Способ гидравлической закладки камер

Авторы патента:

Коньков Андрей Вячеславович (RU)

Борзаковский Борис Александрович (RU)

Шилов Александр Владимирович (RU)

E21F15/08 - гидравлическая или пневматическая закладка (гидравлические транспортирующие устройства B65G; трубы и соединения для труб F16L)

Владельцы патента RU 2449130:

Открытое акционерное общество "Уральский научно-исследовательский и проектный институт галургии" (ОАО "Галургия") (RU)
Открытое акционерное общество "Сильвинит" (ОАО "Сильвинит") (RU)

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено при подземной разработке месторождений с закладкой выработанного пространства. Способ включает подачу пульпы под избыточным давлением через предохранительное устройство. Предохранительное устройство имеет вид тройника, один конец которого подсоединен к забойному пульпопроводу, второй к герметизатору, а на третьем установлена предоранительная мембрана. При этом выход скважин в закладываемой камере располагают у ее кровли. Технический результат заключается в повышении степени заполнения камер закладочным материалом при уменьшении трудозатрат. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке калийных месторождений с закладкой выработанного пространства.

Известен способ гидравлической закладки камер, состоящий из бурения скважин в целике на уровне кровли, транспортирование закладочной смеси по пульпопроводу и подачу ее в камеру через скважины поочередно в нескольких точках. Скважины бурят вдоль целика до первой от конца камеры точки подачи смеси, поочередную подачу смеси осуществляют путем последовательного вскрытия скважин в точках подачи, причем в каждой последующей точке подачи скважины вскрывают после возведения массива на максимальную высоту в предыдущей точке подачи (А.С. 1788299, МКИ⁵ Е21F 15/00; Способ гидравлической закладки камер. -з-ка №4850695/03; заявл. 17.07.90; опубл. 15.01.93, Бюл.2).

Недостатком способа является то, что после закладки, у кровли камер остается недозаложенное пространство и соответственно снижается устойчивость горной выработки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ закладки выработанного пространства при камерной системе разработки пологих калийных пластов, в котором подачу пульпы в закладываемую камеру производят через скважины пробуренные в междукамерном целике и оснащенные герметизатором (Борзаковский Б.А. Закладочные работы на Верхнекамских калийных рудниках: Справочник / Б.А.Борзаковский, Л.М.Папулов. - М.: Недра. - 1994. - С.95-97, рис.4.13).

Недостатки данного способа состоят в том, что в камере даже в точке подачи пульпы остается зазор между кровлей и поверхностью закладочного массива. Этот зазор в лучшем случае равен диаметру скважины.

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в возможности повышения извлечения руды за счет увеличения степени заполнения камеры закладочным материалом и уменьшении трудозатрат для достижения повышенной степени заполнения камеры.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе гидравлической закладки камер, включающем подачу пульпы в закладываемую камеру через скважины, закладочный материал подают в камеру под избыточным давлением через предохранительное устройство.

Выход скважин в закладываемой камере располагают у ее кровли, а предохранительное устройство имеет вид тройника, один конец которого подсоединен к забойному пульпопроводу, второй к герметизатору, а на третьем установлена предохранительная мембрана.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: на фиг.1 - общая схема закладки камер со скважиной в целике; на фиг.2 - разрез по Б-Б; на фиг.3 - разрез по А-А; на фиг.4 - схема закладки камер со скважиной в междупластье; на фиг.5 - схема предохранительного устройства при закладке камер через междупластовый целик; фиг.6 - схема предохранительного устройства при закладке камер через скважину в междупластье; фиг.7 - схема предохранительного устройства.

На чертежах: 1 - смежная камера; 2 - целик; 3 - скважина; 4 - закладываемая камера; 5 - выход скважины; 6 - перемычка; 7 - забойный пульпопровод; 8 - предохранительное устройство (тройник); 9 - герметизатор; 10 - предохранительная мембрана; 11 - манометр; 12 - заложенная камера; 13 - профиль поверхности закладочного массива при подаче пульпы без избыточного давления; 14 - профиль поверхности закладочного массива при подаче пульпы с избыточным давлением.

