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

 

Сущность изобретения: закладочный массив возводят, периодически подавая за щитовое перекрытие после его посадки на шаг возведения закладочной полосы дробленой породы. После уплотнения породы в нее инъектируют твердеющий материал, формируя ограждение массивам 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 перекрытии между указанными сторонами щитов. 2 н з.п. ф-лы, 3 фиг. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 F 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4846478 I03 (22) 23.05.90 (46) 23.09.92. Бюл, ¹ 35 (71) Донецкий научно-исследовательский угольный институт (72) Н,Б.Арастенков и В,P.MèHÿôàåâ (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 771347, кл. Е 21 F 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 вентиляционного Штрека в выработанное пространство, образуемое при выемке угля и опускании щитового перекрытия (11.

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: Ы,, 1763678 А1

2 леной породы, После уплотнения породы в нее иньектируют твердеющий материал, формируя ограждение массива: и 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 эле- 3 ментов, и на щитовом йерекрытйи между указанными сторонами щитов. 2 н,з .и. ф-лы, 3 фиг. ива

- тяжелые условия поддержания подготовительных выработок; — воэможность обрыва кровли. после че- О" го дальнейшее заполнение выработанного пространства закладочным материалом ста- О нет неуправляемым. 3

)OO

Перечисленные, недостатки могут привести к снижению безопасности ведения

° вам горных работ из-за возможности обрушения закладбчного массива, в случае его зависания, что приведет к деформации щитовой крепи.

Известен способ закладки выработанного пространства прй разработке мощных крутых угольных пластОв наклонными слоями по простиранию с применением механизированных комплексов, включающий закладку выработанного пространства

1763678 дробленой породой иукреплениееетверде- на шаг возведения закладочной полосы, ющим материалом по мере выемки угля (2). дробленой породы, уплотнения ее и инъекНедостатком указанного способа явля- тирования в уплотненную породутвердеюется низкая эффективность возводимой щего материала с формированием твердой опоры, так как для образования 5 огражденийипородныхспусков, причемпостенки из твердеющих материалов необхо- следние заполняют дробленой породой подимо достаточное пространство между эа- сле опускания щитового перекрытия к кладочным массивом и ограждением откаточному горизонту. механизированной крепи, и как следствие Устройство для осуществления способа этого невозможность применения указан- 10 закладки выработанного пространства при ного способа для отработки крутого пласта щитовой системе разработки месторождепо падению с одновременной закладкой вы- ний полезных ископаемых, включающее работанного пространства; трубопровод закладочного материала и щиИзвестен способ закладки выработан- ты, прикрепленныеодним концом к щитовоного пространства при щитовой системе 15 му перекрытию, эти щиты снабжены разработки, заключающийся в возведении силовыми элементами и форсунками для опорных полос из твердеющего материала иньекции твердеющего материала, при этом в выработанном пространстве. путем по- силовые элементы одним концом шарнирно слойной укладки твердеющего закладочно- прикреплены к щитовому перекрытию, а го материала, а после опускания щитового 20 другим — к верхним частям щитов, форсунки . перекрытия до откаточного горизонта, вы- размещены на щитах на стороне, противоработанное пространство, междуопорными положной креплению силовых элементов и полосами, заполняют закладочным матери- на щитовом перекрытии между указанными алом (3). сторонами щитов, причем щиты прикреплеОднако он имеет следующие недостат- 25 Hbl к щитовому перекрытию шарнирно с воз ки: можностью соприкосйовения свободных — несовмещенность работ по возведе- концов, нию опорных полос и заполнению вырабо- Предлагаемый способ закладки вы работанного пространства между ним и танного пространства на крутых угольных закладочным материалом, что может приве- 30 пластах и устройство для его осуществления сти к обрушению его незакрепленной части па сравнению с известными позволяет пои дальнейшее ведение закладочных работ высить безопасность ведения горных работ станет невозможным; за счет совмещения операций по возведе— возможность засорения каналов для нию твердых ограждений и заполнению вы-. подачитвердеющегоматериаласверху вниз 35 работанного пространства закладочным для послойного образования опорной поло- материалом с последующим его уплотненисы и как следствие этого может возникнуть. ем и закреплением, что позволит увеличить остановка в процессе наращивания опор- несущую способность закладочного массиНой ПОЛОСЫ. ва и снизить проявление горного давления

