Способ закладки выработанного пространства

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке тонких и средней мощности месторождений с закладкой выработанного пространства. Задачей изобретения является повышение безопасности при проведении закладочных работ. Способ закладки выработанного пространства включает механическую самотечную доставку материала по скважинам, заполнение выработанного пространства закладочным материалом за счет использования кинетической энергии движения его кусков при отклонении и повороте струй материала в горизонтальной плоскости и формирование закладочного массива в виде полосы. Первоначальный поворот струи закладочного материала осуществляют в скважине или восстающем на высоте, определяемой из приведенного математического выражения. Затем струю направляют по дугообразному желобу, радиусом r=0,8 h_в, м, где h_в - высота выработанного пространства, и выбрасывают в выработанное пространство под углом к горизонтали α=20-22°, причем заключительный участок пути струя закладочного материала проходит по прямолинейному участку пути длиной L=0,3h_в, м, выполненного касательным к дугообразной части желоба. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке тонких и средней мощности месторождений с закладкой выработанного пространства.

Известна установка для закладки выработанного пространства. На раме установки закреплено посредством привода с вращательным валом метательное устройство с лопастями и диском. Последний закреплен на валу перпендикулярно его оси. Лопасти размещены на диске перпендикулярно его плоскости. Нижний конец вала с закрепленным на нем метательным устройством размещают в подкровельном пространстве камеры и на ее почву подают твердеющую смесь, формируя подстилающий слой. Через загрузочный трубопровод на метательное устройство подают породу и разбрасывают по камере в пределах дальности ее отлета. Недостатком данного устройства является то, что дальность отлета кусков закладки незначительна, закладочный материал укладывается в виде конуса у скважины и при достаточной высоте конуса закупоривает выход из скважины. Площадь контактирования закладочного массива с кровлей камеры мала, поэтому несущая способность закладки незначительна (A.с.1618895, E 21 F 15/06, 07.01.1991, бюл. №1).

Известен способ закладки выработанного пространства, принятый за прототип. Закладочный материал самотеком доставляют по скважинам, размещенными рядами, параллельными линии очистного забоя, и формируют закладочный массив в виде полосы. При доставке закладочного материала его направляют струями навстречу одного другому под углом к горизонту одновременно из двух смежных скважин посредством отклоняющих устройств путем поворота струй закладочного материала в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Наращивают полосу за счет доставки закладочного массива из следующей пары скважин. Каждую последующую пару образуют из скважины предыдущей пары и скважины, следующей по ходу наращивания полосы. При этом скважины смежных рядов размещают в шахматном порядке, а шаг размещения скважин в ряду определяют по функциональной зависимости между максимальной дальностью разлета кусков закладочного массива, шагом подвиганий очистного забоя и его количеством. Для снижения износа отклоняющих устройств путем устранения попадания на них кусков закладочного массива между скважинами устанавливают на всю высоту закладываемого пространства стойку, имеющую в поперечном сечении четырехугольник с вогнутыми сторонами. Недостатком данного способа является низкий уровень безопасности при проведении закладочных работ. При разлете кусков закладочного материала под острыми углами к бокам выработки происходят отскок летящих кусков и возможно травмирование рабочих, осуществляющих управление отклоняющим устройством и наблюдение за процессом закладки (A.с.1509551, Е 21 15/00, 15/06, 23.09.1989, бюл. №35).

Техническим результатом изобретения способа является повышение уровня безопасности при проведении закладочных работ.

Технический результат достигается тем, что в способе закладки выработанного пространства, включающем механическую самотечную доставку материала по скважинам, заполнение выработанного пространства закладочным материалом за счет использования кинетической энергии движения его кусков при отклонении и повороте струй материала в горизонтальной плоскости и формировании закладочного массива в виде полосы, согласно изобретению первоначальный поворот струи закладочного материала осуществляют в скважине или восстающем на высоте, определяемой из выражения

где h_п - высота установки дозирующего устройства, м;

V_р - скорость выхода закладочного материала, м/с;

g - ускорение свободного падения, м/с²,

затем струю направляют по дугообразному желобу, радиусом r=0,8 h_в, м, где h_в - высота выработанного пространства, и выбрасывают в выработанное пространство под углом к горизонтали α=20-22°, причем заключительный участок пути струя закладочного материала проходит по прямолинейному участку пути длиной L=0,3h_в, м, выполненного касательным к дугообразной части желоба.

Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет повысить уровень безопасности при проведении закладочных работ.