Способ закладки осуществляется следующим образом.

Данный способ целесообразно использовать для закладки камер, угол наклона кровли которых не превышает 1 град (предпочтительно 0,5 град).

По горным условиям возможны два варианта закладки камер: по скважине через междукамерный целик (фиг.1, 3) или по скважине, пробуренной в междупластье (фиг.4).

При закладке через междукамерный целик (фиг.1, 3) вначале из смежной камеры 1 через целик 2 бурят скважины 3 в закладываемую камеру 4. Бурение скважин 3 осуществляют таким образом, чтобы их выход 5 располагался у кровли закладываемой камеры (фиг.3). По концам камеры устанавливают перемычки 6 (фиг.2).

По смежной камере 1 прокладывают забойный пульпопровод 7 (фиг.1). В конце пульпопровода монтируют предохранительное устройство, которое имеет вид тройника 8, один конец которого подсоединен к забойному пульпопроводу 7, второй к герметизатору 9, установленному в скважине 3, а на третьем установлена предохранительная мембрана 10 (Фиг.5, 6). Для контроля за заполнением камеры на пульпопроводе 1 устанавливают манометр 11. После этого производят подачу пульпы.

Пульпу в скважины подают в направлении наклона камеры, начиная с верхней. На фиг.1 показана подача пульпы в среднюю скважину. Во время подачи пульпы фиксируют показания манометра 11. В начале заполнения камеры под кровлю давление на манометре возрастает и остается постоянным до момента заполнения камеры до скважины. После этого давление увеличивается. При увеличении давления до расчетной величины подачу пульпы прекращают и приступают к промывке пульпопровода.

В случае если по каким-то причинам увеличение давления превысит расчетное, то происходит разрыв предохранительной мембраны 10 (фиг.7, пунктирная линия), пульпа вытекает в камеру 1, после чего производят промывку пульпопровода или переключают подачу пульпы в другую камеру.

Закладка камеры через скважину в междупластье (фиг.4) отличается от описанного выше только установкой предохранительного устройства (тройника). Устройство устанавливают над скважиной, как показано на фиг.6.

Подача пульпы в камеру под избыточным давлением повышает степень заполнения камеры закладочным материалом, за счет того, что под давлением закладочный материал заполняет камеру под кровлю на расстояние l_∂ (фиг.2). Величина l_∂ зависит от давления, угла и направления наклона камеры.

Величину давления, при котором происходит подача пульпы в скважину, определяют в основном экспериментальным путем, так как она зависит от угла наклона камеры, перепада отметок скважины, ее диаметра, плотности пульпы.

На разрезе Б-Б (фиг.2) показано увеличение площади продольного сечения закладочного массива при закладке камеры под избыточным давлением (непрерывная линия) по сравнению с обычным способом закладки (пунктирная линия). Увеличение объема дозакладываемой площади находится между этими линиями.

Увеличение степени заполнения камер позволяет повысить извлечение руды из недр, а также сократить затраты на бурение скважин и монтажные работы, связанные с подсоединением пульпопровода в скважины.

Предлагаемый способ проверен в промышленных условиях. На руднике Соликамского калийного рудоуправления №2 подачу пульпы под давлением производили через скважину в междупластье. Давление на устье скважины 0,6 МПа. Растекание пульпы под кровлей составило 40 м от скважины, что повысило степень заполнения на 15%. На руднике Соликамского калийного рудоуправления №3 подачу пульпы под давлением производили через скважину в междукамерном целике, давление на устье скважины составило 1,0 МПа из них подъем пульпы в скважине 0,3 МПа. Растекание пульпы под кровлей 30 м от скважины. Повышение степени заполнения на 5÷10%.

Использование предлагаемого способа позволит повысить степень заполнения камер закладочным материалом при уменьшении трудозатрат и соответственно, повысить извлечение руды.

