Способ определения величины подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива
Владельцы патента RU 2513467:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной разработке рудных тел с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями. Способ определения величины подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива включает формирование отверстия в рудном массиве и закрепление в нем неподвижно жесткого стержня на фиксированную глубину, подачу твердеющей закладочной смеси в выработанное пространство, разрушение рудного массива с частью приконтактного слоя массива твердеющей закладки. При отработке рудного массива разрушают стержень, находящийся в рудном массиве и в приконтактном слое массива твердеющей закладки, а величину подработки твердеющей закладки определяют по разности по формуле: Δ=L-L1-L2, где Δ - величина подработки массива твердеющей закладки; L - полная длина несквозной полости, расположенной внутри стержня; L1 - длина заглубления стержня в отверстии рудного массива; L2 - длина несквозной полости, оставшейся после разрушения рудного массива. Изобретение позволяет определять величину подработки массива твердеющей закладки. 3 ил.
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной разработке рудных тел с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями.
Известен способ определения величины подработки массива твердеющей закладки, заключающийся в определении площадей подработки закладочного материала по маркшейдерским разрезам с помощью палетки или планиметра (Карабцова З.М. Геодезия: Учебное пособие. - Владивосток: ТИДОТДВГУ, 2002. - 151 с).
Недостатком данного способа является недостаточная точность конечной величины подработки твердеющей закладки, так как на точность определения площадей оказывают влияние погрешности натурных измерений сечений выработок, построения плана и измерений на плане, а также деформация бумаги.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ определения величины подработки массива твердеющей закладки, включающий формирование отверстия в рудном массиве и закрепление в нем неподвижно жесткого стержня на фиксированную глубину, подачу твердеющей закладочной смеси в выработанное пространство, разрушение рудного массива с частью приконтактного слоя массива твердеющей закладки (положительное решение по заявке №2011116624, от 15.05.2012, МПК Е21С 41/22, 2012 г.).
Недостатком данного способа является невозможность определения величины подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива. Например, при использовании горных комбайнов прочность стержня должна быть меньше прочности резцов, используемых для разрушения отрабатываемого массива, вследствие чего происходит срезание стержня в зоне действия инструмента без разрушения самого инструмента. Поэтому по прототипу не обеспечивается возможность измерения длины части стержня, оставшуюся в закладочном массиве после разрушения рудного массива и, следовательно, произвести расчеты величины подработки закладочного массива.
Задачей изобретения является обеспечение определения величины подработки массива твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива.
Поставленная задача достигается тем, что в способе определения величины подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива, включающем формирование отверстия в рудном массиве и закрепление в нем неподвижно жесткого стержня на фиксированную глубину, подачу твердеющей закладочной смеси в выработанное пространство, разрушение рудного массива с частью приконтактного слоя массива твердеющей закладки, причем при отработке рудного массива разрушают стержень, находящийся в рудном массиве и в приконтактном слое массива твердеющей закладки, а величину подработки твердеющей закладки определяют по разности между полной длиной несквозной полости, расположенной внутри стержня, длиной заглубления стержня в отверстии и длиной полости, оставшейся после разрушения рудного массива по формуле:
Δ=L-L1-L2.
где Δ - величина подработки массива твердеющей закладки;
L - полная длина несквозной полости, расположенной внутри стержня;
L1 - длина заглубления стержня в отверстии рудного массива;
L2 - длина несквозной полости, оставшейся после разрушения рудного массива.
Наличие в стержне несквозной полости по его длине, во-первых, исключает заполнение полости закладочным материалом при установке стержня в отверстии, во-вторых, позволяет производить замеры длины полости известным инструментом, например линейкой с шириной меньше ширины полости в стержне.
Заглубление стержня в полости на фиксированную глубину позволяет провести математические вычисления величины подработки массива закладки как разности между полной длиной несквозной полости, расположенной внутри стержня по его длине, длиной заглубления стержня в отверстии и длиной полости, оставшейся после разрушения рудного массива.
При разрушении рудного массива, в котором закреплен стержень, разрушается и часть стержня, расположенная в закладочном массиве на величину подработки массива твердеющей закладки.
Прочность материала стержня принимают исходя из следующих условий: с одной стороны, меньше прочности инструмента, используемого для разрушения отрабатываемого массива, вследствие чего происходит срезание стержня в зоне действия этого инструмента без разрушения самого инструмента; с другой стороны, больше давления закладочной смеси, вследствие чего не происходит разрушения и изгибания стержня при заполнении выработанного пространства растекающимся закладочным материалом, что обеспечивает достоверность измерений.
Сущность изобретения поясняется чертежами (римскими цифрами указана последовательность работ в смежных выработках: I - выемка запасов первой выработки и положение стержня; II - заполнение открытого выработанного пространства первой выработки закладочной смесью; III - выемка запасов второй выработки, после отработки смежного рудного массива, положение стержня и величина подработки твердеющей закладки.
Способ осуществляется следующим образом. Например, при слоевой системе разработки с выемкой запасов слоя заходками и с заполнением выработанного пространства твердеющей закладкой.
У жесткого стержня, имеющего несквозную полость внутри, стержня измеряется общая длина L этой полости известным способом, например линейкой с шириной меньше ширины полости в стержне.
После отработки первой заходки на ее стенке в рудном массиве создается отверстие, например, путем бурения короткого шпура, в которое торцом с открытой полостью вставляется на фиксированную глубину L1 и закрепляется неподвижно жесткий стержень (например, из пластика). Другая часть стержня, с закрытой полостью, находится в пространстве заходки. Затем выработанное пространство данной заходки заполняется твердеющей смесью. После набора закладкой необходимой прочности, осуществляют отработку руды в смежной заходке путем разрушения рудного массива механическим способом (например, с помощью горного комбайна). При этом полностью разрушается часть стержня, находящаяся в отверстии в рудном массиве, а также некоторая часть стержня, находящаяся в закладке вследствие ее разрушения коронкой комбайна. Неподвижность стержня обеспечивается за счет части стержня, находящегося в закладочном массиве. Далее замеряют длину L2 полости части стержня, оставшуюся в закладочном массиве. После этого определяют величину подработки твердеющей закладки по разности между полной длиной несквозной полости, расположенной внутри стержня, а также длиной заглубления стержня в отверстии и длиной полости, оставшейся после разрушения рудного массива.
Длина стержня и параметры полости внутри стержня устанавливаются экспериментально.
Использование данного изобретения обеспечивает определение величины подработки массива твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива.
Способ определения величины подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива, включающий формирование отверстия в рудном массиве и закрепление в нем неподвижно жесткого стержня на фиксированную глубину, подачу твердеющей закладочной смеси в выработанное пространство, отработку рудного массива с частью приконтактного слоя массива твердеющей закладки, отличающийся тем, что при отработке рудного массива разрушают стержень, находящийся в рудном массиве и в приконтактном слое массива твердеющей закладки, а величину подработки твердеющей закладки определяют по разности между полной длиной несквозной полости, расположенной внутри стержня, длиной заглубления стержня в отверстии и длиной полости, оставшейся после разрушения рудного массива по формуле:
Δ=L-L1-L2,
где Δ - величина подработки массива твердеющей закладки;
L - полная длина несквозной полости, расположенной внутри стержня;
L1 - длина заглубления стержня в отверстии рудного массива;
L2 - длина несквозной полости, оставшейся после разрушения рудного массива.
