способ возведения закладочного массива при разработке месторождений в условиях вечной мерзлоты

Формула изобретения

1. Способ возведения закладочного массива при разработке месторождений в условиях вечной мерзлоты, заключающийся в подаче в закладываемую выработку льдопородной закладочной смеси, ее послойной укладке и замораживании, отличающийся тем, что после укладки очередного слоя льдопородной закладочной смеси верхнюю часть уложенного слоя нагревают до таяния находящегося в нагреваемой части льда, а затем производят уплотнение уложенного слоя закладочной смеси.

2. Способ по п,1, отличающийся тем, что нагрев верхней части уложенного слоя льдопородной закладочной смеси производят уплотняющим средством, выполненным в виде связанного с тягачом уплотняющего рабочего органа, на котором смонтирована труба с форсунками, к которым подведен разогретый рабочий агент.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что при уплотнении уложенного слоя закладочной смеси на уплотняющем рабочем органе дополнительно создают вибрационную нагрузку.

4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что в качестве разогретого рабочего агента используют горячий воздух, а уплотняющий рабочий орган снабжают калорифером.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке полезных ископаемых, преимущественно в зоне вечной мерзлоты, для управления горным давлением путем возведения закладочного массива.

Известен способ возведения закладочного массива при разработке месторождений в условиях вечной мерзлоты, при котором в отработанную камеру подают последовательно заполнитель, вяжущий материал и охлажденный воздух с температурой от -5°С (см. патент РФ № 2168627).

Недостатком этого способа является сложность и трудоемкость производимых работ, а также значительное время набора закладочным массивом необходимой прочности.

Наиболее близким аналогом описываемого способа является способ возведения закладочного массива при разработке месторождений в условиях вечной мерзлоты, заключающийся в подаче в закладываемую выработку льдопородной закладочной смеси, ее послойной укладке и замораживании (см. патент РФ № 2213868).

Недостатком известного способа является долгий срок набора закладочным массивом необходимой прочности.

Изобретение решает задачу повышения производительности ведения горных работ в условиях криолитозоны, а также повышения эффективности управления горным давлением за счет ускорения процесса возведения закладочного массива с набором, возведенным закладочным массивом необходимой прочности.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении производительности и безопасности при ведении горных работ за счет снижения трудоемкости и повышения темпов закладки отработанных камер.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе возведения закладочного массива при разработке месторождений в условиях вечной мерзлоты, заключающемся в подаче в закладываемую выработку льдопородной закладочной смеси, ее послойной укладке и замораживании, после укладки очередного слоя льдопородной закладочной смеси верхнюю часть уложенного слоя нагревают до таяния находящегося в нагреваемой части льда, а затем производят уплотнение уложенного слоя закладочной смеси.

А также тем, что нагрев верхней части уложенного слоя льдопородной закладочной смеси производят уплотняющим средством, выполненным в виде связанного с тягачом уплотняющего рабочего органа, на котором смонтирована труба с форсунками, к которым подведен разогретый рабочий агент.

Возможно при уплотнении уложенного слоя закладочной смеси на уплотняющем рабочем органе дополнительно создавать вибрационную нагрузку.

Целесообразно в качестве разогретого рабочего агента использовать горячий воздух, а уплотняющий рабочий орган снабжать калорифером.

В указанную совокупность включены признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения заявленного технического результата во всех случаях использования изобретения, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Изобретение поясняется фиг.1 и 2, на которых схематично показаны два варианта реализации предложенного способа возведения закладочного массива при разработке месторождений в условиях вечной мерзлоты.

При этом на Фиг.1 показаны: рудный массив 1, очистное пространство 2, льдопородная смесь 3 (дробленая порода со снегом (льдом), или смоченная водой, или др.), тягач 4 ПДМ, форсунки 5 для подачи горячей смеси или горячего воздуха, источник горячей смеси - калорифер 6, дышло 7, каток 8, площадка (рама) 9 с форсунками 5, а на Фиг.2 - рудный массив 1, очистное пространство 2, льдопородная смесь 3 (дробленая порода со снегом (льдом), или смоченная водой, или др.), тягач 4 ПДМ, форсунки 5 для подачи горячей смеси, источник горячей смеси - калорифер 6, утяжеленная площадка-платформа 10 для уплотнения верхнего слоя льдопородной закладочной смеси, регуляторы 11 подачи горячей смеси (газов), наклонная часть 12 площадки-платформы 10 для обеспечения ровной поверхности слоя закладки.

Способ осуществляется следующим образом. После отработки первичной камеры ее заполняют льдопородной смесью. Подачу в закладываемую выработку льдопородной закладочной смеси и ее укладку на почву выработки производят послойно. После подачи очередного слоя льдопородной смеси производят нагревание верхней части уложенного слоя до таяния находящегося в нагреваемой части льда, а затем производят уплотнение уложенного слоя закладочной смеси.

Нагревание верхней части уложенного слоя льдопородной закладочной смеси производят уплотняющим средством, выполненным в виде связанного с тягачом уплотняющего рабочего органа, на котором смонтирована труба с форсунками. К форсункам подведен разогретый рабочий агент. В качестве рабочего агента предпочтительно используют разогретый воздух, который может быть подогрет дополнительно в калорифере, размещенном на уплотняющем средстве или на тягаче. После подачи разогретого воздуха на верхний уложенный слой закладочной смеси этот слой подвергают уплотнению, а затем вновь замораживают. В результате такого воздействия закладочная смесь получается более уплотненная и обладает повышенными, по сравнению с необработанной закладкой, прочностными характеристиками. Кроме подогретого воздуха может быть использована подогретая вода в определенном расчетном количестве.

На фиг.1 представлен вариант реализации способа при помощи катка 8, присоединенного к порододоставочной машине 4. На площадке (раме) 9 установлен калорифер 6, из которого разогретый рабочий агент подается на верхний слой закладочной смеси через форсунки 5.

На фиг.2 показан вариант реализации способа при помощи утяжеленной площадки-платформы 10, выполненной, например в виде виброплатформы. При применении виброплатформы повышается плотность укладки закладочной льдопородной смеси, следовательно, и ее прочностные характеристики.

Способ обеспечивает создание монолитного льдопородного заложенного пространства, позволяющего безопасно вести дальнейшую разработку полезного ископаемого, при этом на поверхности не скапливаются большие объемы пустой породы, что благоприятно влияет на окружающую среду и снижает расходы и трудозатраты на рекультивацию.

Изобретение позволяет повысить производительность ведения горных работ в условиях криолитозоны, а также повышения эффективности управления горным давлением за счет ускорения процесса возведения закладочного массива с набором, возведенным закладочным массивом необходимой прочности.