Способ создания водоупорного закладочного массива

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является обеспечение безопасных условий для отработки нижезалегающих запасов полезного ископаемого за счет полного перехвата и отведения профильтровавшихся рассолов. Способ включает производство закладочной смеси по мельничной технологии на основе клинкера и цеолита в качестве вяжущего, подачу самотеком через систему трубопроводов и укладку в выработанном пространстве с его предварительным частичным армированием. При этом осуществляют последовательно подачу и укладку в выработанном пространстве на горизонте отработки, расположенном ниже напорного водоносного горизонта, двух составов: сначала состава с водоупорными свойствами на высоту не менее 1,5 м с заглублением во вмещающие породы, а сверху базового - малоклинкерного под кровлю выработки, затем в закладке, на контакте с вмещающими породами, по контуру водоупорного слоя в его нижней части проходят дренажный штрек (ДШ) и пробуривают из него дренажные скважины (ДС) в массив закладки над водоупорным слоем для полного перехвата и отведения рассолов. 17 з.п. ф-лы, 4 табл., 3 ил.

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых, характеризующихся сложными горно-геологическими условиями, с целью создания водоупорных твердеющих искусственных массивов.

Известен способ ведения закладочных работ, используемый на Норильском ГМК. Закладка готовится по «мельничной» технологии. В качестве вяжущего используется сложная композиция, состоящая из цементного клинкера, шлака и ангидрита. В качестве заполнителя применяют ангидрит и шлак или щебень из скальных пород. Закладочные комплексы Норильска предназначены для приготовления смесей на сложном вяжущем (таблица 1). Рудник «Октябрьский» имеет три склада компонентов твердеющей закладочной смеси: склад заполнителя, склад вяжущего (шлако-ангидритового) и склад активизатора (цемента). Основные технологические операции при производстве закладочных смесей по «мельничной» технологии: в расходные бункера со складов поступают гранулированный шлак, ангидрит, щебень или другие материалы, прошедшие среднее дробление; через ленточные весовые дозаторы непрерывного действия указанные материалы в необходимом количестве поступают на сборочный транспортер и далее в шаровую мельницу. В мельницу через дозатор подают также воду для обеспечения подвижности готовой твердеющей смеси в пределах 9,5-13 см. Цемент со склада поступает в репульпатор, где перемешивается с водой и поступает в мельницу в виде «цементного молока»; в мельнице материалы измельчают до необходимой фракции. При этом одна часть материалов попутно размалывается до тонкого состояния и представляет собой активную минеральную добавку к цементу, другая (например, ангидрит, шлак) входит в состав сложного вяжущего. При такой технологии диспергация шлака происходит одновременно с образованием суспензии из вяжущих веществ и заполнителей, объемы которой в 2-3,5 раза превышают объем пустот в шлаке до его обработки. Из мельницы готовая смесь подается в трубопровод. В выработанное пространство твердеющие смеси подаются по закладочным скважинам, возводимым в прочном горном массиве при отсутствии подземных вод и каких-либо других отягощающих факторов [А.Н. Монтянова. Формирование закладочных массивов при разработке алмазных месторождений в криолитозоне, стр. 85-89].

Недостатком известного способа являются низкие водоупорные свойства закладочного массива, сформированного из вышеперечисленных закладочных смесей, из-за высокого водоцементного соотношения.

Известны способы закладки при нисходящей слоевой выемке полезного ископаемого заходами с закладкой выработанного пространства, включающие формирование под углом 3-5° разнопрочного массива по высоте заходки слоями: формирование несущего нижнего слоя высотой не менее 1,5 м. Для достижения нормативной прочности закладочного массива на 1 м3 смеси расходуют 250 кг цемента марки М300-М400, 1380 кг инертных материалов (песок Калантырского месторождения и отходы Неверовской дробильно-сортировочной фабрики в соотношении от 40:60 до 20:80) и 400 л воды. К месту укладки закладочную смесь подают самотеком по трубопроводу диаметром 159 мм. При большой длине заходок их закладывают участками по 15-20 метров с возведением промежуточных перемычек. Закладку выработанного пространства ведут непрерывно до полного заполнения выработок. [Михайлов В.В. и др. Слоевая система разработки с закладкой выработанного пространства. Горный журнал, 1988, №8, с. 39-42].

Недостатком известного способа являются низкие водоупорные свойства закладочного массива, сформированного из вышеперечисленных закладочных смесей, из-за высокого водоцементного соотношения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ возведения закладочных массивов из твердеющих закладочных смесей, приготовленных по «мельничной» технологии, на основе клинкера и цеолита в качестве вяжущего. За счет использования цеолита расход клинкера сокращается на 30%. При этом повышается коррозионная стойкость закладки по отношению к местным высокоминерализованным рассолам (табл. 2).

