Способ образования выработки в твердеющей закладке

(51) 21 41/16 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ изобретения достигается путем образования выработки в твердеющей закладке за счет использования в качестве материала каркаса блоков из пенопласта. Сущность изобретения состоит в том, что в способе образования выработки в твердеющей закладке, включающим монтаж в выработанном пространстве каркаса из материала,образующего объемную фигуру, равную по размерам, форме и пространственному положению формируемой выработке, а остальной части выработанного пространства твердеющей закладкой, и удалении оставленного материала путем взрывания взрывчатых веществ,отличающийся тем, что в качестве материала каркаса используют блоки из пенопласта, которые устанавливают в выработанном пространстве с помощью направляющих тросов,которые пропускают через формируемые в пеноблоках отверстия, устанавливают из подходных выработок верхней и нижней подсечек отрабатываемой в дальнейшем смежной камеры по линии проектного контура отрезного штрека смежной камеры, путем взрывания параллельно расположенных в отрезном штреке скважинных зарядов взрывчатых веществ на сформированный в заложенной камере каркас из блоков пенопласта оформляют отрезную щель при отработке смежной камеры.(72) Шапошник Юрий Николаевич Березиков Евгений Петрович Шушкевич Константин Андреевич Шапошник Сергей Николаевич Крупник Леонид Андреевич Морозов Александр Николаевич(73) Республиканское государственное казенное предприятие Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ ВЫРАБОТКИ В ТВЕРДЕЮЩЕЙ ЗАКЛАДКЕ(57) Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано на подземных рудниках при выемке рудных залежей подэтажно-камерными системами разработки со сплошной выемкой руды в восходящем порядке с закладкой выработанного пространства и применением самоходного оборудования. Задача,решаемая изобретением, заключается в снижении трудоемкости и сложности работ по образованию выработки в твердеющей закладке, а также снижению стоимости используемых материалов. Технический результат от использования Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано на подземных рудниках при выемке рудных залежей подэтажно-камерными системами разработки со сплошной выемкой руды в восходящем порядке с закладкой выработанного пространства и применением самоходного оборудования. Известен способ формирования компенсационного пространства, включающий восходящую сплошную выемку подэтажными камерами с закладкой и применением самоходного оборудования, проходку буро-доставочных и буровых выработок, проходку отрезных штреков и отрезных восстающих, формирование на отрезные восстающие отрезных щелей, скважинную отбойку и торцевой выпуск руды, проветривание очистных камер через очистное пространство камер (Орлов В.Г., Шестаков А.Н., Романов Е.А. Выбор эффективных технологических схем сплошной выемки с торцевым выпуском руды для Малеевского рудника // Повышение технического уровня горно-металлургических предприятий Казахстана Сб. научн. тр. Усть-Каменогорск ВНИИцветмет, 2000, с. 90-95, рис. 3). Недостатком этого способа является высокая трудоемкость и высокая стоимость проходки отрезных восстающих,что приводит к существенному повышению себестоимости добычи руды и удельному расходу подготовительнонарезных выработок. Кроме того, при данном способе формирования компенсационного пространства снижается интенсивность подготовительно-нарезных работ в подготавливаемом к очистной выемке блоке и безопасность работ при проходке восстающих выработок. Известен также способ сплошной разработки рудных тел выемкой подэтажными камерами с закладкой, включающий скважинную отбойку и выпуск руды,формирование призабойного компенсационного пространства путем магазинирования отбитой руды у рудного массива и последующего ее выпуска, при этом линию забойной плоскости рудного массива располагают параллельно плоскости, формируемой под углом истечения отбитой замагазинированной руды на расстоянии 3, определяемом по формуле где- минимальный коэффициент разрыхления отбитой руды по условию свободного выпуска (предварительный патент РК 11648,МПК 7 Е 21 С 41/06, 1994). Недостатком данного способа является необходимость магазинирования отбитой руды, что существенно снижает область применения данного способа разработки мощных залежей полезных ископаемых. Кроме того,при закладке выработанного пространства твердеющими смесями закладка проникает во временно оставляемую у 2 рудного