способ закладки выработанного пространства

Классы МПК:	E21F15/06 механическая закладка
Автор(ы):	Мозер С.П. (RU), Толстунов С.А. (RU)
Патентообладатель(и):	Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) (RU)
Приоритеты:	подача заявки: 2002-12-06 публикация патента: 27.05.2004

Изобретение относится к горно-добывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке тонких и средней мощности месторождений с закладкой выработанного пространства. Способ закладки выработанного пространства включает механическую самотечную доставку материала по скважинам, создание закладочного массива путем периодической подачи закладочного материала и уплотнения его. Закладочный массив возводят под давлением закладочного материала в скважине. Вначале опускают в закладываемое пространство эластичную замкнутую оболочку на тросе со шлангом, после чего производят подачу закладочного материала до полного заполнения скважины и перемещают его в закладываемом пространстве, нагнетая воздух в оболочку до рабочего давления воздуха, после чего давление воздуха в оболочке сбрасывают. Циклы по подаче закладочного материала, нагнетанию в оболочку воздуха и сбрасыванию давления воздуха повторяют до полного заполнения закладываемого пространства. Приведены ограничения для максимального радиуса закладочного массива и диаметра скважины. Эластичную замкнутую оболочку могут выполнять из резинокорда. Изобретение позволяет повысить безопасность проведения закладочных работ, повысить полноту заполнения выработанного пространства закладочным материалом вследствие уплотнения закладочного массива с помощью эластичной замкнутой оболочки, снизить трудоемкость проведения закладочных работ. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Рисунок 1

Формула изобретения

1. Способ закладки выработанного пространства, включающий механическую самотечную доставку материала по скважинам, создание закладочного массива путем периодической подачи закладочного материала, уплотнения его, отличающийся тем, что закладочный массив возводят под давлением закладочного материала в скважине, причем вначале опускают в закладываемое пространство эластичную замкнутую оболочку на тросе со шлангом, после чего производят подачу закладочного материала до полного заполнения скважины и перемещают его в закладываемом пространстве, нагнетая воздух в оболочку до рабочего давления воздуха, после чего давление воздуха в оболочке сбрасывают, при этом циклы по подаче закладочного материала, нагнетанию в оболочку воздуха и сбрасыванию давления воздуха повторяют до полного заполнения закладываемого пространства.

2. Способ закладки по п.1, отличающийся тем, что максимальный радиус закладочного массива L выбирают <0,7h, где h_cт- высота столба закладочного материала в скважине.

3. Способ закладки по п.1, отличающийся тем, что диаметр скважины d выбирают способ закладки выработанного пространства, патент № 2229607

где h_В - высота закладываемого пространства.

4. Способ закладки по п.1, отличающийся тем, что эластичную замкнутую оболочку выполняют из резинокорда.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горно-добывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений с закладкой выработанного пространства.

Известна установка для закладки выработанного пространства. На раме установки закреплено посредством привода с вращательным валом метательное устройство с лопастями и диском. Последний закреплен на валу перпендикулярно его оси. Лопасти размещены на диске перпендикулярно его плоскости. Нижний конец вала с закрепленным на нем метательным устройством размещают в подкровельном пространстве камеры и на ее почву подают твердеющую смесь, формируя подстилающий слой. Через загрузочный трубопровод на метательное устройство подают породу и разбрасывают по камере в пределах дальности ее отлета. Недостатком данного устройства является то, что дальность отлета кусков закладки незначительна, закладочный материал укладывается в виде конуса у скважины и при достаточной высоте конуса закупоривает выход из скважины. Площадь контактирования закладочного массива с кровлей камеры мала, поэтому несущая способность закладки незначительна (A.C. 1618895, E 21 F 15/06, 07.01.1991, бюлл. №1).

Известен способ закладки выработанного пространства при щитовой системе разработки месторождений полезных ископаемых и устройство для его осуществления, принятый за прототип. Закладочный массив возводят, периодически подавая за щитовое перекрытие после его посадки на шаг возведения закладочной полосы дробленой породы. После уплотнения породы в нее инъектируют твердеющий материал, формируя ограждение массива и породных спусков, которые заполняют дробленой породой после опускания щитового агрегата к откаточному горизонту. Для этого к щитовому перекрытию прикреплены щиты шарнирно с возможностью соприкосновения свободных сторон, а к верхним частям щитов - силовые элементы. Другие концы силовых элементов присоединены шарнирно к щитовому перекрытию. Форсунки для инъектирования твердеющего материала размещены на щитах на стороне, противоположной креплению силовых элементов и на щитовом перекрытии между указанными сторонами щитов. Недостатком данного способа является низкий уровень безопасности при проведении закладочных работ и высокая трудоемкость проведения закладочных работ (A.C. 1763678, Е 21 15/00, 23.09.1992, бюлл. №35).

Техническим результатом способа является повышение безопасности при проведении закладочных работ и снижение трудоемкости их проведения.