В качестве заполнителя в составах используется диабаз. Помол клинкера совместно с цеолитовыми породами производится по сухому способу до тонкости помола (остаток на сите 0,08 мм) ~2%. В процессе помола в мельнице развиваются температуры до 90-120°С. Далее материал поступает в накопительные силосы, из которых по мере необходимости дозируется в рудные мельницы, производящие закладочные смеси по «мельничной» технологии. Одновременно туда же подаются дробленый диабаз, вода, раствор лигносульфоната технического (ЛСТ). Готовая закладочная смесь через бутару направляется в приемно-распределительное устройство над закладочными скважинами. Подача закладочной смеси производится по двум скважинам, пробуренным до горизонта -210 м. Далее по горизонтальному магистральному трубопроводу, проложенному по вентиляционному квершлагу, до кольцевого закладочного штрека и по участковым трубопроводам непосредственно в закладываемые ленты. Транспорт закладочной смеси по закладочному трубопроводу осуществляется в самотечном режиме, за счет давления в вертикальном ставе, создаваемого столбом закладочной смеси. После окончания очистных работ закладываемая выработка освобождается от технологического оборудования и коммуникаций, зачищается от рудной и породной мелочи, мусора и посторонних предметов. При наличии воды или рассолов в закладываемой выработке непосредственно перед подачей закладочной смеси воду или рассолы откачивают. Для достижения монолитности закладочного массива при подготовке выработок к закладке в выработке устанавливаются армирующие элементы. Конструктивно армировка выполняется в виде цилиндров диаметром 1,6 м. Высота отрезков сетки или отдельных каркасных элементов, равномерно устанавливаемых по всей площади закладываемой выработки, принимается на 20% больше толщины несущей части слоя. При длине выработки более 50 м устанавливается промежуточная перемычка. После установки промежуточных перемычек и армировки несущего слоя устанавливается основная перемычка [патент RU №2396434, 2010 г.].

Недостатком известного способа являются низкие водоупорные свойства закладочного массива, сформированного из вышеперечисленных закладочных смесей. Экспериментами установлено, что показатель по водонепроницаемости закладки составляет W=0.

Решаемая техническая задача - обеспечение безопасных условий для отработки нижезалегающих запасов полезного ископаемого за счет полного перехвата и отведения профильтровавшихся рассолов

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем производство закладочной смеси по мельничной технологии на основе клинкера и цеолита в качестве вяжущего, подачу самотеком через систему трубопроводов и укладку в выработанном пространстве с его предварительным частичным армированием, последовательно осуществляют подачу и укладку в выработанном пространстве на горизонте отработки, расположенном ниже напорного водоносного горизонта, двух составов: сначала состава с водоупорными свойствами на высоту не менее 1,5 м с заглублением во вмещающие породы, а сверху базового - малоклинкерного под кровлю выработки, затем в закладке, на контакте с вмещающими породами, по контуру водоупорного слоя в его нижней части проходят дренажный штрек (ДШ) и пробуривают из него дренажные скважины (ДС) в массив закладки над водоупорным слоем для полного перехвата и отведения рассолов.

Причем водоупорный состав содержит в мас. % следующие компоненты:

вяжущее (клинкер + цеолит) 24,6-28,5
диабазовый щебень 50,8-55,4
добавки 2,6-5,1
вода 15,6-18,0

При приготовлении водоупорной закладочной смеси производят подачу воды в рудную мельницу с температурой, обеспечивающей температуру смеси на выходе ≤45°С.

При приготовлении водоупорной закладочной смеси в качестве добавок в рудную мельницу подают МБ10-30С или МБ 10-50С и суперпластификатор С3.

При производстве водоупорной закладочной смеси соотношение клинкера и цеолита в вяжущем составляет от 83,9:16,1 до 87,4:12,6.

А базовый малоклинкерный состав содержит в мас. % следующие компоненты:

вяжущее (клинкер + цеолит) 6,05-6,55
диабазовый щебень 72,65-73,15
добавки (ЛСТ) 0,05-0,07
вода 20,45-20,95

При производстве базовой малоклинкерной закладочной смеси соотношение клинкера и цеолита в вяжущем составляет от 70:30.

Заглубление водоупорного слоя во вмещающие породы при укладке производят на 2-3 м.

Укладку водоупорного слоя осуществляют поэлементно в каждой из заходок слоя с использованием промежуточных демонтируемых перемычек.

Подачу базового малоклинкерного состава производят через смену, после набора прочности водоупорным составом не менее 1 Мпа.

Проходку дренажного штрека (ДШ) производят вслед за продвижением очистных и закладочных работ от центра к флангам.

Дренажные скважины (ДС) пробуривают кустами по 2-3 скважины вслед за проходкой отдельных участков дренажного штрека под углом 5°-90°.

