Способ возведения льдопородной закладки в горной выработке

Способ возведения льдопородной закладки в горной выработке

Реферат

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для возведения искусственных льдопородных целиков в горных выработках. Способ возведения льдопородной закладки в горной выработке включает сооружение водоупорной перемычки у конца выработки, возведение закладочного массива послойным размещением в выработке охлажденного на дневной поверхности закладочного материала и дозированной подачей воды на поверхность слоя. Новым в способе является то, что в состав закладочного материала вводят разрыхленный искусственный лед (фирн) объемом, соизмеримым с объемом пустот между кусками закладочного материала, промораживание массива осуществляют с поверхности слоя холодным воздухом, движение которого вдоль выработки регулируют с помощью перегородки, расположенной у одного из ботов выработки и длину которой уменьшают по мере возведения закладочного массива, при этом мощность слоя принимают из условия замерзания у его основания воды, просачивающейся в процессе ее подачи на поверхность закладочного слоя. Использование предлагаемого способа позволит снизить продолжительность промораживания искусственных целиков при незначительных материальных, трудовых и энергетических затратах. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для возведения искусственных льдопородных целиков, например, при разработке месторождений полезных ископаемых в условиях многолетней мерзлоты.

Известен способ льдозакладки горной выработки, заключающийся в том, что по оси закладываемой выработки прокладывают воздухопровод с выходом его концов в смежные выработки, возводят льдопородные гидроизоляционные перемычки, а охлажденный воздух подают по воздухопроводу [1].

Недостатками такого способа являются необходимость в большом объеме воды и длительный процесс ее промораживания.

Наиболее близким по технической сущности и взятым нами за прототип является способ возведения льдопородной закладки в горной выработке, включающий сооружение водоупорной перемычки у конца выработки, прокладку по выработке стальных труб для циркуляции по ним холодного воздуха, подаваемого вентилятором, возведение закладочного массива послойным размещением в выработке охлажденного на дневной поверхности закладочного материала, дозированную подачу воды на поверхность слоя [2].

Недостатками указанного способа являются затраты на использование значительного количества металлических труб в закладываемых выработках, содержание вентиляторов и относительно большой расход воды для заполнения пустот между кусками закладочного материала, обуславливающий увеличение продолжительности промерзания закладочного массива.

Предложенный способ включает сооружение водоупорной перемычки у конца выработки, возведение закладочного массива послойным размещением в выработке охлажденного на дневной поверхности закладочного материала и дозированной подачей воды на поверхность слоя.

Предлагаемый способ возведения льдопородной закладки в горной выработке отличается тем, что в состав закладочного материала вводят разрыхленный искусственный лед (фирн), образованный пропусканием распыленной воды через среду охлажденного воздуха и объем которого соизмерим с объемом пустот между кусками закладочного материала, промораживание массива осуществляют с поверхности слоя холодным воздухом, движение которого вдоль выработки регулируют с помощью перегородки, расположенной у одного из бортов выработки и длину которой уменьшают по мере возведения закладочного массива, при этом мощность слоя принимают из условия замерзания у его основания воды, просачивающейся в процессе ее подачи на поверхность закладочного слоя, т.е. в пределах от 0,5 до 1 метра при изменении температуры подаваемого воздуха от -10 до -40^oC.

Приведенный существенный признак, как введение в состав закладочного материала разрыхленного искусственного льда (фирна), образованного пропусканием распыленной воды через среду охлажденного воздуха, обеспечивает заполнение пустот между кусками закладочного материала, несет дополнительный запас холода, уменьшает потребное количество воды для проморозки массива.

Существенный признак, заключающийся в том, что объем искусственного льда (фирна) соизмерим с объемом пустот между кусками закладочного материала, ограничивает излишнее увеличение содержания фирна, которое может повлечь снижение объемного веса и прочностных свойств закладки.

Существенный признак, выраженный в том, что промораживание массива осуществляют с поверхности слоя холодным воздухом, позволяет сократить продолжительность проморозки слоя вследствие того, что охлаждается именно поверхность пропитанного водой слоя, которая имеет более высокую температуру.

