способ закладки выработанного пространства

Формула изобретения

Способ закладки выработанного пространства при подземной разработке крутопадающих мощных рудных тел, включающий выемку горизонтальными слоями снизу вверх наклонных рудных полос, начиная от висячего бока в направлении к лежачему, отбойку руды в выработанное пространство слоя, отгрузку отбитой руды из выработанного пространства, установку на флангах слоя изолирующих перемычек, заполнение выработанного пространства гидравлической закладочной смесью, отличающийся тем, что перед заполнением выработанного пространства гидравлической закладочной смесью осуществляют сооружение бетонной удерживающей стенки у обнаженной поверхности смежной наклонной рудной полосы, а после заполнения выработанного пространства гидравлической закладочной смесью осуществляют инъекцию в верхнюю ее часть твердеющего раствора на глубину 100 - 300 мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для подземной разработки мощных крутопадающих рудных тел с закладкой выработанного пространства.

Известен способ закладки выработанного пространства, включающий заполнение выработанного пространства твердеющей закладочной смесью и производство работ по интенсификации процессов ее твердения в верхней части массива (авторское свидетельство СССР № 1456611, кл. E21F 15/00, 1987).

Недостаток известного способа заключается в том, что на твердеющую закладочную смесь расходуется большое количество дорогостоящего цемента, цена которого имеет устойчивую тенденцию к повышению.

Прототипом изобретения является способ закладки выработанного пространства при отработке мощных рудных тел (до 20-25 м) с выемкой в две стадии. При этом вынимаемые в первую очередь слои со стороны висячего бока закладывают твердеющей закладочной смесью. После выемки и закладки слоев на всю высоту этажа приступают ко второй стадии работ - выемке слоев со стороны лежачего бока. Закладка в этом случае может быть обычной (гидрозакладка) (Скорняков Ю.Г. Системы разработки и комплексы самоходных машин при подземной добыче руд. - М.: Недра, 1978. - с.111).

Существенным недостатком прототипа является заполнение твердеющей закладочной смесью выработанного пространства отработанного очистного слоя на всю его ширину, что вызывает значительный расход дефицитного дорогостоящего цемента на подготовку смеси (до 120 150 кг/м³).

Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение расхода твердеющей закладочной смеси, что уменьшает себестоимость добычи руды.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что способ закладки выработанного пространства при подземной разработке крутопадающих мощных рудных тел, включающий выемку горизонтальными слоями снизу вверх наклонных рудных полос, начиная от висячего бока в направлении к лежачему, отбойку руды в выработанное пространство слоя, отгрузку отбитой руды из выработанного пространства, установку на флангах слоя изолирующих перемычек, заполнение выработанного пространства гидравлической закладочной смесью, отличается тем, что перед заполнением выработанного пространства гидравлической закладочной смесью осуществляют сооружение бетонной удерживающей стенки у обнаженной поверхности смежной наклонной рудной полосы, а после заполнения выработанного пространства гидравлической закладочной смесью осуществляют инъекцию в верхнюю ее часть твердеющего раствора на глубину 100 300 мм.

Бетонную удерживающую стенку возводят у обнаженной рудной поверхности смежной наклонной полосы с помощью переносной щитовой опалубки, щиты которой навешивают и крепят на анкерах длиной, равной ширине бетонной стенки плюс 200 300 мм для закрепления концов в рудном массиве, оставляемых после снятия с них щитов, для усиления прочности бетонной стенки.

Для возведения бетонной удерживающей стенки используют твердеющую закладочную смесь, например, из воды, цемента и песчано-гравийной смеси. Толщина стенки устанавливается в зависимости от угла наклона рудной полосы, принятой ширины слоя, ее прочности и составляет примерно 1/3 1/4 ширины слоя.

Оставшуюся часть выработанного пространства слоя заполняют гидравлической закладочной смесью, например, из воды и песчано-гравийной смеси с предварительной установкой изолирующих перемычек на флангах слоя.

Для движения самоходных машин по поверхности гидравлической закладки слоя верхнюю ее часть упрочняют инъекцией твердеющего (например, цементно-песчаного) раствора на глубину 100 300 мм.

Применение заявленного технического решения при подземной разработке рудных тел с закладкой выработанного пространства позволит снизить себестоимость добычи руды за счет уменьшения расхода твердеющей закладочной смеси на 70 75%.

На фиг.1 представлены конструктивные элементы заявляемого способа закладки выработанного пространства, на фиг.2 показана бетонная удерживающая стенка в процессе ее сооружения.

На фиг.1 и 2 изображены: 1 - бетонные удерживающие стенки; 2 - гидравлическая закладка в выработанных пространствах отработанных горизонтальных слоев; 3 - вмещающие породы висячего бока; 4 - упрочненные верхние части гидравлической закладки толщиной 100 300 мм; 5 - наклонные рудные полосы, отработанные горизонтальными слоями снизу вверх и заполненные комбинированной закладкой; 6 - неотработанные наклонные рудные полосы; 7 - условные границы наклонных рудных полос; 8 - вмещающие породы лежачего бока; 9 - свободное пространство для перемещения самоходных горнодобывающих машин; 10 - часть выработанного пространства отработанного слоя, оставленная для заполнения гидравлической закладочной смесью; 11 - анкеры для устройства опалубки; 12 - опалубка сооружаемой бетонной стенки; 13 - трубопровод для подачи твердеющей закладочной смеси в заопалубочное пространство; 14 - твердеющая закладочная смесь.

Способ закладки выработанного пространства комбинированной закладкой включает три стадии и осуществляется следующим образом.

На первой стадии в выработанном пространстве слоя устраивают щитовую опалубку, для чего через каждые 2 м в обнаженный борт смежной наклонной рудной полосы бурят короткие шпуры глубиной 200 300 мм, в которых с помощью металлических клиньев закрепляют анкеры длиной, равной толщине бетонной удерживающей стенки с учетом длины концов, помещаемых в шпурах. Бурят два ряда шпуров: в верхней части будущей бетонной стенки и в нижней. В шпурах закрепляют концы анкеров, на противоположные концы которых навешивают и крепят щиты опалубки. После полного монтажа опалубки на всю длину выработанного пространства слоя в заопалубочное пространство подают твердеющую закладочную смесь.

На второй стадии на флангах незаполненной части выработанного пространства слоя устанавливают изолирующие перемычки и подают гидравлическую закладочную смесь.

В третью стадию после фильтрации воды из гидравлической закладки в верхнюю ее часть осуществляют инъекцию цементно-песчаного раствора на толщину 100 300 мм, чтобы упрочнить закладку для движения по ее поверхности самоходных машин.

Таким образом, за счет бетонной удерживающей стенки, толщина которой составляет примерно 1/3 1/4 ширины заполняемого выработанного пространства слоя, достигается уменьшение расхода твердеющей закладочной смеси на 70 75%, а следовательно, снижение себестоимости добычи руды.