Вяжущее (клинкер и цеолит) для производства обеих закладочных смесей перед подачей в рудную мельницу предварительно подсушивают и измельчают в мельнице «Симтек» до остатка на сите 0,08 2-10%.

Диабазовый щебень для производства обеих закладочных смесей подают в рудную мельницу предварительно измельченным до кр. -40 мм +5 мм.

При производстве водоупорной закладочной смеси водоцементное отношение (В/В) поддерживается ≤0,63, обеспечивая растекаемость (РК) 25,0-27,0 см. и скорость движения по трубопроводу от 0,5 м/с. до 2,5 м/с.

Часть выработок нижней части, предусматривающая проходку дренажного штрека (ДШ), не армируется.

На фиг. 1 приведена технологическая схема приготовления водоупорной закладочной смеси, на фиг. 2 - технологическая схема приготовления базовой малоклинкерной закладочной смеси, на фиг. 3 - схема формирования закладочного массива, где:

1 - закладочный массив с водоупорными свойствами,

2 - базовый малоклинкерный закладочный массив;

3 - промежуточная закладочная перемычка;

4 - основная закладочная перемычка.

Пример конкретной реализации

В настоящее время гидрогеологическая обстановка на руднике остается напряженной, вследствие проникновения рассолов Метегеро-Ичерского горизонта в отм. (+5 м) - (-160 м) через предохранительный рудный целик, оставленный на дне отработанного карьера. Часть водопритока управляемо отводится дренажными скважинами на горизонт -210 м и снова перекачивается в карьер и далее в штольню. Оставшаяся часть суммарного водопритока принимается горными выработками блока №1, очистные выработки обводнены, что существенно осложняет ведение очистных и закладочных работ, особенно при наличии соленосных вмещающих пород. Это предопределяет необходимость изыскания и внедрения различных способов предотвращения фильтрации воды в очистное пространство. Один из возможных способов - создание закладочного массива с водоупорными свойствами, разработка которого представляет собой актуальную и сложную технологическую задачу.

Для отработки запасов трубки на руднике применяется слоевая система разработки с нисходящим порядком отработки слоев. Отработка заходок в слое осуществляется трехстадийным порядком с целью минимизации недозакладов в слое. Уклон очистных заходок, подлежащих закладке, составляет 3°. Общая высота слоя №14 (отм. (-275 м) - (-290 м) составляет 4,7 м. Водоупорная часть закладочного массива формируется в несущей части слоя. Формирование закладочного массива осуществляется поэлементно в каждой из заходок слоя, с использованием промежуточных перемычек. Расстояние между промежуточными перемычками 30-50 м, из условия растекания закладочной смеси и формирования толщины несущей части водоупорного закладочного массива 1,5 м.

Для приготовления водоупорных закладочных смесей на руднике применяются следующие материалы:

- молотый цементный клинкер;

- молотый цеолит;

- модификатор бетона МБ 10-50С;

- заполнитель - диабазовые породы;

- суперпластификатор «С-3»;

- вода.

Цементный клинкер (ТУ 5739-00282857-2007) может поставляться на рудник с любого цементного завода. Усредненное содержание окислов в составе цементного клинкера, % мас.: SiO2 - 21,3; Al2O3 - 4,65; Fe2O3 - 4,23; СаО - 63,7; MgO - 2,77; SO3 - 0,42; TiO2 - 0,14; Na2O - 0,43; K2O - 0,9; СаО св. - 0,41. Минералогический состав клинкера, % мас.: C3S - 59; C2S - 16; С3А - 5; C4AF - 13.

Цеолит - порода, состоящая на 75-95% из клиноптилолита и 5-25% - кварца, полевых шпатов, обломков кремнистых пород, вулканического стекла, биотита, глинистых и прочих пород. Для цеолитов характерна стабильность их состава. Химический состав цеолитов включает следующие основные окислы, % мас.: SiO2 - 66-68, Al2O3 - 10-12, СаО - 2-4, MgO - 1-2, K2O+Na2O - 3-4. Содержание растворимого глинозема 7-10%, а активного кремнезема 2-3%. Это свидетельствует о преобладании в цеолитах алюмо-силикатной составляющей.

Модификаторы серии МБ представляют собой порошкообразный композиционный материал на органоминеральной основе, минеральная часть которого состоит из микрокремнезема или золы-уноса, а органическая часть представляет собой суперпластификатор. Модификаторы серии МБ10-50С содержат в своем составе фиксированное количество суперпластификатора «С-3» - 10%. Модификатор не должен содержать слежавшихся, спрессованных или иных включений. Хранение модификаторов осуществляют в мешках МКР в соответствии с ТУ 5743-073-46854090-98.