Способ закладки выработанного пространства поясняется чертежом, где 1 - массив горных пород, 2 - конвейерная выработка, 3 - колосниковый грохот (для улавливания негабарита), 4 - приемный бункер, 5 - материальное отделение восстающего, 6 - перегородка, 7 - ходовое отделение восстающего, 8 - дугообразный желоб, 9 - закладочный материал, 10 - закладываемое пространство, 11 - гидроцилиндр отклоняющего устройства, 12 - отклоняющее устройство, 13 - конвейер.

Способ закладки выработанного пространства осуществляется следующим образом. С поверхности или из конвейерной выработки 2 вышележащего горизонта в выработанное пространство проходится по массиву горных пород 1 восстающий или скважина в два отделения: материальное отделение 5 восстающего и ходовое отделение 7 восстающего, которые разделяются между собой перегородкой 6. В верхней части над материальным отделением восстающего 5 устанавливается приемное устройство 4 с колосниковым грохотом 3 (для улавливания негабарита). На высоте h_п, определяемой из выражения

где h_п - высота установки дозирующего устройства, м; V_p - скорость выхода закладочного материала, м/с; g - ускорение свободного падения, м/с²,

монтируют отклоняющее устройство 12 с гидроциллиндром 11. В нижней части материального отделения восстающего 5 монтируют дугообразный желоб 8 с радиусом кривизны r=0,8 h_в и придают необходимый стартовый угол выхода закладочного материала α=20-22°, причем заключительный участок пути струя закладочного материала проходит по прямолинейному участку пути длиной L=0,3h_в, м, выполненного касательным к дугообразной части желоба.

Устройство работает следующим образом. Закладочный материал поступает по конвейеру 13 на колосниковый грохот 3 (для улавливания негабарита) и через приемное устройство 4 сбрасывается в материальное отделение восстающего 5. Негабаритный материал отбрасывается колосниковым грохотом 3 (для улавливания негабарита), а кондиционный закладочный материал 9 попадает на отклоняющее устройство 12, после прохождения которого попадает в дугообразный желоб 8, после прохода которого выбрасывается со скоростью V_p под углом к горизонтали α≅20-22°, причем заключительный участок пути струя закладочного материала проходит по прямолинейному участку желоба 8, длиной L=0,3h_в на расстояние ≤R_max. Наличие гидроцилиндра отклоняющего устройства 11 обеспечивает механизированную очистку в случае закупорки материального отделения восстающего 5 закладочным материалом. При приближении закладочного массива к кровле выработки дугообразный желоб 8 поворачивается. После заполнения закладываемого пространства дугообразный желоб 8 разбирается. Затем подача закладочного материала 9 возобновляется до полного заполнения пространства между материальным отделением восстающего 5, ходовым отделением восстающего 7 и закладываемым массивом. При скорости выхода закладочного материала V_p=13,2 м/с, высоте установки дозирующего устройства h_п=8,9 м, высоте выработанного пространства h_в=2 м, радиусе кривизны отклоняющего устройства r=1,6 м, углом к горизонтали α≅20-22° максимальная дальность разлета закладочного материала R_max составляет величину ≤20 м (в зависимости от свойств закладочного материала).

Угол к горизонтали α≅20-22° принимается по данным таблицы 1.

Скорость выхода закладочного материала принимается по данным таблицы 2.

Применение данного способа закладки выработанного пространства при подземной разработке месторождений обеспечивает следующие преимущества:

- позволяет повысить безопасность проведения закладочных работ;

- снизить трудоемкость проведения закладочных работ;

- снизить износ отклоняющих устройств;

- позволяет более эффективно использовать кинетическую энергию закладочного материала;

- повысить безопасность проведения закладочных работ.

Формула изобретения

Способ закладки выработанного пространства, включающий механическую самотечную доставку материала по скважинам, заполнение выработанного пространства закладочным материалом за счет использования кинетической энергии движения его кусков при отклонении и повороте струй материала в горизонтальной плоскости и формировании закладочного массива в виде полосы, отличающийся тем, что первоначальный поворот струи закладочного материала осуществляют в скважине или восстающем на высоте, определяемой из выражения

где h_п - высота установки дозирующего устройства, м;

V_p - скорость выхода закладочного материала, м/с;

g - ускорение свободного падения, м/с²,

затем струю направляют по дугообразному желобу радиусом r=0,8 h_в, м, где h_в - высота выработанного пространства, и выбрасывают в выработанное пространство под углом к горизонтали α=20°-22°, причем заключительный участок пути струя закладочного материала проходит по прямолинейному участку пути длиной L=0,3h_в, м, выполненного касательным к дугообразной части желоба.

РИСУНКИ

Рисунок 1