Способ контроля закладочного массива

СОЮЗ СОВЕТСНИХасцелвпна икРЕСПУБЛИК 01 Ы 27/ ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ М(71) Казахский политехнический институт им. В.И.Ленина и Текелийский свинцово-цинковый комбинатим.50-летия Октябрьской революции(56) 1. Байконуров О.А. Исследование прочности бетонной закладкипри разработке Джезказганского месторождения, - Сб. фРазработка месторождения полезных ископаемыхф.Алма-Ата 1981, вып. 7, с.141-146.2, Патент СЙА 9 3791792,кл. 6 01 0 27/46, 1977 (прототип).(54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛИ ЗАКЛАДОЧНОГО МАССИВА, заключаюв 1 ийся в измерении электромеханических параметров отдельных слоев с помощью.801006989 А электродов гальванических элементов, о т л и ч.а ю ш и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей,. электроды располагают по высоте закладочного массива, измеряют количество электричества гальванических элементов за.интервалы времени Ы0,1-1,0 с и Ь = (5-10)а 1 находят усредненное значение количества электричества, . поступаюшего от одного гальваничес кого элемента для каждого интервала времени, а о слоистости судят по разности этого среднего значения и количества электричества, .поступающего от гальванического элемента, расположенного в каждом слое, Е измеренного эа те же интервалы времени, причем измерения в,первом интервале времени характеризуют сло" истость по прочности, а во втором - по влажности.Изобретение предназначено для контроля за качеством твердеющих закладочных массивов при подземной разработке месторождений и может найти применение в горной промышленности.5Одним из основных параметров твердеющего закладочного массива является его однородность. В практике реальный закладочный массив имеет неоднородную. - слоистую структуру, 10В связи с тем, что угол растекания раскладочного раствора в выработанном пространстве находится в пределах О-бб, слоистость закладочных массивов носит ярко выраженный 15 горизонтальный характер. В слоях меняются Физико-механические свойства твердеющего материала, главное из которых " прочность и влажность ма, териала-закладки, Из практики из вестно, что усредненная прочность определяется прочностью мощных сло" ев, где обеспечивается нормативная прочность. Задачей,контроля, являет" ся выявление слоев слабой прочности, 25 так как именно по таким слоям .при системе горизонтальных слоев с нисходящей выемкой может произойти отрыв закладочной массы. Такие отрывы влекут за собой тяжелые по-. 30 ,следствия для производства горных работ. По той же причине необходимо учи-. тывать и влажность закладки. Дело в том, что при одинаковой прочности на сжатие влагонасыщенные образцы выдерживают меньшие нагрузки на растяжение. Это обусловлено особенностью работы частиц воды в материале. При сжатии вода создает реакцию ,40 нагрузке, при растяжении эта Положительная реакция отсутствует.Известен способ контроля слоистос-" сти закладочного массива, который 45 заключается в выбуривании кернов и определении их прочности путем раэ" давливания на прессе 1 .Этот способ не позволяет получить результат измерений на месте испытаний в забое, так как требуется раздавливать керны в лабораторных условиях. Кроме того, при малой прочности закладки в слоях менее 15-20 кг/см 2 керн извлечь не удается и метод оказывается неприемлемым,Наиболее близким техническим решением является способ контроля закладочного массива, заключающийся в измерении электрохимических парамет .ров с помощью электродов гальванических элементов 2.Известный способ характеризует усредненные физико-механические свойства массива и с его помощью не 1возможно оценить слоистость закладоч-, ного массива.Целью изобретения является рас-, ширение Функциональных возможностей способа.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля закладочного массива, заключающемуся в измерении электрохимических параметров отдельных слоев с помощью электродов гальванических элементов, электроды располагают по высоте закладочного массива, измеряют количество электричества гальванических элементов за интервалы времени д= (0,1-1) с и Ь 12=(5-10) Ьй, находят усредненное значение количества электричества, поступающее от одного гальванического элемента для каждого интервала времени,а дслоистости.судят по разности этого среднего значения и количества электричества, поступающего от гальваничес" кого элемента, расположенного в каж" дом слое, измеренного за те же интервалы времени, причем измерения в первом интервале времени характеризуют слоистость по прочности, а во втором - по влажности.На фиг.1 показана схема осущест- вления способа размещения электродов в закладочном массиве; на фиг.2 - графики изменения тока гальванических элементов во времени для разных прочностей закладки для И13; на фиг.3 - графики изменения тока гальванических элементов от времени для разных значений влажности материала при проч" ности В = 0,8 МПа; на Фиг.4 - графики изменений тока гальванических элементов от времени для разных значений влажности материала при прочности И = 4,3 МПа на Фиг.5 - графики изменений тока гальванических элементов от времени для разных значений влажности материала при прочности З = 5,9 МПа.Способ осуществляется следующимобразом.В выработанном пространстве повертикали. располагают электроды,например, из железа 1 и алюминия 2,которые вщелочной среде закладочного раствора образуют гальваническую пару. Электроды разделеныизолятором 3. Сигнал выводится кместу регистратора с помощ ю проводников 4. Размер электродов и расстояние между ними определяют, исходя из требуемой точности контроляслоистости массива, т,е, требуемогоразрешения. мощности слоев.