Диабазовые породы в основном состоят из плагиоклаза, моноклинного пироксена, оливина и рудных минералов. Они характеризуются следующим усредненным химическим составом, %: SiO2 - 48,34; Al2O3 - 18,58; Fe2O3 - 1,77; TiO2 - 1,9; FeO - 7,72; СаО - 10,35; MgO - 8,49; MnO - 0,21; K2O - 0,36; Na2O - 1,88; P2O5 - 0,12 и п.п.п. - 1,33. По заключению геологических служб полезная толща месторождения представлена диабазами мощностью 20 м. При производстве закладки рекомендуется использовать породы, не тронутые выветриванием, т.е. пласт 5…20 м. Диабазовые породы, используемые для приготовления заполнителя, не должны содержать выветрелых и глинистых включений в количестве более 5% от общей массы диабазовых пород. Фракционный состав диабазового щебня должен быть выдержанным, с отклонением от заданного не более 5%. Диабаз предварительно дробится (на дробилке прииска «ВГ») и проверяется содержание песчано-глинистых частиц. В мельницу направляется фракция диабазового щебня: (-40+5 мм).

Суперпластификатор «С-3» - продукт конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, с контролируемым молекулярно-массовым распределением. Суперпластификатор «С-3» является веществом умеренно опасным и относится к 3 классу опасности. При хранении не выделяет вредных веществ или паров. Продукт может оказывать раздражающее действие на слизистые оболочки органов зрения и дыхания и незащищенную кожу, поэтому при работе с ним рекомендуется применять средства индивидуальной защиты по ГОСТ 12.4.103 и ГОСТ 12.4.011.

Вода для приготовления закладочных смесей не должна содержать органических примесей.

Перед подачей в рудную мельницу осуществляют в опережающем порядке помол клинкера и цеолита в цементной мельнице «СИМТЕК» с камерой предварительной сушки подаваемых материалов. Тонина помола клинкера и цеолита на выходе из мельницы «СИМТЕК» характеризуется остатком на сите №008 (2-10)%. Более тонкий помол вяжущего приводит к вязкости смеси, излишнему водопотреблению и излишнему потреблению суперпластификатора С-3. После совместного помола готовое вяжущее направляется в силос (фиг. 1).

Модификатор подается через линию растарки цемента и пневмотранспортом направляется в другой силос. А из силосов модификатор и вяжущее подаются в бункера перед рудной мельницей (МШР). В результате опытно-промышленных испытаний технологии производства водоупорных закладочных смесей однозначно доказана необходимость организации дозирования молотых ингредиентов (клинкер + цеолит) и модификатора по отдельным технологическим линиям, с помощью дозаторов непрерывного действия, обеспечивающих требуемую точность дозирования и вяжущего и модификатора.

В соответствии с фактической влажностью заполнителя и плотностью добавки «С-3» производят корректировку состава закладочной смеси в части расхода диабазового щебня, раствора суперпластификатора и воды. Предварительно дробленый диабаз первым подается на конвейер, затем тонко дисперсные материалы: вяжущее и модификатор, вода подается в мельницу МШР.

Расход рабочего раствора «С-3» (А, л) в расчете на 1 м3 закладочной смеси определяется по формуле:

A=Qд/C,

где: Qд - требуемый расход добавки «С-3» (сухое вещество) на 1 м3 закладочной смеси, кг; С - содержание добавки «С-3» в 1 л раствора рабочей концентрации (см. табл. 4), кг.

Раствор суперпластификатора рабочей концентрации готовят заранее. Концентрацию рабочего раствора добавки «С-3» определяют по табл. 4 в соответствии с плотностью раствора, устанавливаемой с помощью ареометра, она не должна превышать 30%. При превышении данного показателя текучесть рабочего раствора резко снижается.

Производство высокопрочных водоупорных составов закладки для возведения несущей части закладочных массивов должно осуществляться при условии наличия на начало работ всего требуемого объема исходных материалов для обеспечения единовременной, непрерывной подачи твердеющей смеси в закладываемую выработку с начала ее заполнения до полного завершения формирования несущей части слоя в ней.

Учитывая, что в мельнице МШР диабазовые породы измельчаются постепенно, выход качественной готовой закладочной смеси происходит через 10-15 минут после запуска. В течение первых 10-15 минут некондиционную смесь из мельницы сбрасывают в камеру аварийного сброса на поверхности.

Для обеспечения стабильной работы закладочного комплекса по приготовлению закладочной смеси необходимо, чтобы все ингредиенты в мельницу МШР подавались в строго заданном количестве. Допустимые отклонения в дозировании материалов должны составлять:

- молотые (клинкер + цеолит) ± 1%;

- модификатор ± 1%;

- диабазовые породы ± 1%;

- вода ± 0,5%;

- раствор С3 ± 1%.

На выходе из мельницы контролируются плотность, растекаемость и температура закладочных смесей.

