Способ формирования выработок при закладке выработанного пространства Советский патент 1983 года по МПК E21F15/02 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. Известен способ формирования выработок при закладке выработанного пространства, включающий возведение опалубки в выработанном пространстве, заполнение выработанного пространства векруг опалубки твердеющим материалом и вскрытии после его затвердевания внут реннего пространства опалубки 1. Недостатком данного способа является сложность контроля за состоянием опалубки в процессе закладки выработанного пространства, так как при этом происходит нарущение соосности опалубок,что приводит к невозможности получения вертикальных выработок заданного сечения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сгфсоб формирования выработок, при закладке выработанного пространства твердеющим закладочным материалом и выпуск наполнителя после затвердевания закладки /. Недостатком известного способа является больщая трудоемкость Возведения опалубки и формирование при этом выработок разного сечения. Целью изобретения является формирование выработок различного сечения и снижение затрат на это. Указанная цель достигается тем, что согласно способу формирования выработок при закладке выработанного пространства, включающему образование зоны пониженной устойчивости путем подачи в нее наполнителя, заполнения выработанного пространства твердеюн 1.им закладочным материалом и выпуск наполнителя после затвердевания закладки, перед подачей закладочного материала в контурах образуемой зоны пониженной устойчивости устанавливают замораживающие колонки, в качестве наполнителя подают твердеющий закладочный материал, а зону пониженной устойчивости образуют путем замораживания наполнителя и последующей его оттайки. При этом замораживающие колонки устанавливают наклонно по образующим формируемой выработки. На чертеже изображена схема для осуществления способа. Способ осуществляется следующим обраПосле выемки слоя руды и перед закладкой выработанного пространства устанавливают в выработанном пространстве вертикальные замораживающие колонки 1, в пределах конуса 2 формируемой выработки установку замораживающих колонок в вертикальном положении осуществляют с помощью анкеров, помещенных в скважины, пробуренные в кровле слоя. Подвод хладагента в замораживающие колонки осуществляется из выработок, нижнего слоя или выработок, расположенных в зэкладке, где размещают емкости с жидким азотом. После затвердевания закладочного массива 3, находящегося вне зоны действия замораживающих колонок, ледопородный конус размораживается и выпускается через горные выработки 4. После чего возможна отработка с обрущением руды 5, залегающей выще слоя, где размещены замораживающие колонки. Для достижения неравномерной теплопроводности по длине замораживающей колонки 1 нижняя часть колонки теплоизолируется или колонка выполняется составной из материалов, имеющих различную теплопроводность, возможно также покрытие труб полиэтиленом разной толщины, что обеспечивает формирование, например, усеченного конуса из закладки. При формировании ледопородного усеченного конуса из закладки вокруг замораживающей колонки используется метод быстрого замораживания. Для этого применяют жидкий азот, температура испарения которого - 196°С. Жидкий азот накапливают в запасных емкостях (сосудах Дьюара вместимостью 100 л), которые располагают в горных выработках, затем под давлением 1,4 - 2 кгс/см жидкий азот поступает в распределитель, а из последнего - в замораживающие колонки. Замораживающая колонка 1 состоит из двух труб: наружной замораживающей и внутренней питающей. В качестве замораживающих применяют трубы из мягкой стали диаметром 150-200 мм, соединяемых свинцовыми муфтами на резьбе. Питающие трубы выполнены из нержавеющей стали марки X 18Н10Т диаметром 38,1 мм. Ниж„ иНИИ конец питающей трубы не доходит до нижнего конца замораживающей трубы на 150 мм. Замораживающие колонки соединяют с распределителем гибким шлангом диаметром 76 мм, применяемым для переливания жидких продуктов разделения воздуха. Для регулирования подачи жидкого азота применяют вентили Ду 38. Отработанный азот выпускают через трубы диаметром 89 мм.После создания ледопородного конуса требуемого диаметра, подачу жидкого азота в замораживающие колонки 1 прекращают, колонки 1 заполняют на 1/3 их длины жидким пропаном и производят пассивное замораживание при температуре сжиженного газа -20- 25°С. После набора массивом, не попавщим в зону замораживания, достаточной прочности сжиженный газ из колонок 1 откачивают, а в них нагнетают горячую воду или пар, а после размораживания закладки ее выпускают в выработки 4 горизонта выпуска и извлекают замораживающие колонки 1, которые могут быть использованы повторно.

При необходимости сооружения выработок большого диаметра устанавливают несколько вертикальных колонок рядом или располагают колонки наклонно по образующим формируемой выработки.

Способ может быть использован также при сооружении горизонтальных, наклонных и вертикальных выработок в закладке.

Эффективность использования способа обеспечивается тем, что твердеющие закладочные смеси на рудниках сильно обводнены с целью обеспечения их транспортировки по вертикальным и горизонтальным трубопроводам. Так как подачу хладагента в колонки осуществляют сразу после закладки выработанного пространства, то соотношение твердых и жидких фракций в зоне замораживания соответствует этому соотноuJeнию для транспортируемой смеси, так как процесс обезвоживания закладки еще не начался. Это условие обеспечивает эффективное формирование ледопородного усеченного конуса, а при размораживании его обеспечивает процесс выпуска закладки, так как содержание жидких фракций в размороженной закладке сохраняется высоким.

Использование предлагаемого способа возможно при разработке руд резко различного качества, когда один слой богатой руды вынимается системами разработки с закладкой выработанного пространства, а верхний слой руды отрабатывается системами разработки с обрушением с формированием горизонта выпуска руды верхнего слоя в закладочном массиве.

1. СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫРАБОТОК ПРИ ЗАКЛАДКЕ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА, включающий образование зоны пониженной устойчивости путем подачи в нее наполнителя, заполнения выработанного пространства твердеющим закладочным материалом и выпуск наполнителя после затвердевания закладки, отличающийся тем, что, с целью формирования выработок различного сечения и снижения затрат на это, перед подачей закладочного материала в контурах образуемой зоны пониженной устойчивости устанавливают замораживающие колонки, в качестве наполнителя подают твердеющий закладочный материал, а зону пониженной устойчивости образуют путем замораживания наполнителя и последующей его оттайки. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что замораживающие колонки устанавливают наклонно по образующим формируемой выработки. О5 ю 4 О 00