Способ формирования закладочного массива при слоевой нисходящей выемке руды Советский патент 1992 года по МПК E21F15/00 

щих породах и на поверхности образуются опасные деформации для охраняемых объектов.

Кроме того, в отом способе не предусмотрено снижение расхода закладочных смесей,

Известен способ отработки залежи со сплошной слоевой выемкой сверху вниз(ни- сходящий порядок отработки).

Недостатком указанного способа также является неравномерное распределение горного давления на закладочный массив за счет плотного подбучивания кровли всех отрабатываемых заходок, в результате чего происходит неуправляемое сдвижение налегающих пород Неуправляемое сдвижение может привести к нежелательным последствиям: разрушению поверхности зданий и сооружений, коммуникаций, прорыву грунтовых вод и т.п.

Кроме того, данный способ предполагает излишний расход дорогостоящих закладочных смесей.

Целью изобретения явля ется управления сдвижением налегающих пород и снижение расхода закладочных смесей.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе формирования закладочного массива при слоевой нисходящей выемке полезного ископаемого, включающем образованием несущего слоя из твердеющей закладки в нижней части соосно расположенных очистных заходок и последующее их укрепление, которые согласно изобретению при отработке слоев заходка- ми первой и второй очередей в смежных слоях располагают в шахматном порядке, заходки первой очереди дозакладывают закладочной смесью, а в кровле з эходок второй очереди перед образованием несущего слоя укрепляют столбчатые опоры высотой, равной разности между высотой заходки и толщиной несущего слоя

Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом показывает, что в прототипе закладочный массив представляет собой сплошную однородную по свойству сжимаемости твердеющую среду, в связи с чем отсутствует возможность управления сдвижением налегающих пород,

В предлагаемом техническом решении закладочный массив представляет собой твердеющую среду, сжимаемость которой изменяется от воздействующего на него горного давления - чем больше величина горного давления, тем меньше сжимаемость искусственного массива. Это объясняется тем, что в середине пролета создается более упрочненный искусственный твердеющий массив, а к периферии рудного тела - массив с заниженными прочностными показателями. Это достигается за счет различной прочности опор, их количества и величины поперечного сечения.

Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию новизна

Признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, не выявлены в дру0 гих технических решениях, следовательно, обеспечивают предлагаемому решению соответствие критерию существенные различия.

Сущность предлагаемого технического

5 решения заключается в том, что при отработке слоев заходками первой и второй очередей, указанные заходки в смежных слоях располагают в шахматном порядке, заходки первой очереди дозакладывают закладоч0 ной смесью, а в кровле заходок второй очереди перед образованием несущего слоя укрепляют столбчатые опоры, Максимальная высота опор равна разности между высотой заходки и толщиной несущего слоя.

5 По мере подачи закладки ее уровень поднимается и достигает нижней кромки опор, после чего, с учетом последующей усадки искусственного массива подачу смеси прекращают.

0 Сжимаемостью закладочного массива управляют путем изменения прочности столбчатых опор, их поперечного сечения и изменения шага сетки столбчатых опор и т.д.

5 Образованный по предлагаемому способу закладочный массив взаимодействует с налегающими породами следующим образом. Известно, что максимальные нагрузки испытывает центральная часть закладочно0 го массива. С целью создания максимальной реакции отпора этим максимальным нагрузкам в центральной части массива локально формируют выработки с опорами с высокими прочностными свойствами. С уве5 личением пролета отработки на центральную часть искусственного массива будет воздействовать все большее напряжение, в связи с чем столбчатые опоры в центральной части закладочного массива будет вдав0 лизаться в нижележащий закладочный массив, частично уходя от нагрузки.

По мере приближения к границе рудного массива, давление со стороны налегающих пород снижается. Здесь в заходках

5 укрепляют столбчатые опоры с пониженными прочностными свойствами, исходя из условия постоянства деформации искусственного массива (смещения кровли). Другими словами, создав повышенную жесткость искусственного массива в его

центральной части и повышенную сжимаемость в периферийной части путем изменения прочности, поперечного сечения или изменения шага столбчатых опор, создают и такую сжимаемость искусственному массиву в целом, при которой прогиб кровли в основной (центральной части) отсутствует.

Т.о. обеспечивается возможность управления сдвижением налегающих пород.

Кроме того, наличие пустоты в зоне размещения столбчатых опор создает существенную экономию дорогостоящих закладочных смесей.

