Способ возведения искусственных опор в выработанном пространстве камер
Владельцы патента RU 2521269:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" (RU)
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке полезных ископаемых. Техническим результатом является использование прочности отработавших, но сохранивших свою целостность шин карьерных самосвалов и другой большегрузной техники, подлежащих утилизации, в качестве высокоэффективных конструктивных элементов при сооружении искусственных опор для поддержания кровли в выработанном пространстве шахт и рудников. Способ возведения искусственной опоры путем сооружения опалубки и заполнения ее твердеющим закладочным материалом. При этом опалубку в выработанном пространстве камеры возводят из отработавших автошин, которые укладывают в штабель от почвы до кровли выработки, последовательно скрепляя автошины между собой и заполняя породой, после чего на опалубку по контакту с кровлей укладывают уплотнительное покрытие и через отверстие в нем подают твердеющий раствор, после схватывания которого камеру изолируют от сопредельных выработок перемычками и заполняют гидравлической закладкой. 2 ил.
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для снижения оседаний налегающей толщи пород и потерь в междукамерных целиках при разработке полезных ископаемых камерно-целиковыми системами с гидрозакладкой выработанного пространства.
Известен способ управления горным давлением (а.с. СССР N 1397607, опубл. 23.05.1988), по которому опорные элементы формируют оконтуриванием в массиве налегающей толщи породный целик, равный мощности выработанного пространства, затем породный целик перемещают и устанавливают как опору, а закладочный материал подают в образовавшуюся полость и в зазор между опорой и кровлей.
Недостатками этого способа являются: большая трудоемкость работ по оконтуриванию, перемещению и установке породного целика, высокая опасность производства работ в выработанном пространстве без крепления.
Известен способ управления горным давлением (деформациями) в массивах горных пород на месторождениях твердых полезных ископаемых (патент RU, №2087713, опубл. 20.08.1997), по которому опорные искусственные целики создают в три стадии - уплотнением закладки под действием собственного веса, дозакладкой и упрочнением целиков по контактам с подработанным породным массивом в процессе компрессии закладки.
Недостатками этого способа являются: сложность технологии закладочных работ, необходимость приготовления и транспортировки в выработанное пространство разных по составу закладочных смесей и высокая стоимость производства работ.
Известен способ возведения искусственного целика путем возведения опалубки и нагнетания за нее твердеющего раствора (Бурчаков А.С., Жежеловский Ю.А., Ярунин С.А. Технология и механизация подземной разработки пластовых месторождений. - М.: Недра, 1989. - 413 с.).
Недостатком способа является необходимость возведения опалубки, требующая значительных затрат труда и времени.
Известен способ возведения искусственного целика с помощью опалубки из вертикально установленных телескопически раздвижных жестких цилиндров с боковыми вводным и выпускным патрубками для заполнения ее закладочным материалом (а.с. №635261, опубл. 30.11.1978).
Недостатком указанной опалубки является большая металлоемкость конструкции, а также, как и во всех известных способах, повышенный расход твердеющего раствора.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является «Способ возведения искусственного целика» (патент RU, №2160366, опубл. 10.12.2000), принятый за прототип, включающий возведение опалубки из металлической решетки в выработанном пространстве с затяжкой ее тканью, заполнение ее породой, на которую сверху нагнетают твердеющий раствор.
Основным недостатком указанного способа является незначительное сопротивление опалубки поперечным деформациям искусственного целика при нагрузках, близких к предельным и запредельных, что весьма существенно снижает общую несущую способность такой опоры. К недостаткам способа следует отнести также высокую стоимость работ по сооружению искусственного целика вследствие большого объема сварочных работ при изготовлении опалубки, сложности и материалоемкости конструкции опалубки.
Техническим результатом изобретения является создание сравнительно дешевого способа возведения искусственных опор в выработанном пространстве, которое достигается использованием в качестве материала опалубки высокопрочного материала, способного оказать достаточное сопротивление поперечным деформациям закладочного материала в опалубке при росте опорных нагрузок. Таким требованиям удовлетворяет материал отработавших шин большегрузной техники и в первую очередь карьерных самосвалов. При этом такой способ утилизации шин удовлетворяет также требованиям ГОСТа (Р 54095-2010 Ресурсосбережение. Требования к экобезопасной утилизации отработавших шин. Приложение А).
Технический результат в способе возведения искусственной опоры путем сооружения опалубки и заполнения ее закладочным материалом достигается тем, что опалубку в выработанном пространстве камеры возводят из отработавших шин, которые укладывают в штабель от почвы до кровли выработки, последовательно скрепляя автошины между собой и заполняя породой, после чего на опалубку по контакту с кровлей укладывают уплотнительное покрытие и через отверстие в нем подают твердеющий раствор, после схватывания которого камеру изолируют от сопредельных выработок перемычками и заполняют гидравлической закладкой.
На фигуре 1 изображен разрез искусственной опоры на промежуточной стадии возведения.
На фигуре 2 изображен разрез искусственной опоры на заключительной стадии возведения.
Способ осуществляется следующим образом.
При возведении искусственной опоры в открытом выработанном пространстве отработанных камер опалубку сооружают следующим образом. Опалубку возводят из отработавших шин 1 от большегрузной техники (например, от карьерных самосвалов) примерно одного типоразмера, укладывая их в штабель вплоть до кровли выработки и последовательно скрепляя их между собой (например, с помощью струбцин 2). По мере сборки опалубки ее заполняют мелкой породой 3. Для плотного контакта с кровлей на штабель укладывают уплотнительное покрытие 4 (например, из кусков отработавшей транспортерной ленты). После достижения контакта с кровлей в опалубку подается твердеющий раствор по бетоноводу 5. В результате после схватывания твердеющего раствора в выработанном пространстве камеры образуется колонна, обладающая весьма высокой несущей способностью при нагрузках, создаваемых налегающей толщей пород, в основном, за счет высокого сопротивления шин поперечным деформациям закладки, находящейся внутри опалубки.
Способ позволяет использовать высокую прочность отработавших, но сохранивших свою целостность шин карьерных самосвалов и другой большегрузной техники, подлежащих утилизации, в качестве высокоэффективных конструктивных элементов при сооружении искусственных опор для поддержания кровли в выработанном пространстве шахт и рудников.
Способ возведения искусственной опоры путем сооружения опалубки и заполнения ее твердеющим закладочным материалом, отличающийся тем, что опалубку в выработанном пространстве камеры возводят из отработавших автошин, которые укладывают в штабель от почвы до кровли выработки, последовательно скрепляя автошины между собой и заполняя породой, после чего на опалубку по контакту с кровлей укладывают уплотнительное покрытие и через отверстие в нем подают твердеющий раствор, после схватывания которого камеру изолируют от сопредельных выработок перемычками и заполняют гидравлической закладкой.