Технология производства базовой малоклинкерной закладочной смеси происходит по действующей схеме, приведенной на фиг. 2. с содержанием компонентов в мас. %:

вяжущее (клинкер + цеолит) 6,05-6,55
диабазовый щебень 72,65-73,15
добавка (ЛСТ) 0,05-0,07
вода 20,45-20,95

Водоупорные закладочные смеси 1 транспортируются в выработанное пространство, как и базовые малоклинкерные закладочные смеси 2 - по магистральным и участковым трубопроводам. Подача закладочной смеси производится по двум скважинам, пробуренным до горизонта -210 м, далее по горизонтальному магистральному трубопроводу, проложенному по вентиляционному квершлагу до кольцевого закладочного штрека, и по участковым трубопроводам непосредственно в закладываемые ленты. Транспорт закладочной смеси по закладочному трубопроводу осуществляется в самотечном режиме, за счет давления в вертикальном ставе, создаваемого столбом закладочной смеси. С целью обеспечения устойчивого режима транспортирования смесей по достаточно сложной трассе магистральных и участковых трубопроводов на руднике целесообразно обеспечивать скорость транспортирования закладочных смесей ближе к средней (2,5 м/с ≥ V ≥ 0,5 м/с). Закладочная смесь подается в трубопровод непрерывно и равномерно. Беспрерывной считается подача закладочной смеси, если перерыв между подачей отдельных порций смеси составляет не более 30 минут. Для сброса воды от промывки трубопроводов в камеры аварийного сброса трубопровод снабжается переключателями.

Подлежащую закладке заходку проходят с уклоном почвы и кровли 3°. При неустойчивой кровле допускается ее крепление в выработках с помощью металлических рам. Слой армируется обычным способом, согласно «Регламенту технологических производственных процессов при ведении закладочных работ» (РТПП). Часть слоя, предусмотренная для дренажного штрека, не армируется.

После окончания очистных работ закладываемая выработка освобождается от технологического оборудования и коммуникаций, зачищается от рудной и породной мелочи, мусора и посторонних предметов. При наличии воды или рассолов в закладываемой выработке непосредственно перед подачей закладочной смеси воду или рассолы откачивают. Водоупорный слой 1 формируют в несущей части закладочного массива поэлементно, с помощью установки промежуточных перемычек 3, в отдельных заходках слоя (фиг. 3). Закладка каждой заходки осуществляется фрагментами - от забоя к устью, с демонтажем промежуточных перемычек 3.

При длине заходок менее 50 м допускается единовременное формирование водоупорной части 1 возводимого закладочного массива и последующее (через сменный перерыв) единовременное формирование базовой малоклинкерной части 2 массива. Для обеспечения продвижения рассолов по поверхности водоупора в заданном направлении необходимо обеспечить генеральный уклон водоупорной части слоя в сторону дренажного штрека. Для недопущения фильтрации по контакту «трубка-вмещающие породы» водоупорная часть закладки 1 заглубляется во вмещающие породы на глубину 2-3 м со стороны дренажного штрека и на величину перекрытия контакта (в зависимости от нарушенности вмещающих пород) в остальной части водоупорного слоя. Увеличение величины заглубления во вмещающие породы более чем на 3 м не рекомендуется с точки зрения геомеханики. После набора прочности закладки в сформированном фрагменте водоупорного слоя промежуточная перемычка 3 демонтируется.

После достижения водоупорным слоем прочности более 1 МПа на сформированном водоупорном слое 1 монтируется новая промежуточная перемычка 3, для формирования ненесущей части. Расстояние от кровли до возведенной перемычки должно быть не менее 0,5 м, с целью обеспечения возможности продвижения по ненесущей части закладочного массива рассолов в сторону дренажного штрека, расположенного в забойной части слоя. Через возведенную промежуточную перемычку 3 производится подача в оконтуренную часть выработки базовой малоклинкерной закладочной смеси на высоту перемычки. Перемычки, возведенные на водоупорной части слоя, могут не демонтироваться.

С отступом от сформированного фрагмента базового малоклинкерного массива к забою на 50 м устанавливается очередная промежуточная перемычка 3 на почве выработки. Далее цикл повторяется, до завершения работ по формированию всего массива из несущего водоупорного слоя 1 и базового малоклинкерного слоя 2.

Герметизация стыков между смежным в плане закладочным массивом достигается за счет формирования любым доступным механическим путем гидрошпонки. Гидрошпонка формируется в водоупорной части закладочного массива, при вскрытии последнего в борту смежной выработки, на всю длину заходки. Основное ее назначение - перекрыть шов между закладочными массивами за счет проникновения свежеукладываемой закладочной смеси в выемку, сформированную механическим способом в затвердевшем закладочном массиве, вскрытом в борту. Установка гидрошпонок в перемычку осуществляется при их строительстве. Для того чтобы гидрошпонка не смещалась при заливке бетонной смеси, ее необходимо закрепить в необходимом положении с помощью специальных клипс или проволоки к арматуре.

