Способ забутовки закрепного пространства горных выработок

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для крепления горных выработок и забутовки закрепного пространства в условиях многолетней мерзлоты. Цель изобретения - повышение эффективности забутовки. После проведения взрывных работ и вентиляции возводится крепь. Пустое пространство между крепью и породным контуром выработки заполняют забутовочным материалом (ЗМ). В качестве ЗМ используют материал с открытой пористостью, например поролоновые отходы. Затем ЗМ уплотняют до полного контакта с породным контуром и путем орошения или инъекций пропитывают жидким твердеющим во времени раствором. В качестве последнего используют воду, которую после подачи в ЗМ замораживают. Полученный таким образом забутовочный слой несет теплозащитную функцию, благодаря большой теплоемкости из-за скрытой теплоты фазовых переходов. Такой теплозащитный слой еще и охлаждает вентиляционную струю, предотвращая перенос "вредного" влияния теплого воздуха с закрепленной устьевой части дальше по ходу вентиляционной струи на незакрепленные участки ствола. 2 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦ1МЛИСТ1 Т.1ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

161002 А 1 (19) SU (II) (51)5 Е 21 Р 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУД ТВЕННЫЙ МОМИТЕТ

ПО И БРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ . Т СССР (21 ), 4 387 540/23-03 (22 ) 02.03.88 (46) 30. 11. 90. Бюл. У 44 (71) Институт горного дела Севера

Якутского филиала СО АН СССР (72) В.Ю.Изаксон, И.И.Ковлеков и А.N.Столяров (53) 622.285.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 70123, кл. E 21 F 15/00, 1948.

Авторское свидетельство СССР

725758, кл. Е 21 F 15/00, 1976. (54) СПОСОБ ЗАБУТОВКИ ЗАКРЕПНОГО ПРОСТРА11СТВА ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к горной пром-:сти и предназначено для крепления горных выработок и забутовки закрепного пространства в условиях многолетней мерзлоты. Цель изобретения - повышение эффективности забутовки. После проведения взрывных работ и вентиляции возводится крепь.

Изобретение относитоя к горной пром ышпенносФи и может быть использовано .при креплении горных выработок для эабутовки закрепного пространства в условиях многолетней мерзлоты. . Целью изобретения является повышение эффективности эабутовки.

Способ реализуется следующим образом.

После проведения взрывных работ и вентиляции возводится крепь. Пустое пространство между крепыш и стенкой горйой выработки заполняют материалом с активной пористостью. В качестПустое пространство между крепыш и породным контуром выработки заполняют забутовочным материалом (ЗИ). В качестве ЗМ используют материал с открытой пористостью, например поролоновые отходы. Затем 3М уплотняют до полного контакта с породным контуром и путем орошения или инъекций пропитывают жидким твердеющим во времени раствором. В качестве последне. го используют воду, которую после подачи в ЗМ замораживают. Полученный таким образом забутовочный слой выполняет теплозащитную функцию благодаря большой теплоемкости из-за скрытой теплоты фазовых переходов. Такой теплозащитный слой еще и охлаждает вентиляционную струю, предотвращая перенос "вредного" влияния теплого воздуха с закрепленной устьевой части дальше по ходу вентиляционной струи на незакрепленные участки ствола. 2 з.п.ф-лы. ве такого материала можно иснользовать отходы эластичного губчатого поролона, текстильной промышленности и другие материалы с высокоразвитой поверхностью, способные активно впитывать жидкие растворы.

После заполнения закрепного пространства таким материалом его уплотняют до полного контакта с неровной поверхностью породного массива. Затем путем орошения или инъекций его пропитывают жидким твердеющим раствором, В качестве такого раствора можно применять воду с после1610028

40 дующим замораживанием ее. Можно при менять другие твердеющие растворы (производные от поролона, синтетик ческие смолы смалой вязкостью и т.д.)

За счет теплообмена вентиляционная струя подогревается теплом, которое выделяется при затвердевании.

Рассмотрим реализацию предлагаемого способа в условиях многолетней 10 мерзлоты.

Естественная температура массива пород в рассыпных шахтах составляет примерно -6...-8 C. Темнература вентиляционной струи зимой достигает -45 С, летом до +25 С. Летом теплообмен между породным массивом и вентиляционной струей с положительной температурой приводит к образованию ореола протаиваиия вокруг выра- 20 ботки и отрицательно сказывается на устойчивости выработки: с увеличением ореола протаивания непрерывно увеличиваются нагрузки на крепь.

Вскрывающие выработки в россыпных 25 шахтах (наклонные стволы) обычно проходят зимой. Этот период более благоприятен по горному давлению: при отрицательных температурах массив многолетнемерзлых горных пород обладает большой устойчивостью, поэтому вскрывающие выработки не крепят, кроме устьевой части. Устьевая часть наклонного ствола россыпной шахты в основном крепится деревянной рамкой крепыш, которая несет основную нагрузку, возникающую при сезонных колебаниях температуры воздуха.

Забутовка предлагаемым способом осуществляется следующим образом.

После проведения взрывных работ, местного проветривания и возведения крепи закрепное пространство полностью заполняют эластичным поролоном который складирован на nosepx 45 ности. Доставка поролона в призабойное пространство не представляет труд.ности и не требует специального оборудования или средств доставки. Затем трамбовочпый палкой поролон уплотняют до сплошного контакта с породным контуром. Путем инъекций или орошения пропитывают его водой из общешахтной системы или из автоном .ых резервуаров. Наиболее удачным является способ инъекций: инъектор

:внедряют в тело поролона и без лиш.него расхода воды пропитывают большие объемы только из одной точки за счет фильтрационных свойств поролона.

Для проведения таких работ можно применять специальную установку УНР02, предназначенную для нагнетания воды в угольный массив. При отсутствии такой установки можно использовать водяные насосы для водоотлива (например, погружной насос НПЭ2М с массой

16 кг, производительностью 30 мз/ч и приводом от ручного электросверла).

Пусть расстояние между крепыш и стенкой породного массива составляют в среднем 15 см, высота выработки 2 м, ь ширина 4 м, длина закрепляемого участка устьевой части 15 м. Тогда объем закрепного пространства составит

18 м, определенную долю из которого

У заполнит поролон. Если активная пористость поролона 403, то необходимое количество воды составит 10 8 м . Прй

0J таком объеме воды чистое время работы насоса НПЭ2М составит всего

20 мнн. Поэтому целесообразно производить пропитку поролона водой не посменно, как заполнение поролоном, а в одну смену после окончания всех крепежных работ устьевой части ствола. В связи с тем, что отрицательная температура воздуха не оказывает никакого влияния на устойчивость массива многолетнемерзлых горных пород, есть воэможность свободного выбора времени инъекций воды в поролоновый слой через заранее предусмотренные отверстия. Например, можно производить инъекции сразу после окончания крепежных работ в устьевой части ствола с целью обеспечения более комфортных условий труда горнорабочих в период проходки ствола; можно выбрать время инъекций в наиболее холодный период для смягчения максимального температурного напора.

В летнее время, когда температура вентиляционного воздуха становится положительной и отрицательно влияет на устойчивость вскрывающих выработок в их устьевой части, забутовочный слой, полученный предлагаемым способом, выполняет теплозащитную функцию благодаря большой теплоемкости из-за скрытой теплоты фазовых переходов. По сравнению с обычной. теплоизоляцией устьевой части

Ф которая только изолирует массив с целью сохранения мерзлого состояния, такой теплозашитный слой еще и охлаждает вентиляционную струю, предотвра"

0028

S 161 щая перенос "вредного" влияния теп- лого воздуха с закрепленной устьевой части дальше по ходу вентиляционной струи на незакрепленные участки ство ла.

Формула изобретения

Составитель Л.Березкина

Редактор М.Циткина Техред М.Ходанич Корректор М.Максимишинец

Заказ 3717 Тираж 383 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, й"35, Рауиская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101, 1

1. Способ забутовки закрепного пространства горных выработок, включаю1ций заполнение пространства между крепыш и породньв контуром выработки забутовочным материалом и твердеющим раствором, о т л и ч а ющ м и с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса эабутовки, забутовочный материал уплотняют ! до полного контакта с породныи кон,туром,при этомв качестве забутовочного материала импольэуют материал с открытой порнстостью,а заполнение пространства между крепыш и породныи контуром выработки производят путем пропитки забутовочного материала твердеющим раствором.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что,в качестве материала с открытой пористостью используют поролоновые отходы.

3. Способ по п.2, о т л и ч а ю—

15 шийся тем, что в качестве твердеющего раствора используют воду, которую после подачи в эабутовочный материал замораживают.