Спосіб гідрозакладки виробленого простору
Спосіб гідрозакладки виробленого простору при підземній розробці пластових родовищ корисних копалин камерними системами. Для зміцнення міжкамерних ціликів закладним масивом другу стадію закладки починають після горизонтального усадки закладного масиву першої стадії на 1 - 1,5% і закінчують не пізніше, ніж почнеться стадія прогресуючої повзучості в цілих. Винахід підвищує роль закладного масиву як елемента системи розробки, прискорює вступ його в роботу по зміцненню ціліків, що залишаються підтримують покрівлю і відповідно дозволяє за рахунок зменшення їх ширини збільшити вилучення руди з надр.
Винахід відноситься до гірничої промисловості і може бути використане при підземній розробці пластових родовищ корисних копалин камерними системами розробки із закладкою гідравлічним способом.
Мета винаходу - підвищення ролі закладного масиву як елемента системи розробки, прискорення вступу його в роботу з зміцнення залишаються ціликів, що підтримують покрівлю, і відповідно в кінцевому підсумку за рахунок зменшення їх ширини збільшення вилучення руди з надр.
Відомий спосіб закладки виробленого простору при розробці соляних родовищ, що включає огородження відпрацьованої камери перемичками та заповнення її закладним матеріалом у дві стадії [1]. У другій стадії закладки закладний масив доводиться до покрівлі камери, при цьому концентрація твердого подається з пульпою в другій стадії нижче, ніж при першій стадії і знаходиться в інтервалі (1:2) - (1:4). Пульпа нагрівається до 20 – 40 o C.
Недолік способу – підвищення енерговитрати на нагрівання пульпи.
Відомий спосіб закладки [2], який відрізняється від першого тим, що в пульпу при другій стадії закладки вводятьдобре розчинні у воді речовини, наприклад хлориди магнію та/або кальцію, причому у кількості, що становить надлишок не менше 5% проти кількості необхідного для утворення в пульпі розчину насиченого складу при температурі підземної виробки. Це призводить до зниження розчинності інших компонентів та їх кристалізації в закладному масиві та відповідно до підвищення міцності його.
Обидва способи мають істотний недолік, що дозволяє вирішувати питання підвищення міцності закладного масиву. Дослідження та практичний досвід показали, що сама по собі міцність закладного масиву не має значення і може дати ефект лише в тому випадку, якщо закладний масив підпирає цілики та покрівлю камер, зміцнює їх та дозволяє знизити ширину ціликів.
Дослідженнями [3, гол. 6] встановлено, що після зведення гідрозакладного масиву першої черги, стікання з камери розсолу починається вертикальна та горизонтальна усадка масиву. Через 6 – 12 міс. вона досягає максимального значення в 1 - 1,5% піт горизонталі та 2 - 2,5% по вертикалі. В результаті між цілком і закладним масивом утворюється щілина до 5 - 7 см (при ширині камери 10 м) і масив не надає ніякого впливу.
Внаслідок цього до останнього часу гідрозакладка в калійній промисловості розглядалася як спосіб розміщення відходів збагачувальних фабрик та зниження кінцевих осідань земної поверхні.
При розробці згаданих вище винаходів [1 та 2] не була сформульована мета зміцнення ціликів закладним масивом, так як на той період процес взаємодії ціликів закладним масивом докладно не був досліджений. Лише в описі [1] без пояснення згадано, що закладка другої черги ведеться після усадки закладного масиву.
Дослідження,проведені в АТ "Уралкалій" в останні роки, показали, що тільки гідрозакладка у дві стадії дає можливість зміцнити міжкамерні цілики, але при цьому слід жорстко дотримуватись тимчасового інтервалу початку і кінця ведення закладки другої стадії.
В результаті досліджень було встановлено, що проведення другої стадії закладки до усадки основного масиву на 1 - 1,5% по горизонтах зупиняє усадку. Однак після видалення розсолів від другої стадії закладки усадка все ж таки продовжується і продовжується збільшення щілини між цілими і закладним масивом, що не дозволяє зміцнити цілік, таким чином, час початку другої стадії закладки повинен бути строго обмежений досягненням горизонтальної усадки в 1 - 1,5%.
Міжкамерні соляні цілики, якщо вони працюють без впливу закладки, деформуються у чотири стадії [4, с. 121]: 1 стадія – пружні деформації; 2 стадія - повзучість, що не встановилася; 3 стадія - повзучість, що встановилася; 4 стадія - прогресуюча повзучість із наступним руйнуванням.
Перша стадія пружних деформацій закінчується відразу після формування цілика гірничими роботами. При цьому очевидно, що всі закладні роботи повинні бути виконані у 2 або 3 стадії деформації. Якщо закладні роботи відстають і виконуються у 4 стадію деформації, це не тільки не зміцнює цілік, а, навпаки, прискорить його руйнування.
4 стадія деформації пов'язана з початком тріщиноутворення в цілику і розсіл проникаючи по тріщинах в цілик починає відігравати роль змащення між блоками, що відколюються, тому всі закладні роботи повинні бути виконані до початку 4 стадії деформації ціликів. Час початку 4 стадії деформації визначається розрахунковим методом під час проектування системи розробки.
За результатами проведених досліджень пропонуєтьсяновий спосіб гідрозакладки виробленого простору, при якому виробляють огорожу відпрацьованої камери перемичками, подають за них пульпи з гірськими породами у дві стадії з дозакладкою у другій стадії. З метою зміцнення міжкамерних ціликів закладним масивом другу стадію закладки починають після горизонтального усадки закладного масиву першої стаді на 1 - 1,5% і закінчують не пізніше, ніж почнеться стадія прогресуючої повзучості в цілих.
Список використаної литературы 1. Авторське свідоцтво СРСР N 1514964. Спосіб закладки виробленого простору.
2. Патент України N 2029877. Спосіб закладки виробленого простору.
3. Борзаковський Б.А., Папулов Л.М. Закладні роботи на Верхньокамських калійних копальнях. Довідник - М: Надра, 1994.
4. Проскуряков Н. М., Пермяков Р.С., Черніков А.К. Фізико-механічні властивості соляних порід. - Л.: Надра, 1973.
Спосіб гідрозакладки виробленого простору, що включає огородження відпрацьованої камери або блоку камер перемичками і подачу за них пульпи з гірськими породами у дві стадії з дозакладкою у другій стадії, який відрізняється тим, що другу стадію закладки починають після горизонтального усадки закладного масиву першої стадії на 1 - 1, 5% і закінчують не пізніше ніж розпочнеться стадія прогресуючої повзучості у цілках.