[1]Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений с закладкой выработанного пространства.
[2]Известен способ закладки выработанного пространства при щитовой системе разработки месторождений полезных ископаемых и устройство для его осуществления (а.с. СССР 1763678, Е21 15/00, 23.09.1992, бюлл. №35). Закладочный массив возводят, периодически подавая за щитовое перекрытие после его посадки на шаг возведения закладочной полосы дробленой породы. После уплотнения породы в нее инъектируют твердеющий материал, формируя ограждение массива и породных спусков, которые заполняют дробленой породой после опускания щитового агрегата к откаточному горизонту. Для этого к щитовому перекрытию прикреплены щиты шарнирно с возможностью соприкосновения свободных сторон, а к верхним частям щитов - силовые элементы. Другие концы силовых элементов присоединены шарнирно к щитовому перекрытию. Форсунки для инъектирования твердеющего материала размещены на щитах на стороне, противоположной креплению силовых элементов, и на щитовом перекрытии между указанными сторонами щитов.
[3]Недостатком данного способа является низкий уровень безопасности при проведении закладочных работ и высокая трудоемкость проведения закладочных работ.
[4]Известен способ закладки выработанного пространства (патент РФ №2229607, E21F 15/06, опубл. 27.05.2004). Способ включает механическую самотечную доставку материала по скважинам, создание закладочного массива путем периодической подачи закладочного материала, его уплотнения. Закладочный массив возводят под давлением закладочного материала в скважине, причем вначале опускают в закладываемое пространство эластичную замкнутую оболочку на тросе со шлангом, после чего производят подачу закладочного материала до полного заполнения скважины, нагнетают воздух в оболочку до рабочего давления воздуха, после чего давление воздуха в оболочке сбрасывают, при этом циклы по подаче закладочного материала, нагнетанию в оболочку воздуха и сбрасыванию давления воздуха повторяют до полного заполнения закладываемого пространства.
[5]Недостатком данного изобретения является высокая трудоемкость и низкая прочность полученного закладочного массива.
[6]Известен способ закладки выработанного пространства (патент РФ №2229026, E21F 15/06, опубл. 20.05.2004). Способ закладки выработанного пространства включает механическую самотечную доставку материала по скважинам, заполнение выработанного пространства закладочным материалом за счет использования кинетической энергии движения его кусков при отклонении и повороте струй материала в горизонтальной плоскости и формировании закладочного массива в виде полосы. Первоначальный поворот струи закладочного материала осуществляют в скважине или восстающем на высоте, определяемой из выражения
[7]
[8]где hП - высота установки дозирующего устройства, м;
[9]VР - скорость выхода закладочного материала, м/с;
[10]g - ускорение свободного падения, м/с2,
[11]затем струю направляют по дугообразному желобу радиусом r=0,8hв, м, где hв - высота выработанного пространства, и выбрасывают в выработанное пространство под углом к горизонтали α=20-22°, причем заключительный участок пути струя закладочного материала проходит по прямолинейному участку пути длиной L=0,3hв, м, выполненному касательным к дугообразной части желоба.
[12]Недостатком данного изобретения является высокая трудоемкость и низкая прочность полученного закладочного массива.
[13]Известен способ ведения закладочных работ, принятый за прототип (а.с. СССР №1474278, E21F 15/00, опубл. 23.04.1989). Способ включает размещение в вертикальном пространстве гасителя скорости закладочного материала, подачу в скважину, сопряженную с выработанным пространством, закладочного материала, состоящего из сухого наполнителя и раствора вяжущего, и погашение скорости его выхода с помощью гасителя (преобразователя скорости), согласно изобретению в качестве гасителя скорости размещают лучевой грохот с шириной отверстий, увеличивающейся от центра к его краям, который размещают на поверхности сухого наполнителя и перемещают по мере заполнения выработанного пространства к сопряжению закладочной скважины с выработанным пространством, при этом раствор вяжущего подают после заполнения сухим наполнителем.
[14]Недостатком данного изобретения является быстрый износ преобразователя скорости и низкая эффективность распределения крупности закладочного материала.
[15]Техническим результатом изобретения способа снижение износа преобразователя скорости и повышения эффективности распределения крупности закладочного материала.
[16]Технический результат достигается тем, что в способе ведения закладочных работ, включающем размещение в выработанном пространстве преобразователя скорости закладочного материала, подачу в скважину, сопряженную с выработанным пространством, последовательно сыпучего и твердеющего закладочных материалов, согласно изобретению в качестве преобразователя скорости используют закрепленную на тросе со шлангом упругую эластичную замкнутую оболочку с грузом в нижней части, укладывают ее на слой сухого закладочного материала, затем заполняют сжатым воздухом до рабочего давления, подают сыпучий закладочный материал до заполнения слоя высотой, не превышающей диаметр D оболочки, затем подают твердеющий закладочный материал, поднимают оболочку по вертикали на высоту нового слоя, при этом циклы по подаче закладочных материалов и перемещению оболочки повторяют до полного заполнения выработанного пространства, причем диаметр D оболочки в заполненном состоянии принимают равным 0,2В, где В - максимальный линейный размер выработанного пространства, м.