массива руду, пропитывая ее на глубину около 1,5 м (в зависимости от гранулометрического состава отбитой руды и реологических свойств закладочных смесей). При выпуске в дальнейшем временно замагазинированной руды закладка ухудшает качество товарной руды, что снижает извлечение металла при обогатительном переделе. Известен наиболее близкий по технической сущности способ образования выработки в твердеющей закладке, заключающийся в монтаже в выработанном пространстве каркаса и оболочки из эластичного материала, образующими объемную фигуру,равную по размерам,форме и пространственному положению формируемой выработке, заполнении оболочки несжимаемым заполнителем, а остальной части выработанного пространства - твердеющей закладкой, и удалении заполнителя после затвердения закладки, при этом во внутреннюю часть пространства, огражденного каркасом и оболочкой, устанавливают, по меньшей мере, одну трубу из синтетического материала,оболочку заполняют пенистым быстрозатвердевающим материалом,который удаляют путем заполнения оставленной внутри оболочки трубы взрывчатым веществом и спрессовывания пенистого быстрозатвердевающего материала взрыванием (авторское свидетельство СССР 759730, МПК 21 15/00, опубл. 30.08.1980 г., Бюл.32, 1980). Недостатком данного способа образования выработки в твердеющей закладке является высокая трудоемкость и сложность работ по возведению каркаса оболочки и заполнения его пенистым быстрозатвердевающим материалом, а также высокая стоимость используемых материалов. Задача, решаемая изобретением, заключается в снижении трудоемкости и сложности работ по образованию выработки в твердеющей закладке, а также снижении стоимости используемых материалов. Технический результат от использования изобретения состоит в удешевлении используемых материалов и достигается за счет использования в качестве материала каркаса блоков из пенопласта,которые устанавливают в выработанном пространстве, а также снижении трудоемкости и сложности способа образования выработки. Сущность изобретения состоит в том, что в способе образования выработки в твердеющей закладке, включающим монтаж в выработанном пространстве каркаса из материала, образующего объемную фигуру, равную по размерам, форме и пространственному положению формируемой выработке, а остальной части выработанного пространства - твердеющей закладкой, и удалении оставленного материала путем взрывания взрывчатых веществ, отличающийся тем, что в качестве материала каркаса используют блоки из пенопласта, которые устанавливают в выработанном пространстве с помощью направляющих тросов,которые пропускают через формируемые в пеноблоках отверстия, устанавливают из подходных выработок верхней и нижней подсечек отрабатываемой в дальнейшем смежной камеры по линии проектного контура отрезного штрека смежной камеры, путем взрывания параллельно расположенных в отрезном штреке скважинных зарядов взрывчатых веществ на сформированный в заложенной камере каркас из блоков пенопласта оформляют отрезную щель при отработке смежной камеры. На фиг. 1 показана схема установки блоков пенопласта в выработанном пространстве отработанной камеры (вертикальная проекция) на фиг. 2 - схема установки блоков пенопласта в выработанном пространстве отработанной камеры этап возведения каркаса из пеноблоков в отработанной камере (разрез фиг. 1 по А-А) на фиг. 3 схема образования компенсационного пространства в смежной с заложенной закладкой камерой (вертикальная проекция) на фиг. 4 - план нижерасположенной подсечки (разрез фиг. 3 по В-В). Условные обозначения на представленных чертежах 1 - выработанное пространство 2 формируемый закладочный массив 3 - рудный массив 4 - нижерасположенный отрезной штрек(погрузочный заезд) 5 - вышерасположенный отрезной штрек (погрузочный заезд) 6 - расстрелы для возведения изолирующей перемычки 7 - блоки пенопласта 8 - подвесные блочки 9 направляющие троса 10 - сформированный закладочный массив 11 - взрывные скважины. Способ формирования компенсационного пространства в закладочном массиве осуществляют следующим образом. В выработанном пространстве 1 отработанной камеры перед началом заполнения пустот камеры закладочным материалом 2 на всю высоту подэтажной камеры со стороны отрабатываемого в дальнейшем рудного массива 3 устанавливают друг на друга блоки пенопласта 7 размерами 211 м (фиг. 1). Установку блоков пенопласта 7 производят из погрузочного заезда смежной камеры 5, расположенного на уровне кровли закладываемой подэтажной