Способ возведения искусственных опор Советский патент 1991 года по МПК E21C41/16 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых с возведением искусственных опор.

Цель изобретения - снижение затрат на возведение опор за счет уменьшения расхода твердеющей смеси и исключения затрат на опалубку при одновременном повышении несущей способности опоры.

На чертеже показан вертикальный разрез выработанной камеры в процессе возведения в ней искусственной опоры с периферийными зонами, нормальными к плоскости разреза.

Способ осуществляют следующим образом.

Осуществляют выемку камеры 1. Выше кровли камеры 1 на безопасном расстоянии проходят вспомогательную выработку 2 обычно вдоль камеры при большой длине опоры или вдоль ряда нескольких камер ограниченного поперечного размера при возведении в них ряда изолированных искусственных опор. Выработанное пространство камеры в направлении, нормальном к проектируемым периферийным зонам, условно разделяют, например, на три секции: периферийные 3 и центральную 4 с границами 5.

Ширину периферийных секций принимают равной

Псм

Ј

о

00

Ч)

о

Ј

ч1

Эо +

(D

где в„ -- попеоечный по толщине зоны раз- мор вершины насыпи сыпучего материала;

Игм - высота наклонных поверхностей сыпучего материала над уровнем твердеющей смеси;

р-угол наклона поверхности сыпучего материала,

В кровле камеры или я прмкровельной зоне бокового рудного массива б проходят вертикальные, наклонные или горизонтальные выработки 7 для подачи сыпучего материала в периферийные секции. Над центральной секцией проходят скважину 8 для подачм гидравлической твердеющей смеси. Возможны также другие варианты расположения выработок для подачи материалов, г гйкже с подачей твердеющей смеем иэ горизонтальной выработки 7 до центральной секции по специально проложенному консольному тоубопроводу.

В случаях, когда в нижней части камеры имеются, например, выработки 9, в них строят бетонные, породные или другие изолирующие перемычки 10,

При возведении опоры сыпучий материал подают вдоль вертикальных стенок (а0 ), используя силу собственного веса, а гидравлическую твердеющую смесь - в центральную секцию, В начальной стадии возведения опоры сначала подают только сыпучий материал до образования наклонных поверхностей высотой

iio Нем + inp :os p ,

(2)

поверхностей сыпучего материала и твердеющей смеси поступает в гидравлическую смесь центральной секции. Происходящий процесс сортирования обеспечивает укладку сыпучего материала в периферийных секциях с увеличением его крупности от стенок камеры в сторону центральной секции и подачу крупных отсортированных кусков в гидравлическую смесь, Наличие наклонной

поверхности сыпучего материала изменяет направление движения с сохранением достаточно высокой скорости его кусков к моменту входа их в гидравлическую смесь, За счет высокой скорости и встречи с

поверхностью твердеющей смеси под углом до 60° куски сыпучего материала перед погружением частично глиссируют по поверхности и в результате проникают в твердеющую смесь на увеличенное (до 5-6 м)

расстояние. При угле встречи кусков с поверхностью смеси более 60° эффект глиссирования незначителен или отсутствует.

Гидравлическая твердеющая смесь из центральной секции проникает в сыпучий

материал периферийных секций, пропитывает его на глубину до 2,5-3,0 м и, твердея, скрепляет.

Высота наклонных поверхностей сыпучего материала над уровнем твердеющей

смеси

35

hCM О Ь0 +(Ai+inp . siny)-ao)2 х

tgp,

(3)

Изобретение относится к подземной разработке полезных ископаемых с возведением искусственных опор. Цель - снижение затрат на возведение опоры за счет уменьшения расхода твердеющей смеси и исключения затрат на опалубку при одновременном повышении несущей способности опоры. В горном массиве производят выемку камеры. Камеру делят на периферийные и центральную секции и закладывают сыпучим материалом (СМ) и твердеющей смесью (ТС), которые подают одновременно. Подают ТС и СМ с одинаковой скоростью перемещения образованных ими поверхностей вверх по высоте опоры. Производят упрочнение тела опоры образованием зон взаимопроникновения закладочных материалов подачей СМ в периферийные секции с превышением образовавшегося откоса уровня ТС в центральной секции и введением СМ в ТС вблизи контура пересечения наклонной поверхности откоса СМ, создаваемого высотой его навала, определяемой по расчетной формуле, с поверхностью ТС. сопрягающихся под углом не бсаее 60° После затвердевания ТС из периферийных секций выпускают несцементированный СМ. 1 ил.

