способ возведения закладочной породной перемычки в горной выработке

Формула изобретения

Способ возведения закладочной породной перемычки в горной выработке, включающий сооружение насыпи перемычки обрушением кровли с формированием крупнокусковой несущей части и мелкокускового фильтрующего слоя, отличающийся тем, что перпендикулярно продольной оси выработки между обрушенными частями кровли выработки оставляют породный массив в форме обратной трапеции, при этом высота насыпи крупно- и мелкокусковых частей перемычки превышает высоту выработки до обрушения, причем компенсационный объем мелкокусковой насыпи, находящийся выше кровли выработки, предусматривают большим объема пустотного кармана, образующегося под меньшим основанием породного выступа.

Описание изобретения к патенту

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

Породные перемычки возводят буровзрывным способом в штреках или горловинах камер. Перемычки предназначены для удержания пульпы при ведении гидрозакладочных работ. Сдвигающее усилие, действующее на перемычку, зависит от горнотехнических условий в районе ее возведения. Перемычки являются временными сооружениями, поскольку после оседания твердой части пульпы и фильтрации из нее воды образуется плотный массив, который не воздействует на перемычку.

Известен способ образования перемычки (бутовой полосы), включающий бурение в кровле выработки вееров шпуров, расходящихся в противоположные стороны от перемычки, бурение дополнительных шпуров в почву пласта вблизи проектной границы перемычки с обеих сторон, а взрывание вееров шпуров попарно, навстречу друг другу, сначала в почве, а затем в кровле пласта (а.с. СССР № 803545, МКИ Е 21 С 41/04, опубл. 7.02.1981, Бюл. № 5).

Однако способ имеет следующие недостатки, а именно: вынос закладочного материала с фильтрующей через перемычку несущей жидкостью пульпы и образование зазора между породной перемычкой и кровлей выработки. Кроме того, недостатком является также большой расход взрывчатого вещества (ВВ), что приводит к значительным финансовым затратам.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является способ возведения закладочной породной перемычки в горной выработке, включающий бурение шпуров в кровле выработки, их взрывание, сооружение насыпи путем обрушения кровли, при этом при сооружении насыпи сначала формируют крупнокусковую несущую часть, а затем формируют мелкокусковый фильтрующий слой обрушением кровли выработки на откос несущей части насыпи, причем мелкокусковый фильтрующий слой формируют толщиной не менее 0.5 м, при этом создают содержание в мелкокусковом слое более 25% частиц класса 1-5 мм при средней крупности частиц не более 50 мм по а.с. 1487586 (СССР): МКИ Е 21 F 15/00; з. № 4307772/23-03, заявлено 21.09.1987; опубл. 15.06.1989 г. Бюл. № 22).

Однако способ характерен тем, что при его реализации требуется большой объем буровых работ и большой расход взрывчатого вещества.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в снижении затрат на буровые работы и сокращении количества используемого ВВ.

Указанный технический результат достигается тем, что способ возведения закладочной породной перемычки в горной выработке включает сооружение насыпи перемычки обрушением кровли, с формированием крупнокусковой несущей части и мелкокускового фильтрующего слоя, при этом перпендикулярно продольной оси выработки между обрушенными частями кровли выработки оставляют породный массив в форме обратной трапеции, при этом высота насыпи крупно- и мелкокусковых частей перемычки превышает высоту выработки до обрушения, причем компенсационный объем мелкокусковой насыпи, находящийся выше кровли выработки, предусматривают большим объема пустотного кармана, образующегося под меньшим основанием породного выступа.

Способ осуществляется следующим образом.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется схемой сооружения перемычки, где: 1 - крупнокусковая несущая часть; 2 - мелкокусковый фильтрующий слой; 3 - оставленный массив в кровле выработки; 4 - пустота между частями перемычки; 5 - купол выработки после формирования крупнокусковой части перемычки, 6 - купол выработки после формирования мелкокусковой части перемычки.

В горной выработке вначале создают несущую крупнокусковую часть перемычки 1 навалом крупнокусковой породы, на которую обрушают породу кровли выработки с образованием мелкокускового фильтрующего слоя 2. Мелкокусковую часть перемычки 2 формируют со стороны ожидаемого напора пульпы. Для уменьшения расхода ВВ вначале производят взрывание крупнокусковой части. Параметры буровзрывной отбойки принимают аналогичными используемым на горнодобывающем предприятии при добыче или проходке.

Буровзрывную перемычку возводят взрыванием пород только кровли. Особенностью предлагаемой перемычки является оставление в кровле породного выступа в форме обратной трапеции, которая предотвращает разрушение породного выступа взрывными работами. Кроме того, такая форма выступа и обеспечивает его устойчивость к сдвигающим усилиям со стороны закладочного материала (пульпы) и обеспечивая устойчивость перемычки при напорах пульпы или рассола больше высоты выработки, в которой возводят перемычку. При обрушении пород в кровле образуются купола 5, 6 с сечением в виде неправильной трапеции.

После формирования крупнокусковой 1 несущей части и мелкокускового фильтрующего слоя 2, образуется пустота 4 между двумя гребнями навала 5, 6 и оставленным в кровле породным массивом 3.

Для обеспечения устойчивости перемычки, высота мелко- и крупнокусковых частей перемычки должна быть больше высоты выработки, при этом объем мелкокусковой части, находящийся выше кровли выработки, должен быть больше объема пустоты кармана 3.

Это вызвано тем, что при насыщении перемычки водой (жидкостью) изменяется угол откоса перемычки, происходит заполнение кармана 3, что приводит к уменьшению высоты мелкокусковой части.

Размеры перемычки и объемы ее мелко- и крупнокусковой частей определяют расчетом устойчивости. Объем отбиваемой руды в куполах 5 и 6 рассчитывают известными методами, с учетом проектного поперечного размера перемычки в верхней части, поперечного сечения выработки (ширины и высоты), а также коэффициента разрыхления горной массы при буровзрывной отбойке.

Использование предлагаемого технического решения позволяет по сравнению с прототипом снизить объем буровых работ и расход взрывчатых материалов в 1,3-1,5 раза.