Способ заполнения выработанного пространства твердеющими смесями Советский патент 1992 года по МПК E21F15/00 

Изобретение относится к подземной разработке месторождений выемкой руды и предназначено для поддержания кровли.

Известен способ формирования закладочных массивов при выемке слоев за одками, включающий подачу закладочной смеси в выработанное пространство с возможным образованием недозаклада в заперемыченной зоне.

Недостатком известного способа является то, что на сопряжении с разрезной вы работкой и далее за перемычкой образуется область недозаклада, в результате чего увеличивается пролет неподдерживаемой потолочины в 2-3 раза от нормы, что в конечном счете может принести к вывалам и обрушению вышележащих пород.

Цель изобретения - поддержание кровли в недозаложенном пространстве.

Поставленная цель достигается тем, что перед началом заполнения выработанного пространства в кровле вертикально закрепляют опоры, причем длина (Нп) каждой последующей, считая от перемычки, опоры определяется по формуле

Нп Нп-1 - I tg а

где Нп-1 -длина ближней конструкции;

I - расстояние между рядами;

а-угол наклона кровли выработанного пространства,

а расстояние между рядами и опорами в ряду устанавливают из расчета тождественности нагрузок, воспринимаемых опорой и столбом нижележащего затвердевшего закладочного массива, имеющим поперечное сечение 1, Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в первую очередь определяют длину ближайшей к перемычке опоры. При этом исходят из величины объема недозаложенного пространства, который зависит от угла наклона потолочины, от объема закладочной смеси, оставшейся в трубопроводе после остановки смесителя L , где D - диаметр трубопровода; L - его длина). Обычно для каждого случая эти параметры легко определимы. Затем с учетом недозаложенного объема и угла наклона потолочины определяют высоту всех последующих от первой опор по врей длине недозаклада, после чего укрепляют их с помощью ершей в кровле предполагаемой части недозаклада. ,По мере подачи закладки ее уровень поднимается и достигает нижней кромки опор, что может фиксироваться датчиком. По сигналу датчика подачу смеси в бетоновод прекращают, а бетоновод продувают воздухом до полного опорожнения для исключения аварийной ситуации. Объема смеси, вышедшей из бетоновода, достаточно для утопления пяты опор с учетом общей усадки массива и создания монолита под опорой. После затвердевания заложенного твердеющего массива, последний взаимодействует через опоры с искусственной или породной потолочиной, благодаря чему достигается равномерность распределения нагрузки в разрабатываемом горном массиве, а в сопряжениях выработок пролеты принимают нормативные значения. Это обеспечивает безопасное ведение очистных работ. На фиг.1 изображен ripouecc заполнения отработанной заходки с псддэржанием кровли в недозаложенном пространстве столбчатыми опорами; на фиг,2 - расположение опор в затвердевшем массиве; на фиг.З - схема расчета длину опоры; на фиг.4 - один из стандартных вариантов конструкции опоры с устройство для закрепления опоры в кровле. Способ осуществляют следующим образом. По мере отработки заходки 1 заблаговременно определяют объем предполагаемого недозакладываемого пространства 2 в купольной части заперемыченной.зоны. Определяют угол наклона а потолочины 3 в зоне предполагаемого недозаклада. Ширина заходки Ь, длина L и диаметр D трубопровода известны. Объем смеси V, оставшийся в трубопроводе, легко подсчитывается. Полость недозаклада имеет форму, близкую к треугольной, призмы, объем которой зависит от угла наклона кровли а закладываемого пространства. Высоту первой опоры определяют через объем недозакладываемого пространства VH и схемы расчета (фиг.З) VH HI (I п)- b где п - количество рядов; b - ширина заходки; I - расстояние между опорами (рядами). С учетом того что (I п ) HI tg п:, получим HI 1.41 Далее определяют длину опоры Н2. Из схемы расчета (фиг.З) видно, что уменьшение длины второй опоры Н2 относительно первой опоры HI равно АН 1 tg а, откуда На Hi - 1 tg а. Длина третьей опоры равна Нз Нг - tg а. В общем виде длина любой опоры Нп может быть найдена по формуле Hn Hn-i-l tga После отработки запасов руды из заходки, при выводе буровой установки из заходки, в кровле, в зоне предполагаемого недозаклада делают подбурки 4 для подвешивания опор 5 (фиг.1, 2 и 4). По расчетным данным заблаговременно изготавливаются опоры 5 с центральным стержнем 6, выполненным удлиненным и снабженным запорным устройством 7, которое состоит из наконечника 8 и распорного лепестка 9. Наконечник 8 надевается, на стержень 6, после чего оснащенный стержень вводится,в патрубок 4 и досылается до упора в кровлю верхней плоскости 10 опоры 5, Опора удерживается под кровлей за счет сил трения между поверхностью наконечника 8 и стенкой подбурка 4, образованных за счет распора лепестка 9 в диаметрально противоположную стенку подбурка 4. После подвешивания всех опор 5 к кровле 3 возводят перемычку 11 и подают закладочную смесь 12. По мере подачи закладки ее уровень поднимается и достигает пяты 13 опоры 5, после чего подачу смеси прекращают. После затвердения массива опоры воспринимают нагрузку потолочины и пролеты на сопряжениях принимают нормативные значения. При этом исключается закупорка бетоновода и экономится дорогостоящее вяжущее вещество.

Пример. Способ осуществлен в условиях отработки рудника горно-обогатительного комбината.

Средний объем недозаклада VH 25 м , ширина заходки b 3,5 м, угол наклона а 7°, прочность железобетонной опоры 40 МПа, поперечное сечение пяты S - 0,15 м, нормативная прочность закладки а 6,0 МПа, сетка установки опор 1,21 х t,21 м.

Подставив приведенные данные в формулы (1) и (2), найдем:

Н1 1,2м;Н2 1,Ом;Нз 0,8м;Н4 0,6 м; Н5 0,4 м.

Изготовление свай может быть организовано на закладочном комплексе рудника.

Применение предлагаемого способа заполнения выработанного пространства позволяет ликвидировать область недозаклада при системе разработки с нисходящими слоями сзакладкой, благодаря нему достигается равномерность распределени я нагрузки в разрабатываемом горном массиве, а в сопряжениях выработок пролеты принимают нормативные значения, нто в

конечном счете предотвращает обрушения кровли.

Формула изобретения Способ заполнения выработанного

пространства твердеющими смесями, включающими установку перемычек в выработанном пространстве, подачу смеси по трубопроводу с формированием закладочного массива, отличающийся тем, что, с целью поддержания наклонной кровли, перед подачей смеси в кровле вертикально рядами закрепляют опоры, причем длину Нп каждой последующей, считая от перемычки, опоры определяют по формуле

Нп Нп-1-1 -tga,

где Нп-1 - длина ближней опоры;

I - расстояние между рядами;

а- угол наклона кровли выработанного пространства,

а расстояние между рядами и опорами в ряду устанавливают из расчета тйждественности нагрузок, воспринимаемых опорой и столбом нижележащего затвердевшего закладочного массива, имеющим поперечное сечение 1.

Изобретение относится к подземной разработке месторождений с нисходящей выемкой руды и закладкой выработанного пространства. Цель изобретения - поддержание наклонной кровли. Для этого в выработанном пространстве устанавливают перемычку и в кровле закрепляют вертикально рядами опоры. Длина каждой последующей опоры, считая от перемычки, определяется в зависимости от длины ближней опоры и расстояния между рядами и угла наклона кровли. За счет взаимодействия опор с закладочным массивом осуществляется поддержка кровли в недозало- женном пространстве. 4 ил.ч^Ё

753

// г

Фив.1