Существенный признак - регулирование движения воздуха вдоль выработки с помощью перегородки, исключает необходимость работы для этой цели вентилятора, что ведет к экономии затрат.

Существенный признак - перегородка расположена у одного из бортов выработки, позволяет беспрепятственно производить закладку слоя, например, с помощью скреперного оборудования и улучшает процесс хладоотдачи при расширении воздуха над поверхностью слоя.

Существенный признак - длину перегородки уменьшают по мере возведения закладочного массива, обеспечивает надежное проветривание выработки и позволяет использовать материал перегородки многократно.

Существенный признак, заключающийся в том, что мощность слоя принимают из условия замерзания у его основания воды, просачивающейся в процессе ее подачи на поверхность закладочного слоя, т.е. в пределах от 0,5 до 1 метра при изменении температуры подаваемого воздуха от -10 до -40^oC, повышает эффективность промораживания слоя. Если мощность слоя увеличить, то вода замерзнет, не дойдя до основания слоя, и в нем окажется прослойка не связанного закладочного материала. Уменьшение мощности слоя ведет к снижению эффективности закладочных работ.

Осуществление способа льдопородной закладки горной выработки поясняется чертежами, где на фиг.1 показана горная выработка в плане, а на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.

Условные обозначения, принятые на схемах: 1 - горная выработка; 2 - водоупорная перемычка; 3 - откаточный штрек; 4 - слой закладочного материала; 5 - вентиляционный штрек; 6 - перегородка.

Способ льдопородной закладки горной выработки осуществляют следующим образом. В нижнем конце горной выработке 1, предназначенной для льдопородной закладки, устанавливают водоупорную перемычку 2, исключающую попадание закладки и воды в откаточный штрек 3 и возводимую, например, из бетона. В закладочный материал, состоящий из охлажденной, например, дробленой породы, вводят разрыхленный искусственный лед (фирн), образованный пропусканием распыленной воды через среду охлажденного воздуха и объемом, соизмеримым с объемом пустот между кусками закладочного материала. Полученную смесь закладочного материала доставляют в выработку 1 и размещают слоями 4. Мощность слоя принимается не более полуметра.

Промораживание закладочного слоя осуществляют с его поверхности холодным воздухом, поступающим по вентиляционному штреку 5, для чего вдоль выработки 1 у одного из бортов монтируют перегородку 6, которую укорачивают по мере возведения закладочного массива.

Преимуществами предлагаемого способа возведения льдопородной закладки в горной выработке являются: - увеличение в закладочной смеси запасов холода и уменьшение количества воды для заполнения ею пустот; - незначительная продолжительность возведения льдопородной закладки (искусственного целика); - использование подручных материалов для приготовления закладочной смеси; - экономия материальных, трудовых и энергетических затрат.

Источники информации, принятые во внимание 1. Авторское свидетельство СССР N 756042, кл. E 21 F 15/00, 1980.

2. Необутов Г. П. Технологические схемы интенсификации замораживания льдопородного массива и его упрочнения // Сб. научн. трудов аспирантов ЯНЦ СО РАН. - Якутск, ЯНЦ СО РАН, 1995. - С. 115-117.

Формула изобретения

Способ возведения льдопородной закладки в горной выработке, включающий сооружение водоупорной перемычки у конца выработки, возведение закладочного массива послойным размещением в выработке охлажденного на дневной поверхности закладочного материала и дозированной подачей воды на поверхность слоя, отличающийся тем, что в состав закладочного материала вводят разрыхленный искусственный лед (фирн), образованный пропусканием распыленной воды через среду охлажденного воздуха и объем которого соизмерим с объемом пустот между кусками закладочного материала, промораживание массива осуществляют с поверхности слоя холодным воздухом, движение которого вдоль выработки регулируют с помощью перегородки, расположенной у одного из бортов выработки и длину которой уменьшают по мере возведения закладочного массива, при этом мощность слоя принимают из условия замерзания у его основания воды, просачивающейся в процессе ее подачи на поверхность закладочного слоя, т.е. в пределах от 0,5 до 1 м при изменении температуры подаваемого воздуха от (-10) до (-40)^oC.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2