Дренажный штрек (ДШ) проходится в водоупорной закладке 1 забойной части отрабатываемых лент с необходимым технологическим отставанием от очистных работ. ДШ должен формироваться так, чтобы очистные работы не мешали его проходке. Расстояние от почвы выработки до почвы слоя должно составлять не менее 1,0-1,3 м, что обусловлено необходимостью безопасной отработки следующего слоя. Формирование почвы дренажного штрека производится из водоупорных закладочных смесей. Проходку ДШ осуществляют комбайновой отбойкой закладки в забойной части отрабатываемого слоя и крепят ДШ арками из спецпрофиля СВП 22 и деревянной затяжкой. Вслед за проходкой отдельных участков дренажного штрека осуществляют бурение дренажных скважин (ДС). При проходке ДШ с применением комбайнового способа комплекс основных производственных процессов (операций) будет состоять из:

- организации проветривания выработки;

- отгрузки горной массы;

- крепления выработки;

- выполнения вспомогательных работ по выработке;

- монтажа трубопроводов (трубопроводы сжатого воздуха, воды, водоотлива, дегазации);

- монтажа пусковой аппаратуры и приборов контроля.

Дренажные скважины сооружаются в ДШ по мере его проходки с необходимым технологическим отставанием от забоя штрека; в узлах по 3 скважины. Конструкции скважин разработаны с учетом геологических и гидрогеологических условий, необходимого конечного диаметра бурения и применяемого бурового оборудования. Бурение скважин производится буровой установкой НКР-100МВПА. Кондуктор из стальных сероводородостойких труб устанавливается на глубину до 2 м с затрубной цементацией. Устье скважины оборудуется водовыпуском с регулирующей запорной арматурой:

- одна скважина бурится вертикально, длиной 20 м, назначение - контроль обводнения приконтактной зоны и водоулавливание притоков;

- вторая - наклонная под углом 45°, длиной 30 м, назначение - контроль обводнения центральной зоны и водоулавливание притоков;

- третья - наклонная под углом 5°, длиной 40 м, назначение - контроль обводнения над водоупорным слоем и водоулавливание притоков.

Ориентировка дренажных скважин - под углом 45° к направлению отработки лент для наиболее эффективного перехвата фильтрационного потока. Количество узлов восстающих дренажных скважин - 20, расстояние между узлами - 20 м, общее количество скважин - 60.

Геомеханический контроль состояния закладочного массива проводится отделом геотехнического мониторинга ГОКа по схеме типовых замерных станций (глубинных реперов, профильных линий, инклинометрических и визуальных наблюдений) путем:

- установки реперов по оценке вертикальных сдвижений рудного и закладочного массива в направлении вдоль длинной оси трубки;

- определения по контрольным скважинам в центральной части трубки размеров недозаклада на контактах отработанных и заложенных слоев;

- контроля осадки водоупорного слоя вдоль дренажного штрека при выемке нижележащих слоев;

- оценки деформационных и прочностных свойств закладки по результатам лабораторных испытаний керна, отобранного на участках заложения наблюдательных станций;

- анализа результатов наблюдений и их сравнении с данными теоретических расчетов для оценки геомеханического состояния водоупорного слоя.

Предлагаемый способ создания водоупорного закладочного массива позволяет повысить безопасность ведения очистных работ на руднике «Мир».

1. Способ создания водоупорного закладочного массива, включающий производство закладочной смеси по мельничной технологии на основе клинкера и цеолита в качестве вяжущего, подачу самотеком через систему трубопроводов и укладку в выработанном пространстве с его предварительным частичным армированием, отличающийся тем, что осуществляют последовательно подачу и укладку в выработанном пространстве на горизонте отработки, расположенном ниже напорного водоносного горизонта, двух составов: сначала состава с водоупорными свойствами на высоту не менее 1,5 м с заглублением во вмещающие породы, а сверху базового - малоклинкерного под кровлю выработки, затем в закладке, на контакте с вмещающими породами, по контуру водоупорного слоя в его нижней части проходят дренажный штрек (ДШ) и пробуривают из него дренажные скважины (ДС) в массив закладки над водоупорным слоем для полного перехвата и отведения рассолов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водоупорный состав содержит в мас. % следующие компоненты:

Вяжущее (клинкер + цеолит) 24,6-28,5
Диабазовый щебень 50,8-55,4
Добавки 2,6-5,1
Вода 15,6-18,0

3. Способ по п. 1 и/или 2, отличающийся тем, что при производстве водоупорной закладочной смеси производят подачу воды в рудную мельницу с температурой, обеспечивающей температуру смеси на выходе ≤45°С.

4. Способ по п. 1 и/или 2, отличающийся тем, что при производстве водоупорной закладочной смеси в качестве добавок в рудную мельницу подают МБ10-30С или МБ10-50С и Суперпластификатор С3.

