Способ упрочнения наружных стенок искусственного массива

(51) 21 11/00 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ материала. Технический результат от использования изобретения достигается за счет механизированной подачи армирующего материала создания безопасных условий горных работ при упрочнении наружных стенок искусственного массива, а также в снижении трудозатрат на установку армирующего материала. Сущность изобретения состоит в том, что в способе упрочнения наружных стенок искусственного массива, включающим размещение армирующего материала в твердеющем закладочном массиве на границе с подлежащим отработке массивом полезного ископаемого, отличающийся тем, что на границе с подлежащим отработке массивом полезного ископаемого бурят закладочную скважину, по которой в пустоты отработанной камеры подают основной объем закладочной смеси,при этом армирующий материал подают в камеру одновременно с закладочной смесью по этой же скважине и распределение армирующего материала в закладке осуществляют регулированием режима подачи закладочной смеси.(72) Шапошник Юрий Николаевич Шапошник Сергей Николаевич Шушкевич Константин Андреевич Крупник Леонид Андреевич Мерзляков Сергей Сергеевич Морозов Александр Николаевич(73) Республиканское государственное казенное предприятияе Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ НАРУЖНЫХ СТЕНОК ИСКУССТВЕННОГО МАССИВА(57) Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых камерными системами с твердеющей закладкой выработанного пространства. Задача,решаемая изобретением, заключается в обеспечении безопасных условий горных работ при упрочнении наружных стенок искусственного массива и снижении трудозатрат на установку армирующего 23540 Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых камерными системами с твердеющей закладкой выработанного пространства. Известен способ ослабления контакта между рудным телом и закладочным массивом путем нанесения покрытия на руду перед закладкой (А.с. СССР 375379, кл. Е 21 С 41/06, 1969). Недостатком данного способа является высокая стоимость работ, ограниченная область применения из-за необходимости присутствия людей в очистном пространстве, в результате чего не обеспечивается безопасность горных работ. Известен также способ ослабления контакта между рудным телом и твердеющим закладочным массивом при отработке рудных залежей с твердеющей закладкой, заключающийся в создании до взрывоотбойки руды щели между рудным телом и закладочным массивом путем опускания в камеру до закладки эластичной оболочки (патент ФРГ 2012269, кл. 515/08, 1974). Недостатком данного способа является сложность технологии и дополнительные затраты на эластичные оболочки. Кроме того, установка эластичной оболочки в камере сопровождается необходимостью присутствия людей в очистном пространстве,что повышает вероятность травматизма и не соответствует безопасным условиям труда. Установка эластичной оболочки в камере приводит к снижению интенсивности горных работ. Известен наиболее близкий по технической сущности способ упрочнения наружных стенок искусственного массива, включающий размещение армирующего материала в твердеющем закладочном массиве на границе с подлежащим отработке массивом полезного ископаемого, при этом армирующий материал выполнен в виде цепей,предварительно обработанных машинным маслом и размещенных до подачи закладки с провисанием параллельно наклонной высоте камеры на расстоянии не более 0,7-1,0 м друг от друга по поверхности рудного массива, длину цепей устанавливают превышающей наклонную высоту камеры в месте их установки в 1,05-1,1 раза (А.с. СССР 1155784, 21 15/00, Бюл.18, 1985 г.). Недостатком данного способа упрочнения наружных стенок искусственного массива является низкая безопасность горных работ в связи с необходимостью присутствия людей в очистном пространстве при установке в камере армирующего материала, а также высокие трудозатраты на установку армирующего материала. Задача, решаемая изобретением, заключается в обеспечении безопасных условий горных работ при упрочнении наружных стенок искусственного массива и снижении трудозатрат на установку армирующего материала. Технический результат от использования изобретения достигается за счет механизированной подачи армирующего материала и создания безопасных условий горных работ при упрочнении 2 наружных стенок искусственного массива, а также в снижении трудозатрат на установку армирующего материала. Сущность изобретения состоит в том, что в способе упрочнения наружных стенок искусственного массива, включающим размещение армирующего материала в твердеющем закладочном массиве на границе с подлежащим отработке массивом полезного ископаемого,отличающийся тем, что на границе с подлежащим отработке массивом полезного ископаемого бурят закладочную скважину, по которой в пустоты отработанной камеры подают основной объем закладочной смеси, при этом армирующий материал