где inp глубина пропитки сыпучего материала твердеющей смесью по нормам к поверхности,

затем подают гидравлическую твердеющую смесь до образования слоя над почвой камеры толщиной пр COS (p . Загем подают сыпучий мат ерь .ал и твердеющую смесь одновременно с одинаковой скоростью перемещения образованных ими поверхностей вверх по высоте споры. Достигается это соблюдением соот- ношения интенсмвностей подачи материалов, рассчитываемого на стадии проектирования с учетом указанного требования, и периодической проверкой фактического положения поверхностей путем замеров через имеющиеся выработки.

Сыпучий материал, например, в виде горной породы из проходческих забоев, от- «алов и т.д. в периферийных секциях за счет набранной при падении сверху кинетической энергии на наклонных поверхностях сортируется по крупности, укладывается в этих секциях и вблизи контура пересечения

где b - длина зоны взаимопроникновения материалов;

inp - глубина пропитки сыпучего материала по нормали к его поверхности;

р- угол наклона поверхности сыпучего материала;

АI - минимальная толщина защитной

оболочки из сыпучего материала;

bo и а0 - продольный (вдоль зоны) м поперечный (по толщине зоны) размеры вершины насыпи сыпучего материала, ориентировочно равные соответствующим размерам поперечного сечения вертикального потока сыпучего материала, обеспечивает непропитку сыпучего материала по горизонтали на величину Д1. В образующейся зоне непропитки материал

сохраняется в иескрепленном состоянии и после затвердевании твердеющей смеси перед началом выемки рудного массива, прилегающего к опоре, выпускается для повторного использования. Образующаяся этом полость защищает от воздействия

взрывов монолитную часть опоры и одновременно служит компенсационным пространством для взрываемой руды. Указанный слой сыпучего материала может быть также оставлен невыпущенным, если величина Д1 невелика и возникающее раз- убоживание незначительно.

Нижние устья выработок 7 для подачи сыпучего материала в процессе их образования или в стадии завершения возведения опоры расширяют под углом р на высоту, равную псм. В заключительной стадии возведения опоры- это уширение засыпают сыпучим материалом на полную высоту, а твердеющую смесь по скважине 8, а затем по выработке 7 подают до уровня выше кровли камеры и поверхности сыпучего материала на величину до 1-2 м. После полного затвердения массива опоры и его усадки при необходимости производят до- полнительную подачу твердеющей смеси в выработки 7 и 8.

В результате в монолитной части возводимой опоры образуют периферийные зоны взаимопроникновения материалов опоры толщиной до 5-7 м подачей сыпучего материала в периферийные секции с превышением образовавшегося откоса над уровнем твердеющей смеси в центральной секции и введением сыпучего материала в твердею- щуго смесь вблизи контура пересечения наклонной поверхности откоса сыпучего материала, создаваемого высотой его навала, равной величине, рассчитанной по формуле (3), с поверхностью твердеющей смеси, сопрягающихся под углом не более 60°.

За счет содержания кускового сыпучего заполнителя эти зоны обладают повышенной жесткостью и прочностью.

Формула изобретения Способ возведения искусственных опор, включающий выемку камеры в горном массиве, разделение ее на периферийные

и центральную секции, одновреме:1 i.;o подачу гидравлической твердеющей смеси к центральную и сыпучего материала п периферийные секции и выпуск сыпучего Mjre- риэла после затвердевания твердеющей смеси, отличающийся тем, то, с целью снижения затрат нз возведение опори за счет уменьшения расхода твердеющей о:е- си и исключения затрат на опалубку при одновременном повышении несущей способности опоры, твердеющую смесь и сыпучий материал подают с одинаковой скоростью перемещения образованных им1 поверхностей вверх по высоте опоры, производят упрочнение тела опоры образованием зон взаимопроникновения заклс- дочных материалов подачей сыпу.его материала в периферийные секции с превышением образовавшегося откос над уосз нем твердеющей смеси в центральной секции и введением сыпучего материалу з твердеющую смесь вблизи контура пересечения наклонной поверхности откоса сыпучего материала, создаваемого высотой его навала, равной

псм (Ь 4Ьо + (Д1 -Нпо sin р - а0)2 х х tg (p.

где b -- длина зоны взаимопроникновения. материалов;

пр - глубина пропитки СЫПЧЧРГС ма. епг. ала по нормали к его поверхности:

$ -угол наклона поверчностк сыпучего материала;

АI - минимальная толщина защитно1. оболочки из сыпучего материала;

bo и ао размеры вершины нзсыпм сыпучего материала соотаетствеино вдопь м поперек зоны, равные размерам поперечного сечения вертикального потока сыпучего материала, с поверхностью твердеющей смеси под углом не Ролее 60П.