Способ гидравлической закладки


 


Владельцы патента RU 2498078:

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 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.

 

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.

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

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.

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

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.

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

Техническим результатом изобретения является сокращение периода обезвоживания закладочной пульпы.

Технический результат достигается тем, что в способе гидравлической закладки, включающем возведение удерживающей и фильтрующей перемычки, монтаж пульпопровода, подачу закладочной пульпы и слив воды через сливные окна в перемычках, установленных со стороны, противоположной подводу пульпы согласно изобретению перед подачей закладочной пульпы в закладываемом пространстве устанавливают проектное число дренажных труб с уклоном в сторону слива воды, причем 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, а 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.

Способ характеризуется также тем, что дренажные трубы крепят либо к кровле, либо почве, либо бокам выработки.

Способ гидравлической закладки поясняется схемой (фиг.1), где показана схема закладки с использованием предварительно установленных дренажных труб, продольный разрез закладываемого пространства, где:

1 - закладываемое пространство;

2 - пульпопровод;

3 - герметичный шланг, соединенный с устройством для подачи воздуха либо другого газообразного 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 - перфорированные трубы, например из стали, подключенные через герметичный шланг 3 к компрессору 8;

10 - крепления дренажных труб к кровле.

Гидравлическая закладка выработанного пространства является одной из самых дешевых в сравнении с другими видами закладки. Основной проблемой при возведении гидрозакладочных массивов является медленный слив технологической воды. Скорость слива воды 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 закладочный 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. 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. Для ускорения вывода технологической воды из закладочной пульпы можно использовать сжатый воздух либо другой газообразный рабочий агент, подводимый по герметичным шлангам 3 к перфорированным трубам 9. За счет создания восходящих потоков воздуха в закладочной пульпе глинистые частицы будут находиться во взвешенном состоянии, что будет способствовать созданию зон высокой прницаемости в закладочном массиве 7 и на поверхности дренажных труб 6 для их наиболее эффективной эксплуатации.

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 в закладочной пульпе.

Способ гидравлической закладки осуществляют следующим образом. К кровле закладываемой выработки 1 прикрепляют пульпопровод 2. Возводят удерживающую 4 и фильтрующую 5 перемычку со сливными окнами. Перед подачей закладочной пульпы в закладываемом пространстве 1 устанавливают и закрепляют креплениями 10, например анкерами, с уклоном в сторону фильтрующей перемычки проектное число дренажных труб 6 с расчетным шагом по вертикали и горизонтали. Крепление можно производить либо в кровлю, либо в почву, либо в бока выработки (на фиг.1 показано крепление в кровлю). Способ установки креплений 10 дренажных труб 6 принимают с учетом свойств вмещающих пород и наличия средств для механизации процесса крепления. Например, крепление 10 дренажных труб 6 в кровлю закладываемого пространства 1 представляется целесообразным в случае хорошей устойчивости пород кровли. Анкера крепят с необходимым шагом по вертикали и горизонтали в кровлю закладываемого пространства 1 с оставлением концов, выступающих в закладываемую выработку на длину установки по вертикали дренажных труб 6. Шаг установки анкеров по длине выработки определяют в зависимости от жесткости принятых дренажных труб 6 с целью исключения их деформации или провисания до момента окончания подачи закладочной пульпы. Подают закладочную пульпу со сливом воды через сливные окна фильтрующей перемычки 5, перекрытые фильтрующим материалом. Фильтрующую перемычку 5 устанавливают со стороны, противоположной подводу закладочной пульпы. Со стороны фильтрующей перемычки 5 в закладываемом пространстве 1 размещают перфорированные трубы 9 длиной Lтр<0,3L, где L - длина закладываемого пространства 1, м. Выбор длины перфорированных труб 9 осуществляют из соображений достаточно полного охвата зоны потоками сжатого воздуха самой проблемной части закладываемого пространства - нижней. В верхней перемычке 4 делают окна для отвода воздуха (на чертеже условно не показаны). Трубы 9 подключают через герметичный шланг 3 к компрессору 8. После закрытия труб 9 по длине закладочной пульпой в них нагнетают воздух совместно с подачей закладочной пульпы до момента полного заполнения закладываемого пространства 1. После окончания подачи закладочной пульпы герметичные шланги 3 отключают от перфорированных труб 9 и используют данные трубы в качестве дренажных. 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:

- сократить период обезвоживания закладочной пульпы;

- снизить вынос глинистых частиц из закладочной пульпы;

- повысить безопасность проведения закладочных работ.

