Способ гидравлической закладки

Авторы патента:

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

Владельцы патента RU 2462599:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" (RU)

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений с гидравлической закладкой выработанного пространства. Техническим результатом является повышение производительности закладочных работ за счет сокращения периода обезвоживания закладочной пульпы. Подачу закладочной пульпы производят поэтапно с формированием нескольких слоев, между которыми параллельно продольной оси закладываемого пространства устанавливают с помощью герметичного шланга дренажные трубы. Дренажные трубы закрепляют одним концом на герметичном шланге. Каждую дренажную трубу наращивают до момента достижения ею противоположной перемычки, после чего через окно в фильтрующей перемычке шланг отсоединяют от дренажной трубы и извлекают для дальнейшего использования. После установки проектного количества дренажных труб процесс подачи закладочной пульпы возобновляют. 1 ил.

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

Известен способ возведения гидрозакладочного массива (патент на изобретение РФ №2024768, опубл. 15.12.1994). Часть выработанного пространства под вентиляционным штреком оставляют незаложенной, а после передвижения ограждения механизированной крепи образуется дополнительная емкость, куда подают закладочную гидросмесь в полном объеме на один цикл, воду задерживают до осветления, после чего открывают водоотделители в механизированной крепи и направляют отработанную воду для повторного использования.

Недостатком данного способа является низкая производительность закладочных работ, связанная с длительным периодом обезвоживания закладочной пульпы.

Известен способ гидравлической закладки камер на пологопадающих пластах (патент РФ №2166639, опубл. 10.05.2001). Способ гидравлической закладки камер на пологопадающих пластах включает возведение наклонных фильтрующих элементов, подачу пульпы в камеры, отвод отфильтрованной воды. Закладку камер осуществляют в две стадии. Первоначально закладывают одновременно часть камеры и предварительно пройденную межкамерную сбойку, оставляя зазор между закладочным массивом и кровлей сбойки, после чего в камере у сбойки устанавливают наклонный фильтрующий элемент высотой, превышающей проектную высоту закладочного массива, и производят дозакладку камеры.

Известен способ гидравлической закладки камер (а.с. СССР №1788299, опубл. 15.01.1993). Подачу закладочного материала производят через скважины, пробуренные в кровле выработки, подают закладочную смесь через скважины поочередно в нескольких точках путем последовательного вскрытия скважин в точках подачи после возведения массива на максимальную высоту в предыдущей точке подачи.

Известен способ гидравлической закладки протяженных одиночных выработок, принятый за прототип (патент РФ №2384711, опубл. 20.03.2010). Способ включает возведение удерживающих и фильтрующих перемычек, монтаж пульпопровода, подачу закладочной пульпы. Слив воды осуществляют через сливные отверстия в фильтрующих перемычках, установленных со стороны, противоположной подводу пульпы. Подачу закладочной пульпы в закладываемое пространство осуществляют через пульпопровод с отверстиями в нижней части, прикрепленный к кровле выработки на всю ее длину. Отверстия в начальной части пульпопровода снабжены лепестковыми клапанами.

Технической задачей изобретения является повышение производительности закладочных работ за счет сокращения периода обезвоживания закладочной пульпы.

Технический результат достигается тем, что в способе гидравлической закладки, включающем возведение удерживающей и фильтрующей перемычек, монтаж пульпопровода, подачу закладочной пульпы и слив воды через сливные отверстия в фильтрующей перемычке, установленной со стороны, противоположной подводу пульпы, согласно изобретению подачу закладочной пульпы производят поэтапно с формированием нескольких слоев, между которыми параллельно продольной оси закладываемого пространства устанавливают с помощью герметичного шланга дренажные трубы, закрепленные одним концом на герметичном шланге, причем каждую дренажную трубу наращивают до момента достижения ей противоположной перемычки, после чего через окно в фильтрующей перемычке шланг отсоединяют от дренажной трубы и извлекают для дальнейшего использования, после установки проектного количества дренажных труб процесс подачи закладочной пульпы возобновляют.

Способ гидравлической закладки поясняется рисунком, на котором изображена принципиальная технологическая схема закладки выработки с использованием герметичного шланга, где:

1 - закладываемое пространство;

2 - пульпопровод;

3 - герметичный шланг, соединенный с устройством для подачи рабочего агента, например компрессором 8;

4 - удерживающая перемычка;

5 - фильтрующая перемычка с окнами;

6 - дренажные трубы;

7 - закладочный массив, получаемый из закладочной пульпы путем слива из нее воды;

8 - устройство для подачи рабочего агента, например компрессор;

9 - крепление дренажной трубы 6 и герметичного трубопровода 3.

Гидравлическая закладка выработанного пространства является одной из самых дешевых в сравнении с другими видами закладки. Основной проблемой при возведении гидрозакладочных массивов является максимально быстрый слив технологической воды. Скорость слива фактически регламентирует производительность ведения закладочных работ. Как правило, закладочный материал (закладочная пульпа) содержит мелкие (глинистые) частицы (с размером менее 0,05 мм), которые выносятся с водой и скапливаются у фильтрующей перемычки 5, образуя массив с малым коэффициентом фильтрации. Из-за малого коэффициента фильтрации данного закладочного массива своевременная водоотдача становится невозможной и процесс формирования закладочного массива нарушается, из-за чего снижается производительность ведения закладочных работ. Этот недостаток представляется возможным устранить путем установки в закладываемом пространстве 1 дренажных труб 6. При этом слив воды будет происходить равномерно по всей длине закладываемого пространства 1 по внутреннему пространству дренажных труб 6. При этом большая часть мелких частиц остается в возводимом закладочном массиве и не участвует в обороте технологической воды. Закладочный массив 7 при этом будет создаваться с более высокой производительностью за счет быстрого слива технологической воды, при этом его прочностные свойства будут более выдержанными по длине и высоте.

Дренажные трубы 6 представляют собой гофрированные трубы, выполненные из поливинилхлорида с гладкой внутренней поверхностью и с отверстиями для пропускания воды. Монтаж дренажных труб 6 довольно прост и не требует каких-то специальных знаний и навыков. Продолжительность срока службы дренажных труб 6 из поливинилхлорида составляет около 50 лет. Проектное число дренажных труб 6 фактически и зависит от механического состава закладочной пульпы. Внутренний диаметр дренажных труб 6 принимают с учетом площади поперечного сечения закладываемого пространства 1. Проектное расстояние между дренажными трубами 6 определяют экспериментальным, экспериментально-аналитическим или опытным путем с учетом характеристик закладочной пульпы и размеров закладываемого пространства 1. Диаметр дренажных труб 6 лежит в интервале от 50 до 200 мм. Наиболее широко предполагается использовать дренажные трубы 6 с диаметром 100 мм. Количество необходимых отверстий в дренажных трубах 6 принимают в проекте с учетом содержания глинистых частиц. Использование дренажных труб 6 при прочих равных условиях обладает следующими преимуществами:

- ребра жесткости позволяют равномерно распределить нагрузку закладочной пульпы по всей длине дренажной трубы 6, что в совокупности с улучшенными физико-механическими свойствами материала делает практически неограниченным срок их службы;

- глубина заложения дренажной трубы 6 от свободной поверхности составляет величину до 6 м;

- масса дренажной трубы 5 при монтажной длине 50 м составляет около 25 кг, что существенно облегчает их транспортировку как под землей, так и на поверхности, а также монтаж в закладываемом пространстве 1;

- при монтаже дренажные трубы 6 легко режутся ручной пилой;

- следует отметить, что дренажные трубы 6 из поливинилхлорида в несколько раз превосходят трубы из полиэтилена по своим прочностным характеристикам;

- увеличение количества отверстий на 1 погонный метр дренажной трубы способствует более быстрому пропуску, сбору и отводу технологической воды с закладываемого участка.

