Способ закладки выработанного пространства при щитовой системе разработки месторождений полезных ископаемых и устройство для его осуществления

)5 Е ИЗОБРЕТЕНДЕТЕЛЬСТВУ ПИСАН КОМУ СВ К АВ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 771347, кл. Е 21 Г 15/00, 1978,(54) СПОСОБ ЗАКЛАДКИ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА ПРИ ЩИТОВОЙ СИСТЕМЕ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Сущность изобретения; закладочный массив возводят, периодически подавая за щитовое перекрытие после его посадки на шаг возведения закладочной полосы дробПредполагаемое изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства.Известен способ закладки выработанного пространства при щитовой системе разработки, заключающийся в йодэче сыпучего материала с вентиляционногойтрека в выработанное пространство, образуемое при выемке угля и опускании щитового перекрытия (1.Недостатком известного способа является низкая несущая способность закладочного массива из-за его пересыпанйя вслед за опусканием щитового перекрытия от.вентиляционного до .откаточного горизонта, вследствие чего могут возникнуть негативные последствия, а именно: леной породы, После уплотнения породы в нее иньектируют твердеющий материал, формируя ограждение массиваи породных спусков. которые заполняют дробленой породой после опускания щитового агрегата к откаточному горизонту. Для этого к щитовому перекрытию прикреплены щиты шарнирно с возможностью соприкосновения свободных сторон, а к верхним частям щитов - силовые элементы, Другие концы силовых элементов присоединены шарнирно к щитовому перекрытию. Форсунки для инъектирования твердеющего материала размещены на щитах на стороне, противоположной креплению силовых элементов, и на щитовом йерекрытйи между указанными сторонами щитов. 2 н,з.и, ф-лы, 3 фиг.-тяжелые условия поддержания подготовительных выработок;- возможность обрыва кровли, после че- О" го дальнейшее заполнение выработанного пространства закладочным материалом ста- О нет неуправляемым, 3ойПеречисленные, недостатки могут привести к снижению безопасности веденияеай горных работ из-за возможности обруше"ния закладбчногомассива, в случае его зависания, что приведет к деформации щитовой крепи.Известен способ закладки выработан- ното пространства прй разработке мощных крутых угольных пластов наклонными слоями по простиранию с применением механизированных комплексов, включающий закладку выработанного пространствадробленой породой и укрепление ее твердеющим материалом по мере выемки угля (2).Недостатком указанного способа является низкая эффективность возводимой твердой опоры, так как для образования стенки из твердеющих материалов необходимо достаточное пространство между закладочным массивом и ограждением механизированной крепи, и как следствие го материала, а после опускания щитового 20 перекрытия до откаточного горизонта, выработанноепространство, междуопорными полосами, заполняют закладочным материалом (3).Однако он имеет следующие недостатки:- несовмещенность работ по возведению опорных полос и заполнению выработаннога пространства между ним и закладочным материалом, что может приве сти к обрушению его незакрепленной части и дальнейшее ведение закладочных работ станет невозможным;- возможность засорения каналов для подачи твердеющего материала сверху вниз для послойного образования опорной полосы и как следствие этого может возникнуть остановка в процессе наращивания опор- НОЙ ПОЛОСЫ.Эти недостатки могут привести к сниже 40 нию безопасности ведения горных работ, так как они повлекут за собой увеличение горного давления на вспомогательные выработки и призабойное пространство,Целью изобретения является повышения безопасности ведения горных работ за счет увеличения плотности закладочного массива и его несущей способности, а также за счет совмещения операций по возведению твердых ограждений и заполнению их 50 закладочным материалом.Поставленная цель достигается тем, что по мере опускания щитового перекрытия от вентиляционного до откаточнога горизонта, в выработанном пространстве возводится 55 закладочный массив в виде ограждений из твердеющего материала и дробленой породы между ними, причем закладочный массив возводят путем периодической подачи зэ щитовое перекрытие, после его посадки этого невозможность применения указан ного способа для отработки крутого пласта по падению с одновременной закладкой выработанного пространства;Известен способ закладкивыработанного пространства при щитовой системе 15 разработки, заключающийся в возведении опорных полос из твердеющего материала в выработанном пространстве, путем послойной укладки твердеющего закладочнона шаг возведения закладочной полосы, дробленой породы, уплотнения ее и иньектирования в уплотненную породу твердеющего материала с формированием ограждений и породных спусков, причем последние заполняют дробленой породой после опускания щитового перекрытия к откаточному горизонту,Устройство для осуществления способа закладки выработанного пространства при щитовой системе разработки месторождений полезных ископаемых, включающее трубопровод закладочного материала и щиты, прикрепленные одним концом к щитовому перекрытию, эти щиты снабжены силовыми элементами и форсункэми для иньекции твердеющего материала, при этом силовые элементы одним концом шарнирно прикреплены к щитовому перекрытию, а другим - к верхним частям щитов, форсунки размещены на щитах на стороне, противоположной креплению силовых элементов и на щитовом перекрытии между указанными сторонами щитов, причем щиты прикреплены к щитовому перекрытию шарнирно с возможностью соприкосйовения свободных концов,Предлагаемый способ закладки вы работанного пространства на крутых угольных пластах и устройство для его осуществления па сравнению с известными позволяет повысить безопасность ведения горных работ за счет совмещения операций по возведению твердых ограждений и заполнению выработанного пространства закладочным материалом с последующим его уплотнением и закреплением, что позволит увеличить несущую способность закладочного массива и снизить проявление горного давления на вспомогательные выработки и призабойное пространство щитовых лав,Способ закладки выработанного пространства осуществляется путем послойного заполнения части выработанного пространства дробленой породой, уплотнения ее и инъектирования в уплотненную породу твердеющего материала для формирования твердых ограждений и породных спусков, причем подача дробленой породы осуществляется в противоположные стороны под углам к оси ее засыпки,Реализация способа возможна при применении устройства для подачи в выработанное пространство закладочного материала включающее в себя трубопровод закладочного материала и щиты, прикрепленные одним концом к щитовому перекрытию, эти щиты снабжены силовыми элементами и форсунками для инъекции твердеющего материала, при этом силовыеэлементы одним концом шарнирно при- сявформетреугольникаидробленая порокреплены к щитовому перекрытию, а другим да накапливается во внешнем пространстве - к верхним частям щитов, форсункй разме-его боковых сторон. После того, как дроблещенйна щитах на стороне, противополож- ная порода достигнет уровня равного верной креплению силовь,х элементов и на 5 шине треугольника, подача закладочного щитовом перекрытии между указанными материала прекращается и гидродомкраты сторонами щитов, причем щиты прикрепле приводят в движение щиты 4 которцЕ нц к щитовому перекрытию шарнирно с йоз- трайспортируютдробленую породу в протиможностью соприкосновения свободных воположнце направления под углом к оси ее концов, . ,0 засыпки, после чего возвращаются в исходЗаявляемый способ закладки вырабо- ное положение,танного пространства на крутых угольных. После того какчасть выработанного пластах соотаетствует критерию "сущест- пространства,-заключенного между твервенные отличия", посколькупо сравнениюс дцм ограждением 7 и завальным ограждепрототипом и известными аналогичными 15 нием щитовой крепи, полностью решениями, указанными в формуле изобре- заполняется закладочным материалом 10, тения, новые признаки неизвестны и обус- он уплотняется и в него подается твердеюлавливают возможйость безопасного и щий материал через форсунки 2,которые эффективного ведения горных работ, . расположены назавальном ограждении щиНа фиг. 1 изображена схема закладки 20 товой крепи и через форсуйки 6 располо(вид в плоскости пласта); на фиг. 2 - разрез женных на толкающих поверхностях щитовА-А на фиг.1; на фиг. 3 - узелна фиг. 1,4,которыевэтотмоментустанавливаютсяв устройство для транспортировки закладоч-: вертикальное положение. Твердеющий маного материала в выработанном простран- териал подается в закладочный материал стве. 25 для образовайия горизонтальных 7 и вертикальйьх 11 ограждений, что приводит к форГ 3 ри монтаже щитового агрегата 1, за- мированию устойчивого закладочноговальное ограждение герметйзируется и на массива, состоящего из дробленой породы немустанавливаются форсунки 2 для йод и ограничивающих ее горизонтальных 7 ачи в выработанное пространство твердею и вертикальных 11 ограждений из твердеющего материала; На завальном ограждениищего материала.крепи так же монтируются устройства 3 для После затвердевания горйзойтального . транспортировки и уплотнения дробленой и вертикального ограждений, щиты 4 уста- породы.:."