Способ возведения закладочного массива Советский патент 1992 года по МПК E21F15/00 

со

С

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при закладке выработанного пространства шахт и рудников. Целью изобретения является улучшение качества возводимого массива за счет повышения равномерности пропитки инертного наполнителя вяжущим. Способ предусматриваетпневматическую транспортировку порций инертного наполнителя закладочного материала с пробками сжатого воздуха между отдельными порциями, введения в пробки пенообразователя в виде аэрозоли перед вводом раствора вяжущего. На выходе из трубопровода закладочной массы, подаваемой в выработанное пространство, осуществляют ее вакуумиро- вание. 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при закладке выработанного пространства шахт и рудников.

Известен способ пневматической закладки выработанного пространства, включающий добычу пустых пород для закладки, их дробление, грохочение и шихтовку. Затем закладочный материал транспортируют к пневмозакладочной машине и загружают в нее. В машине специальным дозирующим устройством формируют порции закладочного материала, которые, чередуясь со сжатыми воздушными пробками, подают в пневмопровод и далее транспортируют по нему в выработанное пространство на возведение закладочного массива.

Недостатком способа является низкая эффективность связывания между собой частиц закладочного материала из-за отсутствия в нем вяжущего компонента. Это приводит к высокой сыпучести возведенного закладочного массива и как следствие к его неустойчивости при подработке с обнажением, что ограничивает область применения пневмозакладочного материала.

Известен также способ возведения закладочного массива, заключающийся в приготовлении закладочного материала и раствора вяжущего, транспортирование по пневмопроводу закладочного материала в виде порций закладочной массы, чередующихся с пробками сжатого газа, и ввод в концевую часть пневмопровода раствора вяжущего, например цементного молока.

К недостаткам известного способа следует отнести неравномерное распределение в возводимом закладочном массиве

VJ

О СЛ СЛ О СЛ

вяжущего компонента, что значительно снижает прочность закладки. Это явление обус- ловлено тем, что в случае вязкой консистенции вяжущего он плохо проникает в сыпучую среду пневмозакладочного ма- териала. Кроме того, вследствие низкой связности и высокой подвижности происходит истечение и дренаж вяжущего раствора из заложенной в выработанное пространство закладочной массы. В результате рассло- ения и стекания раствора вяжущего по почве пласта ухудшается эффективность связывания закладочного материала, что также приводит к снижению прочности закладочного массива.

Целью изобретения является улучшение качества возводимого массива за счет повышения равномерности пропитки инертного наполнителя вяжущим.

Поставленная цель достигается тем, что в способе возведения закладочного массива, включающем пневматический транспорт предварительно приготовленных порций инертного наполнителя закладочного материала с пробками сжатого воздуха между порциями и последующий ввод в закладочный материал растворов вяжущего и пенообразователя с получением закладочной массы, подаваемой в выработанное пространство, пенообразователь вводят в пробки сжатого воздуха в виде аэрозоли перед вводом раствора вяжущего, а на выходе закладочной массы из трубопровода осуществляют ее вакуумирование.

Нафиг,1 показана принципиальная тех- нологическая схема подготовки и транспортирования в выработанное пространство вспененной закладочной массы; на фиг.2 - узел приготовления и ввода аэрозоли раствора пенообразователя в пневмопровод и вакуумный наконечник.

Технологическая схема способа содержит накопительный бункер 1 с закладочным материалом 2, конвейер 3 подачи закладочного материала 2 в пневмозакладочную ма- шину 4, компрессорную станцию 5, соединенную трубопроводами 6 и 7 сжатого воздуха соответственно с пневмозакладоч- ной машиной 4 и узлом 8 приготовления и ввода в пневмопровод 9 аэрозоли раствора пенообразователя. Для приготовления раствора пенообразователя служит бак 10, соединенный с емкостью 11 хранения пенообразователя. При этом бак 10 посредством трубопровода 12 через насос 13 сооб- щен с коллектором 14, который закреплен на герметичном корпусе 15 и выполнен с форсунками 16, введенными внутрь корпуса 15. Вяжущий материал хранится в бункере 17, сообщенном с помощью цементопровода 18 со шнековым смесителем 19. Раство- ронасос 20 предназначен для подачи готового раствора вяжущего по тоубопооводу 21 в концевую часть 22 пневмопровода 9. Вакуумный наконечник 23 служит для интенсификации вспенивания закладочной массы, подаваемой на возведение пеномассива 24 и укладываемой в выработанном пространстве 25. Шнековый смеситель 19 и бак 10 соединены с магистральным водопроводом 26 через запорные вентили 27 и 28 соответственно. Корпус 15 узла 8 приготовления и ввода аэрозоли содержит входной 29 и выходной 30 транспортные патрубки с фланцами 31 и 32 для соедине- нияс пневмопроводом 9. Внутри корпуса 15 размещен конфузор 33, сообщенный с выходным транспортным патрубком 30 и выполненный с возможностью образования кольцевого зазора 34 между торцом его большего основания и торцом патрубка 29. При этом форсунки 16 ориентированы факелами в зазор 34.

Способ осуществляют следующим образом.