1. Способ гидравлической закладки камер, включающий подачу пульпы в закладываемую камеру через скважины, отличающийся тем, что закладочный материал подают в камеру под избыточным давлением через предохранительное устройство, имеющее вид тройника, один конец которого подсоединен к забойному пульпопроводу, второй - к герметизатору, а на третьем установлена предохранительная мембрана.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выход скважин в закладываемой камере располагают у ее кровли.

Изобретение относится к горному делу и, в частности, к устройствам, используемым в качестве предохранительного перекрытия восстающих горных выработок при обустройстве их после проходки и ремонте в процессе эксплуатации.

Способ закладки выработанного пространства // 2393355

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для подземной разработки мощных крутопадающих рудных тел с закладкой выработанного пространства. .

Способ гидравлической закладки протяженных одиночных выработок // 2384711

Изобретение относится к горному делу, а именно к способу гидравлической закладки протяженных одиночных выработок. .

Способ разработки мощных крутопадающих рудных тел // 2357082

Способ подземной разработки месторождения твердого полезного ископаемого // 2277171

Изобретение относится к горному делу и подземному строительству, направлено на создание более безопасной и экономичной технологии подземной разработки. .

Искусственная опора при отработке крутых пластов // 2253019

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для управления кровлей при отработке крутых пластов. .

Способ разработки крутопадающих и наклонных месторождений малой и средней мощности с частичной закладкой // 2247245

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке крутопадающих и наклонных месторождений малой и средней мощности. .

Способ сооружения искусственных опор при отработке крутых пластов // 2246619

Способ закладки отработанных камер // 2224112

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства.

Закладочный материал и способ укладки его в выработанное пространство (варианты) // 2203426

Способ гидравлической закладки // 2462599

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений с гидравлической закладкой выработанного пространства

Способ гидротранспортирования закладочной пульпы в выработанное пространство // 2463453

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых, для гидротранспорта закладочной пульпы в выработанное пространство

Способ увеличения сопротивления потоку газа в шахте (варианты) // 2476677

Способ закладки выработок в затопленном калийном руднике // 2477371

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при закладке выработок плавно или аварийно затопленных рудников

Способ гидравлической закладки // 2498077

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений с гидравлической закладкой выработанного пространства. Техническим результатом изобретения является сокращение периода обезвоживания закладочной пульпы. Способ гидравлической закладки, включающий возведение удерживающей и фильтрующей перемычки, монтаж пульпопровода, подачу закладочной пульпы и слив воды через сливные окна в перемычках. В закладываемом пространстве устанавливают дренажные трубы в герметичной оболочке, под которой закрепляют связанные между собой гибкой связью поплавки с шагом h, м. Шаг h принимают из выражения h>20D, где D - внешний диаметр дренажной трубы, м. Во время подачи закладочной пульпы в дренажные трубы подают сжатый воздух, причем после заполнения закладываемого пространства поплавки извлекают и используют повторно. 2 ил.

Способ гидравлической закладки // 2498078

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений с гидравлической закладкой выработанного пространства. Техническим результатом изобретения является сокращение периода обезвоживания закладочной пульпы. Способ включает возведение удерживающей и фильтрующей перемычки, монтаж пульпопровода, подачу закладочной пульпы и слив воды через сливные окна в перемычках. Перед подачей закладочной пульпы в закладываемом пространстве устанавливают проектное число дренажных труб с уклоном в сторону слива воды. Со стороны фильтрующей перемычки в закладываемом пространстве размещают перфорированные трубы длиной Lтр<0,3L, где L - длина закладываемого пространства, м, подключенные через герметичный шланг к компрессору. После закрытия перфорированных труб по длине Lтр закладочной пульпой в них нагнетают воздух совместно с подачей закладочной пульпы до момента полного заполнения закладываемого пространства, после чего герметичные шланги отключают от перфорированных труб и используют перфорированные трубы в качестве дренажных. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ разработки мощных крутопадающих рудных тел // 2513729