подают в камеру одновременно с закладочной смесью по этой же скважине и распределение армирующего материала в закладке осуществляют регулированием режима подачи закладочной смеси. На фиг. 1 показана схема возведения закладочного массива с армированием слоя закладки, граничащим с полезным ископаемым,вертикальная проекция на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Способ упрочнения наружных стенок искусственного массива на представленных чертежах содержит следующие условные обозначения 1 - рудный массив 2 - закладочный массив 3 - пустоты отработанной камеры 4 закладочный горизонт 5 - горизонтальный став бетоновода 6 - основная закладочная скважина 7 дополнительная закладочная скважина 8 - вода 9- направление дренирования воды 10 - емкость для дозированной подачи армировочного материала 11- упрочненный армированный закладочный массив 12 - доставочный штрек 13 - вентиляционный штрек 14 - буро-доставочный орт 15 - погрузочный заезд 16 - изолирующая перемычка. Способ упрочнения наружных стенок искусственного массива осуществляют следующим образом. Для выемки запасов руд в выемочной камере проходят подготовительные и нарезные выработки доставочный 12 и вентиляционный штреки 13, буро-доставочный орт 14 погрузочные заезды 15. После выемки запасов руд в очистной камере в подходных выработках возводят изолирующие перемычки 16. Закладочная смесь с поверхностного бетоно-закладочного комплекса подается по вертикальному ставу бетоновода,транспортируется по горизонтальному ставу бетоновода 5, проложенного в закладочном штреке 4, расположенного на уровне закладочного горизонта. Закладочную смесь из горизонтального става бетоновода 5 подают в закладочную скважину 6, пробуренную на границе со смежным рудным массивом 1. Контроль за уровнем закладки, отвод воздуха, а в дальнейшем и дозакладка пустот отработанной камеры 3, осуществляются по дополнительной закладочной скважине 7,пробуренной с вышележащего закладочного горизонта в верхнюю часть пустот камеры. При подаче закладочной смеси в пустоты отработанной камеры со стороны рудного массива 1 смесь в камере растекается под углом 4-6. За счет придания растекающейся поверхности смеси угла 4-6 вода 8 23540 стекает, скапливается и дренирует со стороны ранее сформированного закладочного массива 2 и вмещающих пород. Направление дренажа воды 8 показано стрелкой поз. 9. За счет отвода воды 8 более прочный и армированный закладочный массив 11 с менее слоистой структурой формируется со стороны полезного ископаемого 1. Недозаложенные пустоты отработанной камеры 3 в последующем заполняют закладкой через дополнительную скважину 7, расположенную в верхней части пустот камеры. В месте ввода горизонтального става бетоновода 5 в закладочную скважину 6 устанавливают емкость 10 с податчиком и дозатором. Емкость 10 заполняют материалом,предварительно подготовленным для армирования(упрочнения) закладочного массива. В качестве материала возможно использовать предварительно нарезанную проволоку от изношенных тросов и т.п. При транспортировании закладочной смеси по горизонтальному ставу бетоновода и далее по закладочной скважине в пустоты отработанных камер в закладочную скважину одновременно с подачей закладочной смеси из емкости дозировано подают материал для армирования закладки. За счет собственного веса отрезки нарезанной проволоки распределяются в закладочном массиве недалеко от места подачи смеси в пустоты камеры, т.е. в наружном слое закладочного массива на стенках камер, который в будущем при отработке соседних камер образует обнаженную поверхность. Распределение армирующего материала в закладке осуществляют регулированием режима подачи закладочной смеси. При повышенном напоре закладочной смеси в ставе бетоновода армирующий материал будет распределяться в пустотах отработанной камеры по большей площади, при пониженном напоре - в районе пробуренной на границе с рудным массивом закладочной скважины. Таким образом, со стороны полезного ископаемого формируется упрочненный армированный слой закладки, более устойчивый к вертикальным обнажениям, в том числе при ведении взрывных работ. Затраты на изготовление нарезанных отрезков изношенных тросов частично окупаются сокращением затрат на утилизацию отходов производства. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ упрочнения наружных стенок искусственного массива, включающий размещение армирующего материала в твердеющем закладочном массиве на границе с подлежащим отработке массивом полезного ископаемого,отличающийся тем, что на границе с подлежащим отработке массивом полезного ископаемого бурят закладочную скважину по которой в пустоты отработанной камеры подают основной объем закладочной смеси, при этом армирующий материал подают в камеру одновременно с закладочной смесью по этой же скважине и распределение армирующего материала в закладке осуществляют регулированием режима подачи закладочной смеси.