[17]Способ ведения закладочных работ поясняется схемой, на которой показан вертикальный разрез выработанного пространства, где:
[18]1 - выработанное пространство;
[19]2 - трос со шлангом (шланг на чертеже условно не показан);
[20]3 - скважина для подачи закладочного материала, сопряженная с выработанным пространством 1;
[21]4 - преобразователь скорости, выполненный в виде упругой эластичной замкнутой оболочки, например из резинокорда;
[22]5 - груз, размещенный в нижней части упругой эластичной замкнутой оболочки 4;
[23]6 - сыпучий закладочный материал повышенной крупности;
[24]7 - сыпучий закладочный материал пониженной крупности;
[25]D - диаметр упругой эластичной замкнутой оболочки, получаемый после ее заполнения сжатым воздухом до рабочего давления, м;
[26]В - максимальный линейный размер отработанного пространства, м.
[27]Способ ведения закладочных работ осуществляют следующим образом. С поверхности или из выработки вышележащего горизонта в выработанное пространство 1 проходят по вмещающему рудному или породному массиву горных пород скважину 3 для подачи закладочного материала. Над скважиной 3 монтируют устройство для проведения спускоподъемных операций (на чертеже условно не показано), закрепляют на трос 2 шланг для подвода сжатого воздуха и преобразователь скорости, выполненный в виде упругой эластичной замкнутой оболочки 4 с грузом 5. Опускают трос 2 с упругой эластичной замкнутой оболочкой 4 с грузом 5 до почвы выработанного пространства 1. Затем в верхней части над скважиной 3 устанавливают приемный бункер с колосниковым грохотом (на чертеже условно не показан) для улавливания негабарита. Перед подачей сыпучего закладочного материала в упругую эластичную замкнутую оболочку 4 подают сжатый воздух по шлангу до ее заполнения для создания упругих свойств. Рабочее давление в упругой эластичной замкнутой оболочке 4 поддерживают весь период подачи сыпучего закладочного материала. Груз 5 предназначен для фиксации упругой эластичной замкнутой оболочки 4 при ударении по ней сыпучего закладочного материала в горизонтальной плоскости. Груз 5 может быть выполнен в виде штыря, который втыкают в сыпучий закладочный материал под действием собственного веса упругой эластичной замкнутой оболочки 4. Закладочный материал через колосниковый грохот (для улавливания негабарита) и через приемный бункер сбрасывают в скважину 3. Негабаритный материал отбрасывается колосниковым грохотом (для улавливания негабарита), а кондиционный закладочный материал попадает в выработанное пространство 1. За счет ударения закладочного материала об упругую эластичную замкнутую оболочку 4 происходит его разделение по крупности, так как более крупные куски имеют более высокую кинетическую энергию. За счет упругого взаимодействия более крупные куски отбрасываются к краям выработанного пространства 1. Таким образом, у краев выработанного пространства 1 получают сыпучий закладочный материал 6 повышенной крупности, а в центральной части - сыпучий закладочный материал 7 пониженной крупности. После заполнения слоя высотой, равной диаметру D упругой эластичной замкнутой оболочки, закладочным материалом 6 и 7 из оболочки 4 выпускают воздух и извлекают ее из скважины. Затем в скважину 3 подают твердеющий закладочный материал, растекающийся по закладочному материалу 7 пониженной крупности и заполняющему пустоты закладочного материала 6 повышенной крупности. Для обеспечения наиболее эффективных условий работы упругой эластичной замкнутой оболочки 4 высоту слоя подачи сыпучего закладочного материала принимают менее диаметра D оболочки 4 в ее заполненном состоянии. Объем подаваемого твердеющего закладочного материала определяют из условия заполнения пустот закладочного материала 6 повышенной крупности. Твердеющий закладочный материал циклично подают по скважине 3 в выработанное пространство, и он стекает по сыпучему закладочному материалу 7 пониженной крупности и заполняет пустоту сыпучего закладочного материала 6 повышенной крупности. Далее циклы по подъему оболочки 4 на новый слой, нагнетанию в упругую эластичную замкнутую оболочку 4 воздуха до рабочего давления, подаче сыпучего закладочного материала до заполнения слоя высотой менее D и сбрасыванию давления воздуха повторяют до полного заполнения выработанного пространства 1 закладочным материалом. В итоге формируется разнопрочный закладочный массив из сыпучего закладочного материала 6 повышенной крупности, инъектированного твердеющим закладочным материалом, и сыпучего закладочного материала 7 пониженной крупности. За счет того, что преобразователь скорости выполнен в виде упругой эластичной замкнутой оболочки, закладочный материал с диаметром D оболочки в заполненном состоянии принимают равным 0,2В, где В - максимальный линейный размер выработанного пространства, м, происходит наиболее эффективное распределение крупности закладочного материала. При больших значениях эффективность распределения крупности снижается.
[28]Применение данного способа ведения закладочных работ при подземной разработке месторождений обеспечивает следующие преимущества:
[29]- снизить износ преобразователя скорости за счет использования упругих материалов, устойчивых к истиранию;
[30]- повысить эффективность распределения крупности закладочного материала;
[31]- повысить безопасность проведения закладочных работ.
