицкий Н.Н. Физико-химические основы регулирования свойств дисперсий глинистых минералов. - Киев: Наукова думка, 1968, с.520.

38. Куковский Е.Г. Особенности строения и физико-химические свойства глинистых минералов. - Киев: Наукова думка, 1966, с.127.

39. Бабалян Г.А., Кравченко И.И., Мархасич И.Л. Физико-химические основы применения поверхностно-активных веществ при разработке нефтяных пластов. - М.: Гостоптехиздат, 1968. - 283 с.

40. Оберт Л. Хрепкое разрушение горных пород. - М.: Мир, 1976.

41. Докукин А.В. Основные проблемы горной науки. - М.: Недра, 1980, с. 365.

42. Войтенко В.С. Управление горным давлением при бурении скважин. - М.: Недра, 1985 - с. 181.

43. Барон Л.И., Логунцов Б.М. Анализ различных способов разрушения горных пород применительно к созданию, породопроходческих комбайнов. - М.: ЦИТИугля, 1962.

44. Сулакшин С.С. Современные способы разрушения горных пород при бурении. - М.: Недра, 1964.

45. Адамидзе Д.И. Разрушение углей и пород сжатым воздухом. - М.: Наука, 1978.

46. Миндели О.Э. Разрушение горных пород. - М.: Недра, 1974.

47. Бескаравайный В.Г., Морозов Г.И., Алексеев Ю.И. Управление труднообрушаемыми кровлями. - Уголь, 1979, № 2, с. 31-33.

48. Гончаров В.А., Журавлев В.П. и др. Предварительное увлажнение угольных пластов. - М.: Недра, 1974, с.208.

49. Панов Г.Е. Предварительное увлажнение массивов на угольных шахтах и карьерах. - М.: Недра, 1970, с.129.

50. Добрецов В.Б. Понижение прочности свойств горных пород глубокими охлаждениями. - В сб. Научные труды Московского института радиоэлектронной и горной электромеханики. - М., 1965, с.13-15.