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке крутопадающих месторождений, представленных неустойчивыми рудами и вмещающими породами. Способ разработки мощных крутопадающих рудных тел включает разделение рудного тела на слои, отрабатываемые в нисходящем порядке, выемку слоев заходками и закладку выработанного пространства твердеющими материалами, определение мест расположения и размеров полостей вывалов над закладочным массивом, проходку заходок вприсечку к закладочному массиву, подачу твердеющих материалов по присечным заходкам к местам дозакладки полостей вывалов над закладочным массивом. До подхода забоя присечной заходки к полости вывала, расположенной над закладочным массивом, проходку присечной заходки останавливают, из присечной заходки пробуривают две скважины к верхней границе полости вывала, одну из скважин используют для подачи в полость вывала твердеющего материала, по второй скважине отводят воздух из полости вывала в присечную заходку, после закладки полости вывала и достижения закладочным материалом нормативных значений предела прочности продолжают проходку присечной заходки, причем минимально допустимое расстояние от забоя присечной заходки до полости вывала при проведении работ по закладке полости вывала принимают больше глубины зоны интенсивного разрушения горным давлением рудного массива впереди забоя присечной заходки. Техническим результатом заявляемого способа является повышение полноты закладки выработанного пространства, снижение трудоемкости работ, связанных с закладкой выработанного пространства, и повышение безопасности горных работ. 2 ил.

Способ возведения закладочного массива при разработке месторождений в условиях вечной мерзлоты // 2521234

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений с закладкой выработанного пространства в условиях вечной мерзлоты. Техническим результатом является сокращение периода обезвоживания закладочной пульпы и повышение прочности получаемого закладочного массива. Способ включает возведение удерживающей и фильтрующей перемычки, монтаж пульпопровода, подачу закладочной пульпы и слив воды через сливные окна в перемычках, установленных со стороны, противоположной подводу пульпы. В закладываемом пространстве устанавливают дренажные трубы в растворимой воздухонепроницаемой оболочке, а во время подачи закладочной пульпы в дренажные трубы подают охлажденный сжатый воздух. При этом в качестве закладочной пульпы используют хвосты обогащения, сгущенные до пастообразного состояния. 1 ил.

Способ размещения отходов обогащения калийных производств // 2522120

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет размещать значительные объемы отходов обогащения калийных производств в отработанных очистных камерах. Способ размещения отходов обогащения калийных производств включает вскрытие, подготовку и отработку участка камер, приготовление закладочной смеси из отходов обогащения калийных производств и закладку камер. Вскрытие отрабатываемого участка осуществляют уклонами с вышележащего пласта. После отработки участка очистными камерами их заполняют закладочной смесью с добавлением хлорида кальция. Закладочную смесь подают по уклонам с вышележащего пласта самотеком. После заполнения камер возводят непроницаемые перемычки в начале уклонов. В зависимости от горно-геологических условий закладочную смесь могут подавать в каждую камеру или группу камер отработанного пласта по скважинам, пробуренным с выработок вышележащего пласта. После чего скважины тампонируются. Изобретение позволяет уменьшить объемы горных работ и увеличить объемы размещения отходов калийных производств под землей. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ полной закладки очистных заходок нижних слоев при нисходящей выемке полезного ископаемого // 2522495

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для разработки мощных залежей слабых руд слоевыми системами разработки в условиях, где необходимо предупредить осадку покрывающих выработанное пространство руд и пород. Техническим результатом изобретения является повышение безопасности отработки мощных залежей слабых руд. Способ полной закладки очистных заходок при нисходящей выемке полезного ископаемого включает проходку выработок первого слоя под углом 6° к горизонту, закладку их закладочной смесью, после затвердевания закладочного массива верхнего слоя проходку выработок нижнего слоя и их закладку. Согласно изобретению после проходки каждой выработки первого верхнего слоя в почву выработки укладывается трубопровод, через который после проходки заходок нижнего слоя производится их закладка. 1 ил.