камеры. Установку блоков пенопласта осуществляют по направляющим тросам 9 с помощью подвесных блочков 8 сверху вниз и фиксируют на установленных в подходных выработках расстрелах 6, установленных в вышерасположенном отрезном штреке (погрузочном заезде) 5 и нижерасположенном отрезном штреке (погрузочном заезде) 4, которые в дальнейшем возможно использовать для возведения изолирующих перемычек (фиг. 2). После установки блоков пенопласта 7 в выработанном пространстве и возведения изолирующих перемычек в пустоты отработанной камеры подают закладочную смесь 2. После закладки выработанного пространства и затвердения закладки 10 компенсационное пространство со стороны закладочного массива образуют путем бурения и взрывания скважин 11 на блоки пенопласта 7. В результате взрывания скважинных зарядов 11, расположенных в непосредственной близости от сформированного каркаса из блоков пенопласта 7, последние сгорают,образуя компенсационное пространство на контакте закладочного 10 и рудного 3 массивов (фиг. 3). Отрезную щель формируют взрыванием скважин со взрывчатым веществом, пробуренных параллельно друг другу по длине отрезного штрека 4 (фиг. 4). Экономический эффект от практической реализации способа образования компенсационного пространства в закладочном массиве заключается в обеспечении безопасных условий отработки подэтажных камер при подэтажно-камерных системах разработки со сплошной выемкой руды в восходящем порядке с закладкой и применением самоходного оборудования,снижением себестоимости добычи за счет исключения затрат на проходку отрезного восстающего и повышения интенсивности отработки выемочной единицы. Экономический эффект от практической реализации технологии использования пенопласта для образования отрезного восстающего в закладочном массиве рассчитаем в сравнении с обоими способами образования компенсационного пространства на границе с закладочным массивом на подземном руднике АО Казцинк (таблица). Таким образом, приведенные выше расчеты подтверждают экономическую эффективность использования пенопласта для образования отрезного восстающего в закладочном массиве в условиях подземных рудников. Таблица Расчет экономической эффективности использования пенопласта для образования отрезного восстающего в закладочном массиве в условиях Малеевского рудника Расчетные показатели Наименование существующее положение Годовой объем очистной добычи на Малеевском руднике, тыс. т Извлечение на обогатительной фабрике,Ценность 1 т руды, тг Ценность руды при годовом объеме очистной добычи,тыс. тг существующие повышение показатели извлечения на 1 Объем блоков пенопласта,размещенных выработанном пространстве подэтажной камеры, м 3 Затраты на приобретение одного блока пенопласта объемом 2 м 3, тг Затраты на приобретение блоков пенопласта, тг/год Затраты на установку блоков пенопласта в выработанном пространстве за 2 смены (звено из 4 крепильщиков), тг Затраты на установку блоков пенопласта, тг/год Суммарные затраты на установку блоков пенопласта в выработанном про с транстве, тыс. тг/год Затраты на проходку отрезного восстающего, тг Годовые затраты на проходку отрезных восстающих,тыс. тг Экономический эффект от использования пенопласта для образования отрезного восстающего в закладочном массиве в условиях Малеевского рудника, тыс. тг Экономический эффект от использования пенопласта для образования отрезного восстающего в закладочном массиве в условиях Малеевского рудника, долл. США ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ образования выработки в твердеющей закладке, включающий монтаж в выработанном пространстве каркаса из материала, образующего объемную фигуру, равную по размерам, форме и пространственному положению формируемой выработке, а остальной части выработанного пространства - твердеющей закладкой, и удалении оставленного материала путем взрывания взрывчатых веществ, отличающийся тем, что в качестве материала каркаса используют блоки из пенопласта, которые устанавливают в выработанном пространстве с помощью направляющих тросов,которые пропускают через формируемые в пеноблоках отверстия, устанавливают из подходных выработок верхней и нижней подсечек отрабатываемой в дальнейшем смежной камеры по линии проектного контура отрезного штрека смежной камеры, путем взрывания параллельно расположенных в отрезном штреке скважинных зарядов взрывчатых веществ на сформированный в заложенной камере каркас из блоков пенопласта оформляют отрезную щель при отработке смежной камеры.