способ упрочнения закладочного массива

Формула изобретения

СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ЗАКЛАДОЧНОГО МАССИВА, включающий размещение в формируемом массиве армировочных элементов одновременно с твердеющей смесью, отличающийся тем, что, с целью повышения сопротивления закладочного массива разрушению при совместном воздействии знакопеременными растягивающими и сжимающими усилиями, в качестве армирующих элементов применяют базальтовое волокно в количестве 4 - 5% от массы твердеющей смеси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых с твердеющей закладкой выработанного пространства.

Известен способ упрочнения закладочного массива армировочным материалом в виде отрезков металлической проволоки, взятый авторами за прототип. Способ заключается в том, что повышение устойчивости обнажений закладочного массива достигается одновременным размещением армировочного материала в виде отрезков металлической проволоки и твердеющей смеси в зоны, прилегающие к обнажаемым поверхностям закладочного массива.

Недостатком данного способа является то, что армирующий материал, подаваемый в зоны обнажения массива, распределяется в закладочном массиве неравномерно, что ведет к снижению его прочности, так как в местах скопления металлических отрезков в результате их соприкосновения с агрессивной средой происходит их коррозия, которая разрушает структуру бетона. Кроме того, применяемый для армирования материал имеет высокую стоимость, что приводит к увеличению себестоимости закладки.

Целью предлагаемого изобретения является повышение сопротивления закладочного массива разрушению при совместном воздействии знакопеременными растягивающими и сжимающими усилиями.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе упрочнения закладочного массива в качестве армирующих элементов применяют базальтовое волокно в количестве 4 - 5% от массы твердеющей смеси.

Предлагаемое техническое решение отличается от прототипа тем, что в качестве упрочняющего массива армирующего элемента используют базальтовое волокно. Это отличие позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого способа критерию "новизна". Признаки, отличающие предлагаемый способ (армирующие элементы из базальтового волокна, их хаотическое расположение) не выявлены в известных решениях и, следовательно, обеспечивают предлагаемому способу упрочнения закладочного массива соответствие критерию "существенное отличие".

Способ упрочнения закладочного массива осуществляется следующим образом. Искусственный массив формируется из твердеющей закладочной смеси, в которую перед ее укладкой в выработанное пространство подают армирующие элементы - базальтовые волокна.

При растекании закладочной смеси по выработанному пространству базальтовые волокна распределяются равномерно во всем объеме будущего искусственного массива хаотически, занимая различную ориентировку. Это позволяет существенно улучшить трещиностойкость, прочность на растяжение при изгибе и деформативность затвердевшего искусственного закладочного массива.

С целью проверки работоспособности предлагаемого способа, на испытательном стенде в лаборатории закладочных работ Казахского политехнического института были проведены исследования по изучению сопротивления закладочного массива, разрушению при совместном воздействии знакопеременными растягивающими и сжимающими усилиями.

Испытательный стенд представляет собой модель закладываемой камеры, в масштабе 1:10. Причем модель выполнена таким образом, что позволяет производить независимую закладку камер различными по составу смесями. Одна часть камеры выполняет функции возводимого искусственного массива, принятого авторами за базовый объект на основе закладочных смесей, используемых на рудниках Зыряновского свинцового комбината при закладке выработанного пространства. Другая часть камеры выполняет функции возводимого искусственного массива по предлагаемому изобретению с варьированием вводимого в массив количества армирующих элементов базальтовых волокон от 1 до 7% по массе с шагом 1% . Подаваемая на вход камер смесь имела одинаковый состав вяжущего, заполнителя и воды.

По истечении 14 сут из полученных лабораторных массивов выбуривались керны для испытания на прочность на изгиб и на сжатие.

Сравнительные результаты испытаний приведены в таблице.

Анализ результатов проведенных исследований показывает, что максимальная прочность на изгиб и сжатие наблюдается при работе испытательного стенда по предлагаемому способу упрочнения закладочного массива, при добавке в закладочный массив армирующих элементов - базальтовых волокон в количестве 4 - 5% от массы твердеющей смеси. Это позволяет для достижения нормативной прочности закладки снизить расход вяжущего на 18 - 21%, что в среднем на 1 м³ закладки составит 38 кг.