Измерения осуществляют после заполнения выработанного пространствазакладкой,. С помощью переключающего устройства, например шагового искателя,последовательно подключают все электроды к накопителю например электрическому конденсатору. Время считывания устанавливают равным д 1 =(0,1-1) с. После однократного подключения сигнал с накопителя, соответствующий сумме токов всех электродов, делят, например, с помощьюпотенциометра на число электродов икоммутируют его с одним из входовсравнивающего устройства,Затем бегунок шагового искателяподключают к другому входу сравнивающего устройства. Время считывания оставляют прежним. На выходесравнивающего устройства получают .сигнал, характеризующий отклонениепрочности того слоя, где расположенэлектрод, подключенный в данныймомент к сравнивакицему устройствуИзменяют время считывания.и устанавливают его равным.йй=(5"10) йй.Повторяют все операции й получаютсигнал, характеризующий отклонениевлажности того слоя, где располо,жен электрод, подключенный в данныймомент к сравнивающему устройству.Экспериментальные исследованияпо установлению корреляционных зависимостей тока гальванических злеГментов от прочности и влажности.твердеющей закладки, проводилисьследующим образом.Приготавливалазсь бетонная смесьв расчете на 1 м следующего состава;заполнитель - щебень ТекелийскогоСЦКкг = сопз 1, вода 400 кг == сопзВ, варьировали цемент (марки400) - .230, 310, 390 кг. В Формы10 10 см заливалась бетонная смесь,в каждой серии было 10. контрольныхобразцов. После заполнения Форм закладочной смесью в ней размещали дваэлектрода из разных металлов (с разными электродными потенциаламй.,сталь-алюминий). Образцы хранилисьв Фазных влажностных условиях; вопилках, воде и комнатнйх условиях.Для данной серии и возраста бетонной закладки замеряли изменение тока со временем гальванической парыи соответствующую ей прочность путем раздавливания образцов на прессе и влажность - вьк;ушиванием до постоянного веса. Построено семействокривых, характеризующих изменение тока гальванической пары во времени.На фиг.2 дан график изменениятока гальванической пары от временидля разной прочности закладки иМ = 13, В результате можно сделатьвывод, что для образцов, имеющиходйнаковую влажность и отличающих- -ся по прочности, характерйо изменение начального значения тока. 14 . Приэтом с увеличением прочности начальное значение тока уменьшается. Изэтого же графика видно, что углынаклона с 6 кривых к оси времени изменяются идентично. на фиг.3-5 даны графики изменениятока гальванического элемента отвремени для разных значений влажности материала.Кожно сделать вывод, что дляобразцов, имеющих одинаковую проч 10 ность и отличающихся по влажности,является характерным изменение угланаклона кривых к осн времени, Амплитуды токов при этом изменяютсянезначительно.15 Таким образом, измеряя количество электричества, поступающее отгальванических элементов в первоначальный момент времени после подключения нагрузки, можно накапливать20 информацию о прочности слоев закладки, а измеряя количество электричества эа интервал времени от момента подключения нагрузки до временикогда угол наклона кривой коси времени приближается к нулю,можно накапливать информацию о влаж"ности.установленный интервал временидВ = (0,1-1) с изменяется в зависнмо 1сти от сопротивления нагрузки гальванических элементов и 1 ограниченс одной стороны внутренним сопротивлением гальванического элемента (призначениях б 140,1 с мощность полезного сигнала существенно снижается),с другой - погрешностью, возиикаюаей за счет влияния влажности заКпа.дочного материала:. Например, если.(фиг.3) мы.возьмем Ь= 0,1-0,2 с,то в накопителе накопится одинако 40 вое количество электричества и для фдвух образцов закладки получим одинаковую прочность К =Н 2=0,8 МПа дляМ= 13, И= 14,5. Если же мы возмем 1 = 5 с, то в накопителе нако 45 пится равное количество электричества, т.е. появится погрешность изме-.рения,Интервал времени д 2= (5-10) й 11должен быть ограничен, исходя изкривых фиг.3-5, где видно, что полезная информация поступает от галь- ванических элементов до момента,когда угол сЬ. О, При окончательном.выборе интервала д 12 учитывают,следующие факторы: с уменьшением д 155 снижается информативность методаувеличением.Ь 1 возрастает погреш" .ность измерения в накопителе количества электричества.Предлагаемый способ позволяет при 60 менить весьма простое устройство дляего осуществления. Выход прибораможет быть выполнен в виде переносного осциллографа, на экране которого можно наблюдать степень слоистости закладочного массива в ви1006989 2 Фиг. аж 871 Подписно лиал ППП "Патент",г,ужгор роект де отклонений от среднего, отклонения ниже среднего характеризуют понижение прочности закладки в слое, отклонения выше среднего - повышение прочности в слое, а ширина отклонения будет характеризовать относительную мощность слоя.Таким образом, предлагаемый спо" соб позволяет с большой оперативностью контролировать слоистость массива.Внедрение способа на рудниках. позволит повысить безопасность гор-,ВНИИПИ Заказ 2128/66 ных,работ. Кроме того, совершенствование технологии закладочных работ благодаря данному способу конт, роля будет способствовать снижению раэубоживания руды закладкой. Внедрение предлагаемого. способав производство позволит получитьэкономический эффект порядка, 50 тыс,руб. на подземном руднике 10 средней производительности, применяющем системы разработки с закладкой выработанного пространства.