способ закладки и защиты выработанного пространства при подземной разработке месторождений полезных ископаемых

Формула изобретения

Способ закладки и защиты выработанного пространства при подземной разработке месторождений полезных ископаемых, включающий размещение сухого закладочного материала в выработанном пространстве камеры, отличающийся тем, что до подачи сухого закладочного материала в выработанном пространстве размещают емкости с быстротвердеющей полимерной расширяющейся жидкостью и создают полимерно-рудную защитную прослойку в днище камеры путем взрывания емкостей с быстротвердеющей полимерной расширяющейся жидкостью в отбитой рудной толще зарядами взрывчатых веществ - ВВ, в качестве быстротвердеющей полимерной расширяющейся жидкости используют пенополиуретан, после чего производят подачу сухого закладочного материала в выработанное пространство.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано при ликвидации пустот при подземной разработке рудных тел.

Известен способ защиты подрабатываемых сооружений и природных объектов (см. а.с. № 594339, E 21 F 15/00), заключающийся в приготовлении закладочного материала, проходке скважин и подаче по ним закладочного материала.

Недостатком данного способа является недостаточно качественная изоляция выработанного пространства и низкая безопасность ведения работ.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ закладки выработанного пространства камер при подземной разработке месторождений полезных ископаемых (см. Закладочное хозяйство шахт и рудников. - М.: Недра, 1978, с.60-61), включающий размещение сухого закладочного материала в выработанном пространстве камер.

Недостатком данного способа является высокая стоимость закладочных работ, низкая устойчивость днища камер и возможность проникновения закладочного материала в горные выработки, недостаточная прочность закладочного массива.

Единый технический результат - повышение безопасности работ, качество изоляции выработанного пространства и отсутствие возможности проникновения закладочного материала в горные выработки.

Единый технический результат достигается тем, что в способе закладки и защиты выработанного пространства при подземной разработке месторождений полезных ископаемых, включающем размещение сухого закладочного материала в выработанном пространстве камеры, до подачи сухого закладочного материала в выработанном пространстве размещают емкости с быстротвердеющей полимерной расширяющейся жидкостью и создают полимерно-рудную защитную прослойку в днище камеры путем взрывания емкостей с быстротвердеющей полимерной расширяющейся жидкостью в отбитой рудной толще зарядами взрывчатых веществ ВВ, в качестве полимерной быстротвердеющей расширяющейся жидкости используют пенополиуретан, после чего производят подачу сухого закладочного материала в выработанное пространство.

Размещение до подачи закладочного материала в выработанное пространство емкостей с быстротвердеющей полимерной расширяющейся жидкостью и создание полимерно-рудной защитной прослойки в днище камеры путем взрывания емкостей (выполненных, например, из полиэтилена, резины и т.п.) с быстротвердеющей полимерной расширяющейся жидкостью обеспечивает создание надежного заслона проникновения горной массы в горные выработки, а также обеспечивает устойчивое состояние камеры.

Использование в качестве быстротвердеющей полимерной расширяющейся жидкости пенополиуретана (например, марки ППУ-17Н-1 или ППУ-17Н-2) обеспечивает надежность изоляции выработанного пространства и обеспечивает повышение безопасности работ.

Исходные компоненты для получения пенополиуретана:

ППУ-17Н-1 - компонент А - А1-17Н-1 и А2-17Н, компонент Б - полиизоцианат марки Б или марки Д.

ППУ-17Н-2 - компонент А - А1-17Н-2 и А2-17Н, компонент Б - полиизоцианат марки Б или марки Д.

Соотношение исходных компонентов для получения пенополиуретана А:Б равно 1:1,1.

Полимерно-рудная защитная прослойка, рассчитанная из предлагаемого соотношения, препятствует проникновению в процессе закладки и впоследствии закладочного материала в горные выработки.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вертикальный разрез камеры с размещенными емкостями до взрыва; на фиг.2 - вертикальный разрез камеры с защитной полимерно-рудной прослойкой (после взрыва).

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. При подготовке к отработке камеры 1 одновременно с буровыми выработками 2 проходят выработки 3 для подачи закладочного материала в выработанное пространство камеры 1. На доставочном горизонте проходят горные выработки 4 для выпуска и доставки рудной массы, а также выработки 5 для последующей подачи емкостей 6 с быстротвердеющей полимерной расширяющейся жидкостью (пенополиуретаном). Затем осуществляют обуривание камеры 1 глубокими скважинами и отбойку полезного ископаемого зарядами ВВ. После выпуска большей части рудной массы через выработку 5 осуществляют подачу емкостей 6 с быстротвердеющей полимерной расширяющейся жидкостью (пенополиуретаном) в днище камеры 1, которые затем взрывают с помощью микрозарядов ВВ, предварительно помещенных в емкостях 6. Распыленная взрывом в выработанном пространстве камеры 1 быстротвердеющая полимерная расширяющаяся жидкость (пенополиуретан) образует на поверхности оставленной рудной массы 7 совместно с ее верхней частью полимерно-рудную защитную прослойку 8. Через некоторое время осуществляют подачу закладочного материала 9 через закладочные выработки 3 в выработанное пространство камеры 1.

Предлагаемый способ закладки и защиты выработанного пространства при подземной разработке месторождений полезных ископаемых прошел апробацию на Шерегешской шахте (п.Шерегеш Кемеровской обл.).

С закладкой по предлагаемому способу извлечено 1,2 млн т сырой руды, по безопасности работ претензий со стороны органов Госгортехнадзора России не было, проникновение закладочного материала в горные выработки при отработке 3 блоков не наблюдалось. Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа по Шерегешской шахте составил свыше 3,0 млн рублей.