Спосіб транспортування закладного матеріалу

УКРАЇНА (19) (П) ^ А (5і)б Е 2 1 С 4 1 / 1 6 ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО • НА ВИНАХІД без проведення експертизи по суті на підставі Постанови Верховної Ради України Ы 376Э-ХП від 23X11 1993 р Публікується в редакції заявника (54) СПОСІБ ТРАНСПОРТУВАННЯ ЗАКЛАДНОГО МАТЕРІАЛУ (21)95042085 " (22)27.04.95 " ' (24)01.04.97 (46)31.10.97. Вюп. №5 (47)01.04.97 " *ч (72) Щелканов Владлен Олександрович, Корж Василь Андрійович. Кривенко Юрій Юрійович, Хивренко Володимир Акимович, Сторчак Сергій Олександрович, Колосов Валерій Олександрович (73) Щелканов Владлен Олександрович (UA) (57) Способ транспортировки закладочного материала включает дробление, сортировку и доставку его до пункта погрузки на дневной поверхности, а также подземные выработки для вскрытия, подготовки и отработки месторождения камерной системой, перепуск материала на закладочный горизонт, пункты выпуска из породоспуска и погрузки закладочного материала в транспортные сосуды, их транспортировку по подземным выработкам и заполнение отработанных очистных камер, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что транспортировку сухого закладочного материала с дневной поверхности до гори Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для перепуска с дневной поверхности на закладочный горизонт шахты сухих закладочных материалов, используемых для заполнения отработанных очистных камер. зонта закладки ведут через породоспуск в виде активного столба породы в зоне обручения, который образует в результате интенсивного выпуска обрушенных пород и закладочного материала по оси породоспуска, диаметр которого определяют по формуле Dn° 6 = 2[r+m o (H/ho) n ]. где г - радиус потока породы из выходе из выпускного отверстия, м. h 0 ~ минимальная высота свода над выпускным отверстием, м, т о - приращение малой полуоси эллипсоида при высоте выпускаемого слоя, равном Н, м; п - коэффициент, характеризующий интенсивность приращения малой полуоси, зависящей от коэффициента разрыхления и крепости обрушенных пород, при образовании столбообразной зоны обрушения для последующего формирования в ней активного столба "породоспуска" диаметр этой зоны определяют по формуле где Дтах ~ максимальный диаметр куска noроды в закладочном материале Известен способ транспортировки закладочного материала с дневной поверхности по трубопроводам, проложенным в скважинах (Именитое В Р Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений М., Недра, 1988, с 240, фиг 1). с* С; 17326 Инертный материал из бункера поступает в закладочный трубопровод и далее в очистные камеры Вода через фильтрующие перемычки поступает в водосборники, иэ которых откачивается по трубопроводу в 5 бассейн на дневной поверхности для последующего повторного использования. К недостаткам данного способа относятся: необходимость дробления инертного материала до крупности, обеспечивающей 10 его перемещение по трубопроводу; большие затраты на бурение скважин и установку обсадных труб; интенсивный износ трубопровода абразивным инертным материалом; необходимость подачи большого 15 количества воды в шахту для гидротранспорта и ее откачки на дневную поверхность; большой расход электроэнергии на приготовление и транспортировку материала, а также на откачку воды. 20 Наиболее близким техническим решением является способ подачи породной закладки на руднике Мауит Айза (Австралия) (Хомяков В.И. Зарубежный опыт закладки на рудниках. М.. Недра, 1984, с. 174, фиг. 2). 25 Инертный материал с крупностью кусков до 75 мм из карьера подается автотранспортом в дробилку, далее конвейерами перегружается в породослуск из которого системой конвейеров транспортируется в 30 очистные камеры. В известном способе, транспортирование закладочного материала осуществляется по вертикальной выработке, армированной в верхнем и нижнем устье 35 сборным или монолитным железобетоном. При этом выработка, в зависимости от ее длины и физико-механических свойств горных пород, может также армироваться различными видами металлической или 40 бетонной крепи. К недостаткам данного способа относятся; большие затраты на проходку и крепление подземной вертикальной выработки (породоспуска); значительный износ стенок 45 породоспуска падающими кусками породы, сокращающий срок его службы; опасность и высокая трудоемкость ликвидации зависаний кусков в средней части породоспуска; небольшой максимальный размер перепу- 50 скаемых кусков материала сІтахі,ограниченный соотношением dmax ^ (0,2-0,3)Dn, (здесь Dn) - диаметр породоспуска). В основу изобретения поставлена зада- 55 ча создать способ транспортировки сухого закладочного материала с дневной поверхности до горизонта закладки, который обеспечит перепуск сухого закладочного материала крупностью от 1 • 2 мм до 600-800 мм, исключит опасность возникновения зависаний, снизит эксплуатационные затраты, повысит безопасность труда рабочих Поставленная задача решается