Способ забутовки закрепного пространства горных выработок Советский патент 1990 года по МПК E21D11/00 

изобретение относитоя к горной пpo фшшeннoctи и может быть использовано .при креплении горных выработок для забутовки закрепного пространства в услойиях многолетней мерзлоты.

. Целью изобретейия является повы- шени;е эффективности забутовки.

Способ реализуется следуюпщм образом.

Цосле проведения взрывных работ и вент иляции возводится крепь. Пустое прос транство меяаду крепью и стенкой горной вьфаботки заполняют материалом с активной пористостью. В качестве такого материала можно использовать отходы эластичного губчатого поролона, текстильной промышленности и другие материалы с высокоразвитой поверхностью, способные активно впитывать жидкие растворы. После заполнения закрепного пространства таким материалом его уплотняют до полного контакта с неровной поверхностью породного массива. Затем путем орошения или инъекций его пропитывают жидким твердеющим растворомс В качестве такого раствора можно применять воду с послеЮ

00

дуюхцим эамораживаннгем ее. Можно при менять другие твердеихцие растворы (производные от поролона, синтетн-г- ческие смолы с малой вязкостью и т.д.) За счет теплообмена вентиляционная струя подогревается теплом, которое выделяется при затвердевании.

Рассмотрим реализацию предлагаемого способа в условиях многолетней мерзлоты.

Естественная температура, массива пород в рассыпных шахтах составляет примерно -6..о-8 С, Температура вентиляционной струи зимой достигает -АЗ С, летом до .. Летом теплообмен между породным массивом и вентиляционной струей с полояситель- ной температурой приводит к образованию ореола протаивания вокруг вьфа- |ботки и отрицательно сказывается |на устойчивости выработки: с увели- чением ореола протаивания непрерывно увеличиваются нагрузки на крепь.

Вскрывающие выработки в россыпных гаахтах (наклонные стволы) обычно проходят зимой. Этот период более благоприятен по горному давлению: при отрицательных температурах массив много летнемерзлых горных пород обладает большой устойчивостью, поэтому вскрывающие выработки не крепят, кроме устьевой части. Устьевая часть наклонного .ствола россыпной шахты в основном крепится деревянной рамной крепью, которая несет основную нагрузку, возникающую при сезонных колебаниях температуры воздуха.

Забутовка предлагаемым способом осуществляется следующим образом.

После проведения взрывных работ, местного проветривания и возведения крепи закрепное пространство полностью заполняют эластичным поролоном, который складирован на поверхностно Доставка поролона в призабой- ное пространство не представляет трудности и не требует специального оборудования или средств доставки„ Затем трамбовочный пгшкой поролон уплотняют до сплошного контакта с породным контуром. Пут ем инъекций или оро- дёния пропитывают его водой из йбщешахтной системы или из автоном- ьых резервуаров. Наиболее удачным является способ инъекций: инъектор внедряют в тело поролона и без лиш- .него расхода воды пропитывают большие объемы только из одной точки за

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

счет фильтрационных свойств поролона. Дпя проведения таких работ можно применять специальную установку УНР02, предназначенную для нагнетания воды в угольный массив. При отсутствии такой установки можно использовать водяные насосы для водоотлива (например, погружной насос НПЭ2М с массой 16 кг, производительностью 30 м /ч и приводом от ручного электросверла). Пусть расстояние меящу крепью и стен- кой породного массива составляют в среднем 15 см, высота выработки 2 м, ширина 4 м, длина закрепляемого участка устьевой части 15 м. Тогда объем закрепноГо пространства составит 18 м , определенную долю из которого заполнит поролон. Если активная пористость поролона 40%, то необходимое количество воды составит 10,8 м . При таком объеме воды чистое время работы насоса НПЭ2М составит всего 20 мин. Поэтому целесообразно производить пропитку поролона водой не посменно, как заполнение поролоном, а в одну смену после окончания всех крепежных работ устьевой части ствола. В связи с тем, что отрицательная температура воздуха не оказывает никакого влияния на устойчивость массива многолетнемерзльк горных пород, есть возможность свободного выбора времени инъекций воды в поролоновый слой через заранее предусмотренные отверстия s. Например, можно производить инъекции сразу после окончания крепежных работ в устьевой части ствола с целью обеспечения более комфортных условий труда горнорабочих в период проходки ствола; можно выбрать время инъекций в наиболее холодный период для смягчения максимального температурного напора.

В летнее время, когда температура вентиляционного воздуха становится положительной и отрицательно влияет на устойчивость вскрывающих выработок в их устьевой части, забутовоч- ный слой, полученный предлагаемым способом, вьтолняет теплозащитную Функцию благодаря большой теплоемкости из-за скрытой теплоты фазовых переходов. По сравнению с .обычной, теплоизоляцией устьевой части которая только изолирует массив с целью сохранения мерзлого состояния, такой теплозащитный слой еще и охлаждает вентиляционную струю, предотвращая перенос вредного влияния теплого воздуха с закрепленной устьевой части дальше по ходу вентиляционной струи на незакрепленные участки ство ла.

Формула изобретения

1. Способ забутовки закрепного прортранства горньк выработок, вклю- чакфщй заполнение пространства между крепью и породшФ контуром забутовочным материалом и твердеющим раствором, о т п и ч а ю- щ ja и с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса забутов- ки, забутовочный материал уплотняют

до полного контакта с породным кон- ,туром,при этомв качестве забутовочно- |Го матершала импользуют материал с открытой пористостью,а заполнение прост- ранства между крепью и породным контуром выработки производят путем пропитки забутовочного материала твердеющим раствором.

2. Способ по п.1, отличающий с я тем, что,в качестве материала с открытой пористостью используют поролоновые отходы.

3. Способ по п.2, отличающ и и с я тем, что в качестве твердеющего раствора используют воду, которую после подачи в забутовочный материал замораживают.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для крепления горных выработок и забутовки закрепного пространства в условиях многолетней мерзлоты. Цель изобретения - повышение эффективности забутовки. После проведения взрывных работ и вентиляции возводится крепь. Пустое пространство между крепью и породным контуром выработки заполняют забутовочным материалом (ЗМ). В качестве ЗМ используют материал с открытой пористостью, например поролоновые отходы. Затем ЗМ уплотняют до полного контакта с породным контуром и путем орошения или инъекций пропитывают жидким твердеющим во времени раствором. В качестве последнего используют воду, которую после подачи в ЗМ замораживают. Полученный таким образом забутовочный слой несет теплозащитную функцию, благодаря большой теплоемкости из-за скрытой теплоты фазовых переходов. Такой теплозащитный слой еще и охлаждает вентиляционную струю, предотвращая перенос "вредного" влияния теплого воздуха с закрепленной устьевой части дальше по ходу вентиляционной струи на незакрепленные участки ствола. 2 з.п. ф-лы.