5. Способ по п. 1 и/или 2, отличающийся тем, что при производстве водоупорной закладочной смеси соотношение клинкера и цеолита составляет от 83,9:16,1 до 87,4:12,6.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что базовый малоклинкерный состав содержит в мас. % следующие компоненты:

Вяжущее (клинкер + цеолит) 6,05-6,55
Диабазовый щебень 72,65-73,15
Добавки (ЛСТ) 0,05-0,07
Вода 20,45-20,95

7. Способ по п. 1 и/или 6, отличающийся тем, что при производстве базовой малоклинкерной закладочной смеси соотношение клинкера и цеолита составляет 70:30.

8. Способ по п. 1 и/или 6, отличающийся тем, что при производстве базовой малоклинкерной закладочной смеси в качестве добавки используют ЛСТ.

9. Способ по п. 1 и/или 2, отличающийся тем, что заглубление водоупорного слоя во вмещающие породы производят на 2-3 м.

10. Способ по п. 1 и/или 2, отличающийся тем, что укладку водоупорного слоя осуществляют поэлементно в каждой из заходок слоя с использованием промежуточных демонтируемых перемычек.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу базового малоклинкерного состава производят через смену, после набора прочности водоупорным составом не менее 1 МПа.

12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что проходку дренажного штрека (ДШ) производят вслед за продвижением очистных и закладочных работ от центра к флангам.

13. Способ по п. 1 и/или 12, отличающийся тем, что дренажные скважины (ДС) пробуривают кустами по 2-3 скважины вслед за проходкой отдельных участков дренажного штрека.

14. Способ по п. 1 и/или 2, 6, отличающийся тем, что вяжущее (клинкер и цеолит) для производства обеих закладочных смесей предварительно подсушивают и измельчают в мельнице «Симтек» до остатка на сите 0,08 2-10%.

15. Способ по п. 1 и/или 2, 6, отличающийся тем, что диабазовый щебень для производства водоупорных и базовых закладочных смесей подают в рудную мельницу предварительно измельченным до кр. -40 мм + 5 мм.

16. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при производстве водоупорной закладочной смеси водоцементное отношение (В/В) поддерживается ≤0,62, обеспечивая растекаемость (РК) 25,0-27,0 см и скорость движения по трубопроводу от 0,5 м/с до 2,5 м/с.

17. Способ по п. 1 и/или 12, отличающийся тем, что часть выработок нижней части, предусматривающая проходку дренажного штрека (ДШ), не армируется.

18. Способ по п. 1, отличающийся тем, что бурение дренажных скважин (ДС) проводят под углом от 5°-90°.



 

Похожие патенты:

Предложен способ закладки открытого забоя эоловым песком в угольном пласте неглубокого залегания в западных опустыненных районах горных работ, который подходит для очистного забоя добычи угля, имеющего улучшенную самостабилизацию кровли и обладающего функциональными возможностями формирования открытого забоя определенной величины в задней части.

Изобретение относится к горному делу. Способ разработки наклонных рудных тел включает нисходящий порядок выемки камерами с последующим обрушением пород висячего бока и формированием рудо-породного искусственного массива.

Изобретение относится к области разработки угольных месторождений. Способ ступенчатой разработки угля с закладкой в ответвляющихся очистных штреках по типу wangeviry.

Предложен способ горной разработки с сохранением воды и закладкой с установлением контакта с кровлей. Способ применим для контроля трещины перекрывающей породы и проседания поверхности в разработке шахты с сохранением воды.
Способ состоит в том, что околоствольный двор отделяют бетонными перемычками от всех других выработок ликвидируемой шахты для предотвращения доступа в околоствольный двор метана и шахтных вод, и в качестве потенциального саркофага, предназначенного для размещения атомной силовой установки, при этом для подачи электроэнергии на шахтную поверхностную подстанцию используют силовые стволовые шахтные кабели, а канал связи потенциального саркофага с окружающей средой осуществляют через ствол ликвидируемой шахты, выполненный с возможностью осуществления оперативного бетонирования шахтного ствола в случае аварии на атомной силовой установке, причем бункера приема угля надшахтного здания ликвидируемой шахты используют в качестве емкостей хранения щебня, песка, цемента и воды для осуществления начала оперативного бетонирования ствола шахты - перекрытия канала связи с окружающей средой саркофага атомной силовой установки на случай аварии, угрожающей загрязнением окружающей среды, а надшахтное здание ликвидированной шахты используют в качестве помещения для размещения комплекса по принятию щебня, песка, цемента, подвозимых и разгружаемых транспортными средствами службы ликвидации аварий, приготовления бетона и сбрасывания его в ствол шахты для завершения выполнения саркофага атомной силовой установки.
Изобретение относится к области нефтегазового дела. Способ создания техногенного месторождения нефти в литосфере включает бурение закачных и откачных скважин на глубину литосферы с давлением 8-10 МПа, температурой 125-200°С и пористостью коллектора 10-20%, подачу в закачные скважины неочищенных городских стоков с содержанием органического вещества не менее 100-300 мг/л и объемом не менее 20 тыс.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями на основе мелкодисперсного заполнителя, например хвостов обогащения.
Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при разработке месторождений полезных ископаемых с твердеющей закладкой выработанного пространства.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке рудных залежей камерными системами разработки. Способ закладки выработанного пространства включает заполнение выработанного пространства камеры твердеющей смесью и управляемый метательный сброс породной закладки.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для крепления выработанного пространства при подземной разработке мерзлых, в том числе техногенных россыпных месторождений Севера.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству мелкозернистых бетонов. Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона содержит, мас.