тем, что предлагаемый способ транспортировки сухого закладочного материала с дневной поверхности до горизонта закладки, включающий комплекс на дневной поверхности по подготовке и доставке закладочного материала до пункта перепуска, а также подземные выработки для вскрытия, подготовки и отработки месторождения камерной системой, перепуск материала на закладочный горизонт, пункты выпуска из породоспуска и погрузки закладочного материала в транспортные сосуды, их транспортировку по подземным выработкам и заполнение отработанных очистных камер, отличающийся тем. что транспортировку сухого закладочного материала с дневной поверхности до горизонта закладки ведут через "породоспуск" в виде активного столба породы е зоне обрушения, который образуют в результате интенсивного выпуска обрушенных пород, а затем закладочного материала из породоспуска, диаметр которого определяется по формуле где г - радиус потока породы на выходе из выпускного отверстия, м; h 0 ~ минимальная высота свода над выпускным отверстием, м; то - приращение малой полуоси эллипсоида выпуска при высоте слоя выпуска, равном Н, м; л - коэффициент, характеризующий интенсивность приращения малой полуоси, зависящий от коэффициента крепости и разрыхления обрушенных пород При образовании столбообразной зоны обрушения для последующего формирования в ней активного столба - "породоспуска" диаметр этой зоны определяется по формуле D n n p - D n ° 6 + 2 ZW. где Дпах ~ максимальный диаметр куска породы в закладочном материале, м. В работоспособном состоянии "породоспуск" поддерживается путем регулярного заполнения- сухим закладочным материалом воронки выпуска, образующейся на дневной поверхности Образование в обрушенных породах активного канала связи - "'породоспуска", позволяет избежать зависаний при перепуске материала с кусками диаметром до 600-800 мм, так как в столбе перемещающегося материала отсутствуют ударные нагрузки, а соотношение между диаметром "породоспуска" и максимальным куском, со 17326 ответствует требованиям непрерывного выпуска" (высотой Ив); третья формирование пуска, повышают безопасность труда рабопервичного контура"породоспуска" 13(фиг. чих. 6) и вторичного - 14, образующегося в процессе эксплуатации. На фиг. 1 показана традиционная схема транспортировки закладочного материала 5 Контур активного столба "породоспупо трубопроводу; на фиг. 2 - схема трансска" на первых двух стадиях формируют в портировки закладочного материала по воспроцессе выпуска обрушенных пород, хастающему; на фиг. 3 - схема расположения рактеризующихся малым коэффициентом "породоспуска" в породах лежачего бока разрыхления (порядка 1,05-1,07) и значиместорождения; на фиг. 4 - схема располо- 10 тельной неравномерностью кусков. На жения "породоспуска" в обрушенных поротретьей стадии формирование контуров 13 дах висячего бока (в зоне обрушения); на и 14 происходит при совместном влиянии фиг. 5 - схема для расчета диаметра "поросвойств перепускаемого закладочного мадоспуска", териала и обрушенных пород. 15 Первая стадия - это начало выпуска пеЗаявленный способ реализуется следующим образом. реуплотненных обрушенных пород, имеюЗалежь 1 отрабатывается камерами 2 с щих очень низкий коэффициент закладкой выработанного пространства 3 разрыхления. инертными материалами. В качестве заклаВторая стадия характеризуется увелидочного материала используют отходы обо- 20 чением коэффициента разрыхления обругащения (пески, щебенку), вскрышные шенных пород над образующейся зоной скальные породы с кусками крупностью до "породоспуска" до значений 1,18-1,22 за 600-800 мм (допустимой по условиям посчет влияния вторичного разрыхления обругрузки в рудничные вагонетки). шенных пород при их перепуске и снижени25 ем уплотняющего горного давления В породах лежачего бока, в предвариобрушенных пород. тельно образованном столбе обрушенных пород4, формируют вертикальный столб заТретья стадия характеризуется дликладочных пород 5, засыпаемых по мере их тельным перепуском закладочного материвыпуска на горизонте закладки. Столбообала в контуре сформировавшейся зоны разную зону обрушенных пород образуют 30 "породоспуска". Коэффициент разрыхленапример согласно технологии по авт. св. ния которого будет составлять 1,30-1,50. № 1592499 (способ разработки рудных тел Предлагаемый способ транспортировпод перекрытием. Щелканов В.А., Радионов ки закладочного материала в виде активноСВ., Дедюлин В.