йавливаются в йсходное положение и щитоУстройство 3 состоит из двух щитов 4 35 вая крепь садится на шаг возведения шарнирно закрепленных одними концами к закладочного массива, после чего:техноло-завальному ограждению крепи щитового аг- гический процесс закладки выработанного регата 1 и оборудованных силовымизле- пространства. щитовой лавы повторяется ментами 5, например гидродомкратами,вплоть до отработкивыемочного столба.которые крепятся одними концами к ограж После того как весь выемочный столб дению крепи, а другими к щитам 4, на уров- отработан, породные спуски 12, которые обне превышающем середины их длйн. На разуются в результате ведения закладочных наружных поверхностях щитов 4 устанавли- работ, полностью заполняются закладочваются форсунки 6 для подачи твердеющего ным материалом.материала в закладочный массив. 45Возведение закладочного массйва осу- Способ закладки. выработанного проществляется по мере отработки выемочногостранства при щитовой системе разработки столба па падению следующим образом. - позволяет по сравнению с прототипом, коПосле посадки щитовой крепи на шаг торыйпринятзэбазовыйобразец.повысить возведения закладочной полосы с вентиля безопасность ведения горных работ за счет; ционного горизонта подается дроблейная- совмещения работ по формированию порода; которая транспортируется по пнев- : твердых ограждений (в прототипе - опормопроводу 8 и выпускается через боковые ных полос) и закладки выработанного провыпуски 9 в выработанное пространство по странства, что позволит ликвидировать породным спускам 12. Боковые выпуски 9 55 возможностьобрушения иуменьшитинтен-располагаются на вентиляционном гори- сивность опускания пород кровли;зонте напротив устройств 3 предназначен- . - повышения несущей способности заных для транспортировки закладочного кладочного массива, так как он оконтуренматериала. В момент подачи порции закла- твердыми ограждениями, препятствующидочного материала, щиты 4 устанавливают- ми перемещению закладочного материла. по всей высоте вынимаемого столба вслед за йбдвиганием щитового агрегата;- повышенйя полноты заполнения выработанного пространства закладочным материалом вследствие уплотнения закладочного массива с помощью устройств дляего трайспо ртиравки;йовышения надежности техйологии" ведения закладочных рабат за счет механи" зации процесса транспортировки закладочйогоматериала в выработанном пространстве.Экойомичбский эфФект от использова, " ния предлагаемого способа обесйечиваетсяза счет исключения затрат на специальную" опалубку, необходимую для,формированияустойчивых ограждений.Зкбйомичккий эффектдостйгается также за. счет оставления породы в шахтеи снижениязатрат, на ремонт поверхностных зданий. исооружейий;Прйменение предлагаемого способа закладки. выработанного пространства при щитовой системе разработки позволит про.изводить выемку угля пбд охраняемыми по верхностными обьектами,Формула изобретения 1. Способ закладки выработайного пространства при щитовой системе разработки " месторождений полезных ископаемых,включающий возведенйе, по мере опускэ нйя щитбвого перекрытия от вентиляциойното" до откаточного горизонта,закладочного массива в виде ограждений изтвердеЮщего материала и дробленой породы между ними, отл ич а ю щи йся тем,что, с целью повышения безопасности веде 5 йия горных работ, закладочный массив возводят путем периодйческой подачи защитовое перекрытие после его посадки нашаг возведенйя закладочной полосы, дробленой породы уплотнения ее и иньектиро-.10 вания в уплотненную породу твердеющегоматериала с формированием ограждений ипородных спусков, причем последние заполняют дробленой породой после опускания щитового агрегата к откаточному15 горизонту.2, Устройство для закладки выработанного пространства при щитовой системе. разработки месторождений полезных ископаемых, включающее трубопровод закла 20 дочного материала и щиты, прикрепленныеодной стороной к щитовому перекрытию;о т л и ч а ю щ е е с я тем,что оно снабженосиловыми элементами и форсунками дляиньекции твердеющего материала, при этом25 силовые элементы одним концом шарнирноприкреплены к щитовому, перекрытию, адругим - к верхйим частям щитов, форсункиразмещены на щитах на стороне, противоположной креплению силовых элементов, и30 на щитовом перекрытии между указаннымисторонами щитов, причем щиты прикреплены к щитовому перекрытию шарнирно с возможностью соприкосновения свободныхсторон, 701763678 СоставительТехред М.Моргентал Редант ктор М .Андрушенко л,Гагарина, 1 ьский комбинат "Патент", г, У Производственно-из Заказ 3439 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5