Группа изобретений относится к сыпучей смеси для образования теплоизоляционного и выравнивающего слоя, в частности для строительства полов, способу ее получения и теплоизоляционному, выравнивающему слою.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству мелкозернистых бетонов. Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона содержит, мас.ч.: портландцемент 24-26, кварцевый песок 74-76, замоченный в воде и выдержанный до набухания полиакрилат натрия, измельченный до образования гелевидной массы, 0,01-0,1, воду 11-15.

Изобретение относится к области производства строительных материалов и касается составов сырьевых смесей для изготовления кирпича, который может быть использован для постройки малоэтажных зданий.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству облегченных бетонных стеновых блоков. Бетонная смесь содержит, мас.ч: портландцемент 1,0, измельченные до прохождения через сито №014 отходы обработки пеностекла – обрезки, горбушка 0,15-0,25, кварцевый песок 0,25-0,5, гранулированное пеностекло с размером гранул 2-40 мм и насыпной плотностью 100-350 кг/м3 0,15-0,25, воду 0,75-0,85.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству ячеистых бетонов, используемых в малоэтажном строительстве. Сырьевая смесь для изготовления газобетона включает, вес.ч: портландцемент 270-290, кварцевый песок 270-290, алюминиевую пудру 2-2,5, метасиликат натрия 0,1-0,15, 1 н.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из смеси для модифицированного бетона в гражданском, промышленном и транспортном строительстве Технический результат - получение смеси для модифицированного бетона марки по подвижности П2 с минимальным расходом цемента.

Предложена древесно-цементная смесь с модификатором, которая содержит измельченную древесину в виде опилок хвойных пород, портландцемент, жидкое стекло, хлорид кальция, полипропиленовые волокна, аморфный диоксид кремния с нанопористой структурой и удельной поверхностью от 120 до 400 м2/г при соотношении указанных компонентов, мас.

Изобретение относится к древесно-цементной смеси с наномодификатором, которая содержит измельченную древесину в виде опилок хвойных пород, портландцемент, жидкое стекло, хлорид кальция, базальтовое волокно в виде отрезков, аморфный диоксид кремния с нанопористой структурой и удельной поверхностью от 120 до 450 м2/г, при соотношении компонентов, мас.

зобретение относится к производству строительных материалов, а именно полимерцементных составов и композиций, применяемых в качестве защитных, отделочных и декоративных покрытий по бетонным, железобетонным, металлическим, асфальтовым и деревянным основаниям при строительстве, ремонте и реконструкции зданий и сооружений различного назначения.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонов. Сырьевая смесь для изготовления бетона содержит, мас.%: портландцемент 17,0-20,0; микрокремнезем 1,0-1,5; суперпластификатор С-3 0,7-1,0; кварцевый песок 62,8-64,5; вода 14,0-15,0; этилсиликонат натрия 1,0-1,5. Технический результат - снижение расхода цемента. 1 табл.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является обеспечение безопасных условий для отработки нижезалегающих запасов полезного ископаемого за счет полного перехвата и отведения профильтровавшихся рассолов. Способ включает производство закладочной смеси по мельничной технологии на основе клинкера и цеолита в качестве вяжущего, подачу самотеком через систему трубопроводов и укладку в выработанном пространстве с его предварительным частичным армированием. При этом осуществляют последовательно подачу и укладку в выработанном пространстве на горизонте отработки, расположенном ниже напорного водоносного горизонта, двух составов: сначала состава с водоупорными свойствами на высоту не менее 1,5 м с заглублением во вмещающие породы, а сверху базового - малоклинкерного под кровлю выработки, затем в закладке, на контакте с вмещающими породами, по контуру водоупорного слоя в его нижней части проходят дренажный штрек и пробуривают из него дренажные скважины в массив закладки над водоупорным слоем для полного перехвата и отведения рассолов. 17 з.п. ф-лы, 4 табл., 3 ил.

Наверх