Способ заполнения выработанного пространства твердеющими смесями

 

Изобретение относится к подземной разработке месторождений с нисходящей выемкой руды и закладкой выработанного пространства. Цель изобретения - поддержание наклонной кровли. Для этого в выработанном пространстве устанавливают перемычку и в кровле закрепляют вертикально рядами опоры. Длина каждой последующей опоры, считая от перемычки, определяется в зависимости от длины ближней опоры и расстояния между рядами и угла наклона кровли. За счет взаимодействия опор с закладочным массивом осуществляется поддержка кровли в недозаложенном пространстве. 4 ил.ч^Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 F 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ !

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н = Н-1 — I тра, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4813606/03 (22) 10.04.90 (46) 07.02.92. Бюл. М 5 (71) Жезкентский горно-обогатительный комбинат и Казахский политехнический ин- ститут им. В.И.Ленина (72) В.А.Мельников, М.Н.Политаев, Л.В.Пятигорский, Б.В.Чумаков, Г.М.Пустохин и

В.М.Ткачев (53) 622.273.2 (088.8) (56) Мельников В,А. и др. Развитие методов управления качеством твердеющих закла1 дочных массивов. КазНИИНТИ, Аналитический обзор, Алма-Ата, 1987, с. 44, рис.10.

Изобретение относится к подземной разработке месторождений выемкой руды и предназначено для поддержания кровли, Известен способ формирования закладочных массивов при выемке слоев заходками, включающий подачу закладочной смеси в выработанное пространство с возможным образованием недозаклада в заперемыченной зоне.

Недостатком известного способа является то, что на сопряжении с разрезной вы= работкой и далее за перемычкой образуется область недозаклада, в результате чего увеличивается пролет неподдерживаемой потолочины в 2 — 3 раза от нормы, что в конечном счете может. принести к вывалам и обрушению вышележащих пород.

Цель изобретения — поддержание кровли в недозаложенном пространстве.

„, Ы„„1710784 А1 (54) СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА ТВЕРДЕЮЩИМИ

СМЕСЯМИ (57) Изобретение относится к подземной разработке месторождений с нисходящей выемкой руды и закладкой выработанного пространства. Цель изобретения — поддержание наклонной кровли. Для этого в выработанном пространстве устанавливают перемычку и в кровле закрепляют вертикально рядами опоры. Длина каждой последующей опоры, считая от перемычки, определяется в зависимости от длины ближней опоры и расстояния между рядами и угла наклона кровли. За счет взаимодействия опор с закладочным массивом осуществляется поддержка кровли в недозаложенном пространстве, 4 ил.

Поставленная цель достигается тем, что перед началом заполнения выработанного пространства в кровле вертикально закрепляют опоры, причем длина (Нп) каждой последующей, считая от перемычки, опоры определяется по формуле где Нп-1 — длина ближней конструкции;

l — расстояние между рядами; а — угол наклона кровли выработанного пространства, а расстояние между рядами и опорами в ряду устанавливают из расчета тождественности нагрузок, воспринимаемых опорой и столбом нижележащего затвердевшего закладочного массива, имеющим поперечное сечение l2, 1710784

Н1=1,41,— tg а

Vv (2) Нп = Hn-1 — I gaga.

Сущность предлагаемого способа за- ° ключается в том, что в первую очередь определяют длину ближайшей к перемычке опоры. При этом исходят из величины объема недозаложенного пространства, который зависит от угла наклона потолочины, от объема закладочной смеси, оставшейся в трубопроводе после остановки смесителя

D2 (V = к L, где D — диаметр трубопрово4 да; L — его длина). Обычно для каждого случая эти параметры легко определимы, Затем с учетом недозаложенного объема и угла наклона потолочины определяют высоту всех последующих от первой опор по всей длине недозаклада, после чего укрепляют их с помощью ершей в кровле предполагаемой части недозаклада.

-,По мере подачи закладки ее уровень поднимается и достигает нижней кромки опор, что может фиксироваться датчиком.

По сигналу датчика подачу смеси в бетоновод прекращают, а бетоновод продувают воздухом до полного опорожнения для исключения аварийной ситуации. Объема смеси, вышедшей из бетоновода, достаточно для утопления пяты опор с учетом общей усадки массива и создания монолита под опорой.

После затвердевания заложенного твердеющего массива, последний взаимодействует через опоры с искусственной или породной потолочиной, благодаря чему достигается равномерность распределения нагрузки в разрабатываемом горном массиве, а в сопряжениях выработок пролеты принимают нормативные значения. Это обеспечивает безопасное ведение очистных работ, На фиг.1 изображен процесс заполнения отработанной заходки с поддержанием кровли в недозаложенном про".т„гнстве столбчатыми опорами; на фиг,2 — эа" положение опор в затвердевшем массиье; на фиг.3 — схема расчета длинц опоры; на фиг;4 — один из стандартных вариантов конструкции опоры с устройством для закрепления опоры в кровле.

Способ осуществляют следующим образом.

По мере отработки заходки 1 заблаговременно определяют объем предполагаемого недозакладываемого пространства 2 в купольной части заперемыченной,зоны. Определяют угол наклона а потолочины 3 в зоне предполагаемого недозаклада, Ширина заходки Ь, длина L и диаметр О трубопровода известны. Объем смеси V, оставшийся в трубопроводе, легко подсчитывается.

Полость недозаклада имеет форму, близкую к треугольной, призмы, объем кото5 рой зависит от угла наклона кровли а закла.дываемого пространства.

Высоту первой опоры определяют через объем недозакладываемого пространства

VH и схемы расчета (фиг.3)

V„= — Н1 (> и) Ь, 2 где n — количество рядов;

15 Ь вЂ” ширина заходки; ! — расстояние между опорами (рядами).

С учетом того. что (! ° Il) = Н1 tg а, получим

Далее определяют длину опоры Hz. Из схемы расчета (фиг,3) видно, что уменьшение длины второй опоры Нг относительно первой опоры Н1 равно

ЬН = I tga, oòêóäà Hz = Н1 — Cger.

Длина третьей опоры равна Нз = Hz — I» тяа, 30 В общем виде длина любой опоры Нп может быть найдена по формуле

После отработки запасов руды из заходки, при выводе буровой установки из заход- . ки, в кровле, в зоне предполагаемого

-недозаклада делают подбурки 4 для подвешивания опор 5 (фиг.1, 2 и 4).

По расчетным данным заблаговременно изготавливаются опоры 5 с центральным . стержнем 6, выполненным удлиненным и снабженным запорным устройством 7, которое состоит из наконечника 8 и распорного

45 лепестка 9; Наконечник 8 надевается. на стержень 6, после чего оснащенный стержень вводится в патрубок 4 и досылается до упора в кровлю верхней плоскости 10 опоры

5. Опора удерживается под кровлей за счет сил трения между поверхностью наконечника 8 и стенкой подбурка 4, образованных за счет распора лепестка 9 в диаметрально противоположную стенку подбурка 4, После подвешивания всех опор 5 к кров55 ле 3 возводят перемычку 11 и подают закладочную смесь 12. По мере подачи закладки ее уровень поднимается и достигает пяты 13 опоры 5, после чего подачу смеси прекращают. После затвердения массива опоры воспринимают нагрузку потолочины и про1710784

Hn = Hn-1 — I Tga, о о о ю о

o .

° о

o ° °

° : o, °

o o

3 / леты на сопряжениях принимают нормативные значения. При этом исключается закупорка бетоновода и экономится дорогостоящее вяжущее вещество.

Пример. Способ осуществлен в усло- 5 виях отработки рудника горно-обогатительного комбината.

Средний объем недозаклада VH = 25 м, ширина заходки Ь = 3,5 м, угол наклона .a =

7О, прочность железобетонной опоры 40 10

МПа, поперечное сечение пяты $ — "0,15 м, нормативная прочность закладки 03 = 5,0

МПа, сетка установки опор 1,21 х 1;21 м.

Подставив приведенные данные в формулы (1) и (2), найдем: 15

Н1= 1,2 м; Нг = 1,0 м; Нз = 0,8 м; H4= 0,6 м; Нь=0,4 м.

Изготовление свай может быть организовано на закладочном комплексе рудника.

Применение предлагаемого способа за- 20 полнения выработанного пространства позволяет ликвидировать область недозаклада при системе разработки с нисходящими слоями с закладкой, благодаря чему достигается равномерность распределения 25 нагрузки в разрабатываемом горном массиве, а в сопряжениях выработок пролеты принимают нормативные значения, что в конечном счете предотвращает обрушения кровли.

Формула изобретения

Способ заполнения выработанного . пространства твердеющими смесями, включающими установку перемычек в выработанном пространстве, подачу смеси по трубопроводу с формированием закладочного массива, отличающийся тем, что, с целью поддержания наклонной кровли, перед подачей смеси в кровле вертикально рядами закрепляют опоры, причем длину Нп каждой роследующей, считая от перемычки, опоры определяют по формуле где Hn-1 — длина ближней опоры;

1 — расстояние между рядами; а — угол наклона кровли выработанного пространства, а расстояние между рядами и опорами в ряду устанавливают из расчета тождественности нагрузок, воспринимаемых опорой и столбом нижележащего затвердевшего закладочного массива, имеющим поперечное сечение I2. o о .;o, ° . . ° o . о., о. o a

1710784

Фис 4

Составитель Н.Чертова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Палий

Редактор Н.Тупица

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

Заказ 322 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5