При проектировании схемы расположения дренажных труб 6 в закладываемом пространстве 1 необходимо учитывать их глубину заложения, а также расстояние между ними, которое зависит прежде всего от механического состава закладочной пульпы. Максимальное расстояние между дренажными трубами 6 при большом количестве глинистых частиц составляет 10 м, при меньшем количестве может быть увеличено до 50 м. Более близкое расположение дренажных труб 6 позволяет увеличить скорость обезвоживания закладочного массива, но приводит к удорожанию работ.

Способ гидравлической закладки осуществляют следующим образом. К кровле закладываемого пространства 1 прикрепляют пульпопровод 2. Возводят удерживающую 4 и фильтрующую 5 перемычки. Подают поэтапно закладочную пульпу со сливом воды через окна фильтрующей перемычки 5, перекрытые фильтрующим материалом, установленной со стороны, противоположной подводу пульпы. После формирования первого слоя поверх него укладывают с помощью герметичного шланга 3 параллельно продольной оси закладываемого пространства 1 дренажные трубы 6 в следующей последовательности. На одном из концов герметичного шланга 3 устанавливают отрезок дренажных труб 6 с помощью крепления 9, например хомута. Направляют герметичный шланг 3 в закладываемое пространство 1 и подают в него порциями рабочий агент, например сжатый воздух от устройства для подачи рабочего агента 8, например компрессора. Герметичный шланг 3 расправляется и увлекает за собой закрепленный на нем участок дренажной трубы 6. По мере перемещения соединенных участков дренажных труб 6 в закладываемом пространстве 1 их наращивают до достижения на конечном этапе противоположной фильтрующей перемычки 5 со сливными окнами. Затем через окно в перемычке 5 герметичный шланг 3 отсоединяют от дренажных труб 6 и извлекают для дальнейшего использования. При необходимости корректируют расположение каждой дренажной трубы 6 в слое. После установки проектного числа дренажных труб 6 процесс подачи закладочной пульпы возобновляют для возведения закладочного массива 7 из закладочной пульпы. После окончания подачи закладочной пульпы и слива из нее технологической воды получают закладочный массив 7.

Применение данного способа гидравлической закладки при подземной разработке месторождений обеспечивает следующие преимущества:

- повышение производительности закладочных работ;

- сокращение периода обезвоживания закладочной пульпы;

- снижение выноса глинистых частиц из закладочной пульпы;

- повышение безопасности проведения закладочных работ.

Способ гидравлической закладки, включающий возведение удерживающей и фильтрующей перемычек, монтаж пульпопровода, подачу закладочной пульпы и слив воды через сливные отверстия в фильтрующей перемычке, установленной со стороны, противоположной подводу пульпы, отличающийся тем, что подачу закладочной пульпы производят поэтапно с формированием нескольких слоев, между которыми параллельно продольной оси закладываемого пространства устанавливают с помощью герметичного шланга дренажные трубы, закрепленные одним концом на герметичном шланге, причем каждую дренажную трубу наращивают до момента достижения ею противоположной перемычки, после чего через окно в фильтрующей перемычке шланг отсоединяют от дренажной трубы и извлекают для дальнейшего использования, после установки проектного количества дренажных труб процесс подачи закладочной пульпы возобновляют.

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

Шахтное пневматическое перекрытие // 2395692

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.

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.

Способ упрочнения закладочного массива // 2555996

Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. Техническим результатом является увеличение прочности закладки на растяжение при изгибе, растяжение методом раскалывания и уменьшение относительной деформации усадки закладочного массива. Способ включает размещение в формируемом массиве армировочного материала одновременно с твердеющей смесью, причем в качестве армировочного материала применяют резиновый порошок в количестве 1% от массы твердеющей смеси. 1 табл.