На фиг. 1 показан общий вид разрабатываемой залежи; на фиг. 2 - поперечный разрез закладочного массива; на фиг 3 и фиг. 4 - графики распределения давления Р и усадки А кровли по длине пролета На фиг. 5 - устройство в процессе осуществления способа.

Способ осуществляется следующим образом: залежь разрабатывается слоевой нисходящей выемкой, при которой слои отрабатываются заходками первой и второй очередей (фиг. 1 и фиг. 2). В верхнем слое заходки первой очереди отрабатываются в обычном порядке с полной закладкой захо- док.

Перед заполнением заходок второй очереди в кровле укрепляют столбчатые опоры 1 с помощью расклинивающих приспособлений 2 (фиг. 2 и фиг. 5). Длина этих столбчатых опор п0п равна разности между высотой заходки Н и толщиной несущего слоя Ьн (фиг 2). Под несущим слоем понимают первый слой в закладываемой выработке Ьн, толщина которого обеспечивает устойчивость искусственной кровли.

При отработке слоев заходками первой и второй очередей, указанные заходки в

и

и

смежных слоях располагают в шахматном порядке. С целью управления сжимаемостью закладочного массива в центральной части массива локально формируют выра5 ботки с опорами с высокими прочнос тными свойствами. С удалением от центра пролета формируют выработки со столбчатыми опорами с пониженными прочностными свойствами, исходя из условия постоянства

10 деформации искусственного массива.

Для установки железобетонных опор применяют специальное механизированное устройство 3 (фиг. 4), которое представляет собой платформу 5 с установленными

15 на ней обоймами 4, оборудованными домкратами 6 Каждая опора снабжена штырем с расклинивающим приспособлением 2. Этот штырь с приспособлением вводится в

20 заранее пробуренные шпуры

Формула изобретения Способ формирования закладочного массива при слоевой нисходящей выемке 25 руды, включающий образование несущего слоя из твердеющей закладки в нижней части соосно расположенных очистных заходок и послед мощее их укрепление, отличающийся тем, что, с целью управления

30 сдвижением налегающих пород путем регулирования сжимаемостью закладочного массива и снижения расхода закладочных смесей при отработке слоев заходками первой и второй очередью, указанные заходки 35 в смежных слоях располагают в шахматном порядке, заходки первой очереди дозакла- дывают закладочной смесью, а в кровле заходок второй очереди перед образованием несущего слоя укрепляют столбчатые опоры

40 высотой, равной разности между высотой заходки и толщиной несущего слоя.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при нисходящей слоевой выемке руды с твердеющей закладкой. Цель - управление сдвижением налегающих пород путем регулирования сжимаемостью закладочного массива и снижение расхода Изобретение относится к подземной разработке месторождений с нисходящей слоевой выемкой и предназначено для повышения эффективности и безопасности горных работ. Известен способ закладки при слоевой отработке в нисходящем порядке, заключающийся в возведении однородных по сжимаемости закладочных массивов. закладочных смесей при отработке слоев заходками первой и второй очередей. Отработку рудного тела осуществляют известными приемами. При этом заходки первой и второй очереди в смежных слоях располагают в шахматном порядке, т.е. заходки первой очереди нижележащего слоя располагают под заходки второй очереди вышележащего слоя, а заходки второй очередь нижележащего слоя - под заходки второй очереди вышележащего слоя. Отработанные заходки первой очереди полностью закладывают твердеющей закладоч- ной смесью. Перед закладкой заходки второй очереди в их кровле укрепляют столбчатые опоры (СО) 1 с помощью расклинивающих стержней 2, устанавливаемых в заранее пробуренных коротких шпурах. Длину СО 1 принимают равной разности между высотой заходки Н и толщиной несущего слоя закладки hH, обеспечивающей устойчивость искусственной кровли. После установки СО 1 производят укладку несущего слоя закладки. Управление сжимаемостью закладочного массива производят путем изменения жесткости СО 1 или их количества в заходке. 4 ил. Недостатком этого способа является неравномерное распределение давления на закладочный массив, которое зависит от пролета выработанного пространства. Наибольшую нагрузку испытывает центральная часть закладочного массива, а, учитывая однородность массива, приходим к выводу, что в центральной части будет наблюдаться максимальный прогиб кровли за счет сжатия закладки. По этой причине в налегаюсл С 2 XI VJ а о

Риг./

,

мпв

Фиг I

Фиг.З

,

Фиг. 4

,