Технический результат достигается тем, что в способе закладки выработанного пространства, включающем механическую самотечную доставку материала по скважинам, создание закладочного массива путем периодической подачи закладочного материала, уплотнения его, согласно изобретению закладочный массив возводят под давлением закладочного материала в скважине, причем вначале опускают в закладываемое пространство эластичную замкнутую оболочку на тросе со шлангом, после чего производят подачу закладочного материала до полного заполнения скважины и перемещают его в закладываемом пространстве, нагнетая воздух в оболочку до рабочего давления воздуха, после чего давление воздуха в оболочке сбрасывают, при этом циклы по подаче закладочного материала, нагнетанию в оболочку воздуха и сбрасыванию давления воздуха повторяют до полного заполнения закладываемого пространства.

Изобретение характеризуется также тем, что максимальный радиус закладочного массива L выбирают <0,7h, где h_ст - высота столба закладочного материала в скважине.

Изобретение характеризуется также тем, что диаметр скважины d выбирают <h/5, где h_в - высота закладываемого пространства.

Изобретение характеризуется также тем, что эластичную замкнутую оболочку выполняют из резинокорда.

Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет повысить уровень безопасности при проведении закладочных работ и снизить трудоемкость их проведения.

Способ закладки выработанного пространства поясняется схемой, где 1 - устройство для проведения спускоподъемных операций, 2 - конвейерная выработка, 3 - компрессор, 4 - шланг (для подвода сжатого воздуха), 5 - трос, 6 - закладочный материал, 7 - эластичная замкнутая оболочка (например резинокорд), 8 - закладочный массив, 9 - закладываемое пространство, 10 - скважина, 11 - приемный бункер, 12 - колосниковый грохот (для улавливания негабарита), 13 - конвейер.

Способ закладки выработанного пространства осуществляется следующим образом: с поверхности или из конвейерной выработки 2 вышележащего горизонта в выработанное пространство проходят по массиву горных пород скважину 10, причем максимальный радиус закладочного массива L выбирают <0,7h, где h_ст - высота столба закладочного материала в скважине, а диаметр скважины d выбирают <h/5, где h_в - высота закладываемого пространства (ограничения вызваны особенностями механики сыпучей среды и необходимостью создания направленного действия сил для эффективного использования эластичной замкнутой оболочки 7). Над скважиной монтируют устройство 1 для проведения спускоподъемных операций, закрепляют на трос 5 шланг 4 для подвода сжатого воздуха и эластичную замкнутую оболочку 7, опускают трос 5 до почвы закладываемого пространства 9, затем в верхней части над скважиной 10 устанавливается приемный бункер 11 с колосниковым грохотом 12 (для улавливания негабарита).

Закладочный материал подают по конвейеру 13 на колосниковый грохот 12 (для улавливания негабарита) и через приемный бункер 11 сбрасывают в скважину 10. Негабаритный материал отбрасывается колосниковым грохотом 12 (для улавливания негабарита), а кондиционный закладочный материал 6 попадает в закладываемое пространство 9. После полного заполнения скважины 10 закладочным материалом 6 производят нагнетание воздуха с помощью компрессора 3 по шлангу 4 для подвода сжатого воздуха в эластичную замкнутую оболочку 7 до рабочего давления воздуха, происходит увеличение объема эластичной замкнутой оболочки 7 и выдавливание закладочного материала 6 в закладываемое пространство 9. После этого давление воздуха в эластичной замкнутой оболочке сбрасывают, при этом циклы по подаче закладочного материала, нагнетанию в оболочку воздуха и сбрасыванию давления воздуха повторяют до полного заполнения закладываемого пространства 9 закладочным материалом 6. В итоге формируется закладочный массив 8. После заполнения закладываемого пространства 9 давление сбрасывают и эластичная замкнутая оболочка 7 извлекается с помощью троса 5. Затем подача закладочного материала 6 возобновляется до полного заполнения скважины 10. При применении в качестве эластичной замкнутой оболочки 7 резинокорда с рабочим давлением воздуха давлением 10 МПа, высоте столба закладочного материала в скважине h_ст=40 м, высоте закладываемого пространства h_в=3 м, диаметре скважины d=0,6 м максимальный размер закладываемого массива L=28 м.

Применение данного способа закладки выработанного пространства при подземной разработке месторождений обеспечивает следующие преимущества:

- позволяет повысить безопасность проведения закладочных работ;

- повышение полноты заполнения выработанного пространства закладочным материалом вследствие уплотнения закладочного массива с помощью эластичной замкнутой оболочки;

- снизить трудоемкость проведения закладочных работ.

Класс E21F15/06 механическая закладка

закладочное устройство - патент 2524918 (10.08.2014)
способ закладки выработанного пространства - патент 2229026 (20.05.2004)

способ засыпки стволов рудников, добывающих водорастворимую руду (варианты) - патент 2211335 (27.08.2003)
способ изготовления блоков опорной крепи - патент 2204722 (20.05.2003)
способ закладки выработанного пространства при отработке кимберлитовой трубки механизированным комплексом в восходящем порядке и устройство для ведения закладочных работ - патент 2164297 (20.03.2001)
способ возведения искусственного целика - патент 2160366 (10.12.2000)
устройство для транспортировки и закладки породы в выработанное пространство - патент 2097570 (27.11.1997)
подземная закладочная установка - патент 2070968 (27.12.1996)
закладочное устройство - патент 2067183 (27.09.1996)
подземный закладочный комплекс - патент 2064047 (20.07.1996)