Сыпучий закладочный материал 2 крупностью 5,0-40,0 мм из бункера 1 при помощи ленточного конвейера 3 транспортируют к пневмозакладочной машине 4 и загружают в нее. Сюда же по трубопроводу 6 подают сжатый воздух из компрессорной станции 5. В пневмозакладочной машине 4 посредством специального дозирующего устройства (не показано) формируют порции закладочного материала 2, чередующиеся с пробками сжатого газа, и направляют в пневмопровод 9, по которому они с помощью энергии сжатого газа транспортируются в выработанное пространство 25. Порции закладочного материала 2 и сжатые газовые пробки на пути следования по пнев- мопроводу 9 проходят через узел 8, в котором посредством форсунок 16, сообщенных с коллектором 14, осуществляется образование аэрозоли раствора пенообразователя. Узел 8 выполнен в виде герметичного корпуса 15, который при помощи входного транспортного патрубка 29 и фланца 31 соединен с пневмопроводом 9, а при помощи выходного транспортного патрубка 30 и фланца 32 подключен на вход его концевой части 22. Раствор пенообразователя предварительно готовят в баке 10, в который из магистрального водопровода 26 подают воду, а из емкости 11 пенообразователь. Расход воды регулируют вентилем 28. Готовый раствор пенообразователя нагнетают насосом 13 по трубопроводу 12 в коллектор 14, закрепленный с внешней стороны на корпусе 15. Аэрозоль раствора пенообразователя

образуется при помощи форсунок 16, которые распыляют его внутрь конфузора 33 через кольцевой зазор 34. Для создания избыточного давления аэрозольнесущего газа в корпус 15 по трубопроводу 7 подают сжатый воздух из компрессорной станции 5. При этом расход воздуха регулируют так, чтобы его давление всегда превышало давление газа в сжатых пробках, движущихся по пневмопроводу 9. Это с одной стороны позволяет исключить попадание закладочного материала 2 в полость корпуса 15 при его прохождении через узел 8 и, таким образом избежать засорения последнего, а с другой стороны обеспечить быстрое и полное внедрение образующейся аэрозоли в газовые пробки. Этой же цели служит и кон- фузор 33, обеспечивающий равномерное всасывание аэрозоли раствора пенообразователя в газовый поток, движущийся по пневмопроводу 9.

Кроме того, капли аэрозоля, образуясь в воздушной атмосфере высокого давления, подвергаются интенсивному воздействию газовых молекул, которые активно внедряются через поверхность раздела фаз в жидкую среду капель. При этом капли аэрозоли быстро газируются, насыщаясь растворенным газом. Вяжущий материал, например цемент, из накопительного бункера 17 поступает по цементопроводу 18 в корпус шнекового смесителя 19. Сюда же через вентиль 27 подают воду из магистрального водопровода 26. В шнековом смесителе 19 готовится раствор вяжущего, который рас- творонасосом 20 подают по трубопроводу 21 в концевую часть 22 пневмопровода 9. В момент прохождения сжатой газовой пробки перед входным отверстием трубопровода 21 раствор вяжущего вливается в нее и смешивается с каплями взвешенной в объеме пробки и насыщенной газом аэрозоли раствора пенообразователя. При выходе из пневмопровода 9 сформированный таким образом поток закладочной массы проходит через полость вакуумного наконечника 23, который выполнен с кольцевой камерой 35 разрежения. За счет эффекта эжекции, возникающего при прохождении с большой скоростью закладочной массы через наконечник 23, в камере 35 разрежения резко снижается давление воздуха. При проходе закладочной массы через вакуумную камеру происходит резкое падение давления в потоке закладочной массы, что сопровождается бурным выделением растворенного газа из смеси. При этом вяжущий раствор интенсивно вспенивается изнутри, образуя минерализованную пену, обволакивающую

частицы наполнителя, в качестве которого используется закладочный материал. Газовые пузырьки пены, наполняющие раствор вяжущего вещества, позволяют предотвратить его истечение из закладочной массы и

обеспечивают равномерное распределение раствора по всему объему заложенного выработанного пространства с удержанием его в толще закладочного массива до полного затвердевания. Растворенный в растворе

газ бурно выделяется и активно вспенивает всю закладочную массу изнутри. Вспенива- ние начинается на выходе из пневмопровода 9 и заканчивается в выработанном пространстве 25. Образующийся в результате вспенивания закладочной массы пено- массив 24 равномерно заполняет весь объем выработанного пространства 25 и за счет высокой вязкости пены хорошо удерживает в своей толще вяжущую компоненту

до полного затвердевания.

Формула изобр е т е н и я Способ возведения закладочного массива, предусматривающий пневматический

транспорт предварительно приготовленных порций инертного наполнителя закладочного материала с пробками сжатого воздуха между порциями и последующий ввод в закладочный материал растворов вяжущего и

пенообразователя с получением закладочной массы, подаваемой в выработанное пространство.отличающийся тем,что, с целью улучшения качества возводимого массива за счет повышения равномерности

пропитки инертного наполнителя вяжущим, пенообразователь вводят в пробки сжатого воздуха в виде аэрозоли перед вводом раствора вяжущего, а на выходе закладочной массы из трубопровода осуществляют ее вакуумирование.

Л/

Редактор Ю. Середа

IL Ml. фиг. 2.

Составитель Н. Борщ-Компанеец

Техред М.МоргенталКорректор Т. Палий

/f