Закладка выработанного пространства

В зависимости от порядка ведения горных работ и параметров очистных выработок применяются следующие виды закладки выработанного пространства: твердеющая, бутобетонная, гидравлическая, сухая.

В качестве вяжущего для твердеющей и бутобетонной закладки применяется цемент или цемент совместно с молотым доменным гранулированным шлаком.

В качестве инертного для всех видов закладки принимаются дробленые скальные вскрышные породы карьеров. Наиболее предпочтительным является использование известняка.

Прочность закладочного массива обеспечивает его устойчивость при обнажении в кровле и боковых стенках очистных выработок. Она зависит как от формы, так и параметров обнажения и составляет 1- 5 МПа. Основные требования к прочности приведены в таблицах 2.5, 2.6, 2.7.

Таблица 2.5 — Требования к прочности закладочного массива в кровле выработок.

Таблица 2.6 — Прочность закладки в боковой стенке длинных камер

Таблица 2.7 — Прочность закладки в боковой стенке коротких камер (с отношением длины к высоте меньше 2).

Обеспечение требуемой прочности закладочного массива достигается применением соответствующего состава закладочной на основе диабаза (таблицы 2.8 и 2.9).

Таблица 2.8 — Составы закладочных смесей при использовании в качестве вяжущего цемента.

Таблица 2.9 — Составы закладочных смесей при использовании в качестве вяжущего цемента и молотого доменного граншлака.

Рекомендуемые составы закладочных смесей на основе известняка представлены в таблицах 2.10 и 2.11.

Таблица 2.10. — Составы закладочных смесей на цементе и известняке с ДСУ- 4.

Заглиненный известняк содержит 17,5% фракции минус 0,16 мм.

Таблица 2.11 — Составы закладочных смесей на основе цементношлакового вяжущего и известняка с ДСУ- 4.

Заглиненный известняк содержит 17,5% фракции минус 0,16 мм.

Приготовление составов закладки на прочность 4 и 5 МПа на цементношлаковом вяжущем представляется нецелесообразным по экономическим соображениям, так как достаточно высокий расход шлака одновременно потребует высокого расхода цемента.

Закладочным материалом является разнопрочностная смесь, которая готовится на закладочном комплексе, представленном на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 — Технологическая схема приготовления закладочной смеси с применением текущих хвостов обогащения: 1 — площадки складирования материалов; 2 — приемные бункера; 3 — дозаторы; 4 — ленточный конвейер; 5 — дробилка; 6 — резервуары с водой; 7 — мельница; 8 — бетоносмесительная установка.

Транспорт твердеющей закладки осуществляется по следующей схеме: от здания помольносмесительного отделения закладочная смесь при помощи поршневых насосов перекачивается по поверхности, до вновь проектируемых скважин на северном и южном флангах, где подается на горизонт 140 м. Далее смесь растекается по трубопроводам на нижележащие горизонты (через скважины) или непосредственно к закладываемым участкам. Движение закладочной смеси по трубопроводам на северном фланге происходит самотечным способом за счет давления, создаваемого в вертикальном ставе, на южном фланге — самотечнопневматическим.

Расчетный участок самотечного движения смеси ориентировочно принят: по горизонту 140 м — 600 м, по горизонту 200 и 260 м — 250 м, в конце самотечного участка необходимо установить рабочую пневмоврезку, точное место установки определяется при наладке трубопроводного транспорта.

Согласно «Нормам технологического проектирования…» [1] высоту наполнения вертикального става смесью принимаем 0,7 высоты, при этом давление в нижней части вертикального става на горизонте 140 м будет составлять 1,99 МПа (19,9 кгс/см2), на горизонтах 200 и 260 м — 0,86 МПа (8,6 кгс/см2). Для измерения давления в начале горизонтального участка на горизонтах 140, 200, 260 м установлены сигнализирующие манометры, которые, при превышении давления выше указанной величины, подают сигнал оператору закладочной установки. Подача закладочной смеси должна быть прекращена.

Технологическая схема дробильнозакладочного комплекса гор. 550/771м представлена на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 — 1 — автосамосвал; 2 — грохотная решётка; 3 — бутобой; 4 — приемный бункер; 5 — вибропитатель ВДПУ- 6; 6 — дробильная установка С- 125; 7 — ленточный конвейер; 8 ленточный конвейер с реверсивным приводом; 9 — рудоспуск № 1 (№ 2); 10 — бункер-дозатор; 11 — скип; 12 — ствол шахты «Скиповая».

Согласно технологической части проекта необходимое количество закладочной смеси составляет:

• — южный фланг — 430 тыс. м3/год;
• — северный фланг (первое рудное тело) — 86 тыс. м3/год.

Исходя из этого, трубопроводы на южном фланге приняты из труб 21 912, трубопроводы на северном фланге приняты из труб 1088.

По всей длине горизонтальных участков через каждые 120 м, начиная непосредственно от вертикального става, должны быть, установлены пневмоврезки для очистки трубопровода сжатым воздухом между сменами и в аварийных ситуациях.

Для быстрого предотвращения закупорки трубопровода через каждые 120 м устанавливаются гидропневмоврезки. Под вертикальными ставами предусмотрены аварийные выпуски смеси. Магистральные трубопроводы подачи закладочной смеси стыкуются сваркой, а участковые трубопроводы для быстроты сборки и разборки собирается на быстроразъемных соединениях.

Как правило, закладочный массив, особенно в кровле очистной выработки, должен вскрываться по истечении срока твердения, в зависимости от состава закладки. Однако следует иметь в виду, что нормативная прочность закладочного массива в боковой стенке камеры назначается из условий его обнажения на всю длину камеры. Требуемая прочность при этом зависит от длины обнажения закладочного массива. Следовательно, в начальный период отработки камеры необходимая устойчивость бокового закладочного массива обеспечивается при меньшей его прочности. По мере отработки камеры и, следовательно, увеличении длины обнажения боковой стенки требования к прочности закладки возрастают, и к концу отработки камеры она должна быть равна нормативной.

В связи с этим, для обеспечения необходимой степени концентрации горных работ и их интенсивности, рекомендуется производить разделку отрезной щели и начинать отработку камеры при прочности закладочного массива в боковом обнажении, достигшей 0,7- 0,8 от нормативной прочности. По мере отработки камеры будет продолжаться твердение закладочного массива и увеличение его прочности.

Однако к тому моменту, когда длина обнажения бокового закладочного массива равна его высоте, прочность закладки должна достичь нормативной прочности. Если этого не произойдет, отработка камеры приостанавливается и возобновляется после достижения нормативной прочности закладки в боковом обнажении. Исходя из кинетики твердения закладочных массивов, начинать отработку камеры можно через 2- 2,5 месяца после окончания закладки соседней камеры, если она заложена на цементном вяжущем, и через 3 месяца после окончания закладки соседней камеры, если она заложена на цементношлаковом вяжущем.