Эти недостатки могут привести ксниже- 40 на вспомогательные выработки и приэабойнию безопасности ведения горных работ, ное пространство щитовых лав, так как они повлекут за собой увеличение Способ закладки выработанного прогорного давления на вспомогательные вы- странства осуществляется путем послойноработки и призабойное пространство, го заполнения части выработанного

Целью изобретения является повыше- 45 пространства дробленой породой, уплотнения безопасности ведения горных работ за ния ее и инъектирования в уплотненную посчет увеличения плотности закладочного роду твердеющего материала для массива и его несущей способности, а также формирования твердых ограждений и поза счет совмещения операций по воэведе- родных спусков, причем подача дробленой нию твердых ограждений и заполнению их 50 породы осуществляется в противоположзакладочным материалом, ные стороны под углам к оси ее засыпки, Поставленная цель достигается тем, что Реализация способа возможна при припо мере опускания щитового перекрытия от менении устройства для подачи в вырабовентиляционного до откаточного горизонта, та нное и рост ран ство за кл адоч но ro в выработанном пространстве возводится 55 материала включающее в себя трубопровод закладочный массив в виде ограждений иэ закладочного материала и щиты. прикрептвердеющего материала и дробленой поро- ленные одним концом к щитовому перекрыды между ними, причем закладочный мас- тию, эти щиты снабжены силовыми сив возводят путем периодической подачи элементами и форсунками для инъекции за щитовое перекрытие, после его посадки твердеющего материала, при этом силовые

1763678 элементы одним концом шарнирно при- ся вфарметреугальникаидраблензя порокреплены к щитовому перекрытию, а другим да накапливается во внешнем пространстве — к верхним частям щитов, форсунки разме- его боковых сторон. После тога. как дроблещенйна щитах на стороне, противопалож- ная порода достигнет уровня равного верной креплению силовых элементов и нз 5 шине треугольника, подача закладочного щитовом перекрытии между указанными материала прекращается и гидродомкраты сторонами щитов, причем щиты прикрепле- 5 приводят в движение щиты 4 которыЕ ны к щитовому перекрытию шарнирно с воз- трайспартируют дробленую породу в протиможностью соприкосновения свободных ваположные направления под углом к оси ее концов. - .,0 засыпки, после чего возвращаются в исходЗаявляемый способ закладки вырабо- ное положение, таннаго пространства на крутых угольных . После того как часть выработанного пластах соответствует критерию "сущест- пространства,-заключенного между твервенные отличия", посколькупо сравнениюс дым 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- ан уплотняется и в него подается твердеюлзвливают возмажйость безопаснога и щий материал через форсунки 2,которые эффективного ведения гарных работ.. расположены на завальном ограждении щиНа фиг. 1 изображена схема закладки 20 товай крепи и через фарсуйки 6 располо(вид в плоскости пласта); на фиг. 2 — разрез женных на толкающих поверхностях щитов

А-А на фиг.1; на фиг. 3 — узел! на фиг. 1, 4, которые в этотмоментустанавливаются в устройство для транспортировки закладоч-: вертикальное положение. Твердеющий маного материала в выработанном прастран- териал подается в закладочный материал стве.- .. - - 25 для образовайия горизонтальных 7 и вертикальйых 11 ограждений, чта приводит к форГ3ри монтаже щитового агрегата 1, за- мированию устойчивого закладочноговальнае ограждение герметйзируется и на массива, состоящего из дробленой породы нем устанавливаются форсунки 2 для йод- 10 и ограничивающих ее горизонтальных 7 ачи в выработанное пространство твердею- 30 и вертикальных 11 ограждений из твердеющего материала; На завальном ограждении щего материала. крепи так же монтируются устройства 3 для После затвердевания горйзойтального . транспортировки и уплотнения дробленой и вертикальнога ограждений, щиты 4 устапороды.. - . . " . йавливаются в йсходное наложение и щитаУстройство 3 состоит из двух щитов 4 35 вая крепь садится на шаг возведения шарнирно закрепленных одними концами к закладочного массива, после чего:технола- завальному ограждению крепи щитового аг- . гический процесс закладки выработанного регата 1 и оборудованных силовыми зле- пространства. щитовай лавы повторяется ментами 5, например гидродамкратами, вплоть до отработки выемочного столба. которые крепятся одними концами к аграж- 40 После того как весь выемочный столб дению крепи, а другими к щитам 4, íà уров- отработан, породные спуски 12, которые абне превышающем середины их длйн. На разуются в результате ведения закладочных наружных поверхностях щитов 4 устанавли- рабат, полностью заполняются закладачваются фарсунки 6 для подачи твердеющего ным материалом. материала в закладочный массив. 45