1. Способ гидравлической закладки, включающий возведение удерживающей и фильтрующей перемычки, монтаж пульпопровода, подачу закладочной пульпы и слив воды через сливные окна в перемычках, установленных со стороны, противоположной подводу пульпы, отличающийся тем, что перед подачей закладочной пульпы в закладываемом пространстве устанавливают проектное число дренажных труб с уклоном в сторону слива воды, причем 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, а 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.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дренажные трубы крепят к кровле выработки.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дренажные трубы крепят к почве выработки.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дренажные трубы крепят к бокам выработки.



 

Похожие патенты:

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.

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

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

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

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

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.

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

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

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке крутопадающих месторождений, представленных неустойчивыми рудами, под толщей обводненных отложений, подработка которых сопряжена с опасностью прорыва подземных вод в горные выработки рудника.

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.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений с закладкой выработанного пространства в условиях многолетней 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 и дренажные трубы в растворимой воздухонепроницаемой оболочке, с одновременной подачей в них охлажденного воздуха, через сливные окна в перемычках, установленных со стороны, противоположной подводу пульпы. При этом дренажные трубы устанавливают по длине закладываемого пространства в виде пружины, закрепляют в верхней части каждого витка пружины поплавки, а в нижней части каждого витка пружины устанавливают грузы, а максимальный внешний диаметр пружины принимают не более 0,9h, где h - высота закладываемого пространства, м, а охлажденный воздух подают периодически.1 ил.

Изобретение относится горной промышленности и, в частности, к управлению проветриванием высокопроизводительных очистных угольных забоев с системой разработки месторождения длинными столбами по технологической схеме «шахта-пласт». Технический результат - повышение эффективности ликвидации дегазационных скважин. По способу в дегазационные скважины, пробуренные в целике угля между параллельными выработками при разработке угольных месторождений длинными столбами, устанавливают инъекционные и контрольные трубки. Приготавливают твердеющие растворы или жидкие минеральные композиции с заданными свойствами из условия восстановления целостности массива угля и устранения газообмена между выработками после затвердевания этих растворов или композиций. Через инъекционные трубки дегазационные скважины заполняют упомянутыми растворами или композициями со стороны действующих выработок снизу вверх по восстанию дегазационных скважин в направлении к параллельным выработкам, отработанным очистным фронтом лавы. При этом контролируют полное - по всему сечению - заполнение дегазационных скважин твердеющими растворами или жидкими минеральными композициями по контрольным трубкам и трещинам в бортах выработок, пересекающим дегазационные скважины в целике угля. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к активации жидких сред, например закладочных смесей, в процессе их транспортирования по трубопроводу к месту закладки. Техническим результатом работы активатора является повышение напора активируемой смеси и повышение интенсивности механического воздействия активатора на смесь. По первому варианту: активатор включает трубчатую проточную камеру, соосную с ней вихревую камеру, приводимую во вращение с помощью электрообмоток относительно проточной камеры, уплотнения вихревой камеры, установленную внутри вихревой камеры неподвижную ось, на которой закреплена неподвижная втулка с лопатками и свободно посажена подвижная втулка с лопатками, соединенными с вихревой камерой, которая выполнена с диаметральным уширением эллиптического продольного сечения, при этом лопатки подвижной и неподвижной втулок установлены параллельно оси вихревой камеры. По второму варианту лопатки неподвижной втулки установлены параллельно оси вихревой камеры, которая выполнена с диаметральным уширением эллиптического продольного сечения, а лопатки подвижной втулки установлены под углом к оси вихревой камеры. По третьему варианту вихревая камера выполнена с диаметральным уширением эллиптического продольного сечения, при этом лопатки подвижной и неподвижной втулок имеют взаимно противоположный угол установки к оси вихревой камеры. 3 н.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх