Способ возведения искусственного целика Советский патент 1986 года по МПК E21F15/00 

Изобретение относится к горной промьгашенности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой вьфаботанного пространства.

Цель изобретения - снижение удельного расхода вяжущего.

На фиг. 1 изображен искустсствен- ный целик из твердеющей закладки с

эпюрой распределения удельного содер- 10 разовании днища целика, которое обесжания вяжущего по его наклонной высоте, разрез; на фиг. 2 - график зависимости коэффициента фильтрации К схватившейся закладки от удельного содержания вяжущего q при времени от стаивания твердеющей -смеси 6 сут; на фиг. 3 - график зависимости относительного содержания вяжущего q/C от относительной наклонной высоты заполнения камеры h/H; на фиг. 4 - график зависимости предела прочности твердеющей закладки от времени твердения (З при различном удельном содержании вяжущего q.

ИскусственнЕ)Ш целик из закладки (фиг. 1) имеет днище 1, размещенное в выработке доставки 2 и выпускных воронок 3. Над днищем 1 засположен основной массив 4, размещенный в отработанной камере на всю ее высоту. Удельное содержание вяжущего q в днище 1 составляет 1/3 часть от нормативного его содержания С.

По высоте основного массива 4 удельное содержание вяжущего пере

менное от значения q , определенного расчетным путем, до нормативного С в самой верхней его части.

Основное назначение днища - сдержать гидростатическое давление закладки на изолирующие перемычки, размещенные в выработках доставки при заполнении камеры твердеющей смесью. Для этого днище после заполнения закладкой отстаивают 5 - 7 сут. За этот срок закладка приобретает определенную плотность и полностью теряет подвижность. Таким образом образуется плотньй массив, воспринимающий давление закладки при последующей заливке камеры.

Заполнять днище целика закладкой без вяжущего нецелесообразно, так как при заливке закладкой камеры вода затворения твердеющей смеси фильтруется через закладку днища и размывает его.

Заполнять днище закладкой.повышенной прочности также нет необхо12228562

димости, так как за 5-7 дней отстаивания твердеющая закладка успевает только схватиться, однако кристаллизационной прочности она за этот срок не наберет. Кроме того, при восходящем порядке выемки блоков закладка днища практически никогда не обнажается. Поэтому достаточно иметь такое удельное содержание вяжущего при об

0

печивало бы полное отсутствие фильтрации воды через схватившуюся закладку в днище.

Из графика фиг. 2 видно, что при повьшении удельного содержания вяжущего q в закладке от О до 130 кг/м коэффициент фильтрации К на шестые сутки отстаивания падает от 16 мм/ч до 0. Следовательно, величину удель- 0 ного содержания вяжущего кг/м в данном случае можно считать оптимальной.

При нормативном удельном содержа- НИИ вяжущего - молотого гранулирован5 ного щлака в .твердеющей закладочной смеси 400 кг/м установленное требуемое содержание составит 1/3 часть.

В случае использования более активных вяжущих веществ при одном и том же соотношении 1/3 достижение коэффициента фильтрации равным нулю происходит в более ранние сроки.

По графику зависимости предела прочности закладки на одноосное сжатие от времени твердения при различном удельном содержании вяжущего определяется содержание вяжущего, при котором за рассчитанный срок твердения прочность нижней части целика достигает нормативного значения.

По мере увеличения высоты заполнения закладкой камеры удельное содержание вяжущего в смеси повышают до нормативного в самой верхней части заполняемой камеры.

Удельное содержание вяжущего в смеси при каждой данной высоте заполнения камеры устанавливается по графику зависимости относительного содержания вяжущего q/C от относитель- ной высоты заполнения камеры h/H (фиг. 3), где Н - полная наклонная высота основного массива, м; С - нормативное удельное содержание вяжущего, кг/мз; h - высота камеры,на уров- 5 не которой.в данное время проводится закладка, м; q - удельное содержание вяжущего в смеси при данной высоте заполнения камеры h, кг/м.

5

0

5

Из графика видно, что между отношениями q/C и h/H существует функциональная связь, описываемая следующей зависимостью:

-a-.a.b-t-. („

где а - коэффициент, численно равньй отношению q /С на момент начала закладки основного массива т.е. при h О, где q, соответствует удельному содержанию вяжущего смеси, обеспечивающему нормативную прочность в нижней части основного массива за суммарное время за- кладки всей камеры и нормативного срока твердения; b - коэффициент, численно равный

1-а 1-().

Из вьфажения (1) удельное содержание вяжущего q при заполнении камеры на уровне наклонной высоты h будет определяться из следующей зависимости:.

а

с

+ ( 1

-Зг. С

q Че (С - . (2)

Полученная зависимость (2) позволяет определить требуемое удельное содержание вяжущего в твердеющей закладке на любом уровне образуемого искусственного целика любой высоты.

Пример. В условиях горного предприятия средний объем наиболее характерной камеры составляет 25 тыс. м с наклонной высотой 40м.

Для образования искусственных целиков на предприятии используется твердеющая закладочная смесь состава, приведенного в таблице.

Вяжущее Молотый гра- 400 нулированный шпак

Заполнитель

Супесь

Затвори- Питьевая во- 400 тельдопроводная

вода.

5

0

5

0

5

При среднемесячной производительности закладочной фабрики 10-15 тыс. м смеси такая камера будет заполнена закладкой за 1,5-2,5 мес.

Таким образом, нижняя часть искусственного целика с учетом срока твердения по действукмцим нормативам 3 мес будет твердеть около 5 мес.

Из графика фиг. 4 видно, что за 5 мес твердения нижняя часть целика при нормативном содержании вяжущего С 400 кг/м наберет прочность 6 150 кг/см , в то время как нормативная прочность закладки для этого рудника при трехмесячном сроке твердения составляет В 120 кг/см.

Таким образом, для того, чтобы вьщержать нормативный показатель 6д - 120 кг/м по всей высоте искусственного целика к началу образования смежной камеры необходимо снизить удельное содержание вяжущего в нижней части целика до величины q 325 кг/м . Затем по мере заполнения камеры закладкой повышать это содержание до нормативного в верхней части целика.

Конкретное значение удельного расхода вяжущего в смеси при заполнении камеры на установленном уровне ее высоты определяется из выражения (2) .

Допустим, что камеру с наклонной высотой 40 м в данный момент, времени заполняют на уровне 20 м, удельный расход вяжущего составит:

40

q

q + (с - q,- - 362,5 кг/м

1300

П

М

X Ф1П.2

гго

9.

tjhtJ

т,нее

Составитель Б.Левчаев Редактор С. Лыжова Техред В.Кадар Корректор Т. Колб

Заказ 1685/33 Тираж 436Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ШШ Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4