Возведение закладочного мзссйвз осу- Способ закладки выработанного проществляется па мере отработки выемочного странства при щитовой системе разработки столба по падению следующим образом. - позволяет па сравнению с прототипом, КоПосле посадки щитовой крепи на шаг тарыйпринятзабазовыйабразец.повысить возведения закладочной полосы с вентиля- 50 безопасность ведения горных работ за счет: ционного горизонта подается дроблейная — совмещения работ по формированию порода; которая транспортируется по пнев- : твердых ограждений (в прототипе — опормоправоду 8 и выпускается через боковые ных полос) и закладки выработанного правыпуски 9 в выработанное пространство по странства, что позволит ликвидировать парадным спускам 12. Боковые выпуски 9 55 вазможность обрушения и уменьшит интен- распалагаются на вентиляционном гори- сивность опускания пород кровли; зонта напротив устройств 3 предназначен- . — повышения несущей способности заных для транспортировки закладочного кладочнаго массива, так как ан оконтурен материала. 8 момент подачи порции закла- твердыми ограждениями, препятствующидачного материала, щиты 4 устанавливают- ми перемещению закладочного материла

1763678

7 . no всей высоте вынимаемого столба вслед за йбдвиганием щитового агрегата;

- повышенйя полноты заполнения выработанного пространства закладочным материалом вследствие уплотнения закладочного массива с помощью устройств для его трайспортирдвки; — йовышения надежности техйологии ведения закладочных рабат за счет механи- зации процесса транспортировки закладочйого м атери зла в выработанном пространстве.

Экойомический эффект от использования предлагаемого способа обесйечивается з4 счет исключения затрат на специальную

" опалубку, необходимую для.формирования устойчивых ограждений.

Зкойомиче:кий эффектдостйгается также за .счет оставления породы в шахте и снижения затрат, на ремонт поверхностных зданий. и сооружейий;

Прйменение предлагаемого способа закладки выработанного пространства при щитовой системе разработки позволит про - изводить выемку угля под охраняемыми поверхностными обьектами, Формула изобретения

1. Способ закладки выработанного пространства при щитовой системе разработки месторождейий полезных ископаемых, включающий возведенйе, по мере опускэ нйя щитбвого перекрытия от вентиляциойното" до откаточного горизонта, \ закладочного массива в виде ограждений из твердеЮщего материала и дробленой породы между ними, отл ич а ю щи йся тем, что, с целью повышения безопасности веде5 йия горных работ, закладочный массив возводят путем периодйческой подачи за

- щитовое перекрытие после его посадки на шаг возведенйя закладочной полосы, дробленой породы,-уплотнения ее и иньектиро-.

10 вания s уплотненную породу твердеющего материала с формированием ограждений и породных спусков, причем последние заполняют дробленой породой после опуска- ния щитового агрегата к откаточному

15 горизонту.

2, Устройство для закладки выработанного пространства при щитовой системе . разработки месторождений полезных ископаемых, включающее трубопровод закла20 дочного материала и щиты, прикрепленные одной стороной к щитовому перекpйтию; отличающееся тем,чтооноснабжено силовыми элементами и форсунками для инъекции твердеющего материала, при этом

25 силовые элементы одним концом шарнирно прикреплены к щитовому. перекрытию, а другим — к верхйим частям щитов, форсунки

-размещены на щитах на стороне, противоположной креплению силовых элементов, и

30 на щитовом перекрытии между указанными сторонами щитов, причем щиты прикрепле . ны к щитоовому перекрытию шарнирно с возможностью соприкосновения свободных сторон.

10.1763678

Составитель

Техред М. Моргентал

Редактор

Корректор М Андрушенко

Заказ 3439 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101