В. и др. 15.09.90, БИ bk 34. го способа столба принципиально При опережающей отработке части ме- 35 отличается от перепуска по восстающим выработкам, пройденным в коренных породах сторождения системами с обрушением рутем, что: ды и вмещающих пород -(фиг. 5) с образованием зоны обрушения 8 ее засыпа1. Стенки восстающих, пройденных в ют вскрышными породами для образования коренных породах, в течение эксплуатации ровной площадки 9 на дневной поверхно- 40 постоянно разрушаются горным давленисти. На закладочном горизонте оборудуют ем, ударами падающих породных кусков. В приемно-выпускную камеру 6, где устанаврезультате прочность стенок снижается, ливается устройство для выпуска закладочони истираются и осыпаются. Практически ного материала и п о г р у з к и его в противоположные физические процессы транспортные сосуды. Закладочный мате- 45 наблюдаются вокруг зоны перепуска, сфорриал транспортируется рудничными вагомированной в обрушенных породах. нетками по выработке 7 в очистные камеры В процессе выпуска коэффициент раз2. Выпуская обрушенные породы через прирыхления обрушенных пород вокруг зоны емо-выпускную камеру формируют активперепуска постепенно уменьшается до миный канал - "породоспуск" 6, по оси 50 нимэльного значения, равного 1,05 за счет которого на дневной поверхности образуетперераспределения уплотняющих напряся воронка выпуска 10, заполняемая по межений, Плотность обрушенных пород в зоне ре п о н и ж е н и я уровня закладочного вокруг "породоспуска" постепенно увеличиматериала в"породоспуске". вается под влиянием возрастающего даеле55 ния (7і, а это способствует повышению "Породоспуск" 5 в зоне обрушения поустойчивости "породоспуска" и созданию род висячего бока отрабатываемой залежи стационарной зоны перепуска с устойчивыобразуется в три стадии (фиг. 5): первая ми самовосстанавливающимися стенками. формирование устья и нижней части 11 Таким образом, горное давление высту"породоспуска" {высотой Нн); вторая -- форпает в этом случае не как разрушающая мирование центральной части 12 "породос 17326 сипа, а как созидательная, она используется для упрочнения стенок "породоспуска". 2. Физико-механические свойства закладочного материала по предлагаемому способу транспортировки практически не изменяются в процессе перемещения, так как отсутствует дополнительное переизмельчение за счет соударения со стенками восстающего, которое наблюдается при свободном падении кусков закладочного материала в специально пройденных выработках в коренных породах. 3. Перепускаемый закладочный материал как более мелкий и равномерный по грансоставу, чем обрушенные породы, будет заполнять выемки и пустоты в стенках породоспуска между крупными породными кусками и тем самым цементировать стенки, а также делать их более гладкими, 4. При возникновении зависания кусков закладочного материала его ликвидация производится за счет временного расширения зоны активного перепуска путем выпуска породы из соседних дучек. 5. Вначале перепуска наблюдается некоторое уменьшение, а затем происходит стабилизация диаметра "породоспуска" в процессе длительной эксплуатации вследствие того, что обрушенные породы, служащие о качестве ограждающих стенок "породоспуска", находятся в состоянии относительного покоя и всестороннего сжатия, при этом отсутствует износ и обеспечивается долговечность "породоспуска". 5 10 15 20 25 30 35 Однако внутреннее давление Ог (фиг. 7) на стенки со стороны разрыхленного закладочного материала будет значительно меньше, чем внешнее давление а\ со стороны 40 обрушенных пород. Обрушенные породы, формирующие стенки "породоспуска", можно рассматривать как пластичный материал. Под влиянием внешнего давления, направленного к центру "породоспуска", коэффи- 45 циент разрыхления породной оболочки "породоспуска" уменьшается на 10-15%, а его диаметр постепенно уменьшится против первоначального на 10-15%. Но при этом усиливается также цементирующее дейст50 вие закладочного материала, что ведет к упрочнению стенок. Обрушенные породы вокруг перепускника будут постоянно уплотняться. На определенной стадии эксплуатации диаметр породоспуска стабилизируется. Истирание и восстановле- 55 ние стенок пород перепускника а обрушенных породах уравновешиваются и, тем самым, обеспечивают его долговечность. 6. Коническая, расширяющаяся кверху форма продольного сечения перепускника. сформированного в обрушенных породах, имеет две положительные особенности; вопервых - способствует самоликвидации породи ых зависаний, ибо каждый вышерасположенный свод является менее устойчивым, чем нижележащий: во-вторых - верхняя расширяющаяся часть перепускника является как-бы породным бункером для закладочного материала. Ее емкость в десятки раз превышает емкость нижней части перепускника. Это позволяет компенси- ь ровать, за счет вторичного разрыхления, выход воронок провала на дневную поверхность при внезапной ликвидации зависаний в нижней части перепускника. Диаметр породоспуска (удвоенная малая полуось эллипсоида выпуска) определяют с учетом физико-механических свойств обрушенных пород. Согласно методике академика Г.М. Малахова (Малахов Г.М., Безух В.Р., Петренко П.Д. Теория и практика выпуска руды. М., Недра. 1968, с. 32-33) малую ось эллипсоида определяют с учетом лишь гранулометрического состава по формуле D = 2b = KiH+K2d,M (1) где Кі - коэффициент, зависящий от типа перепускаемого материала; (для крупнокускового материала Кт = 0,1515, для мелкокускового материала Кт = 0,07); Н - высота эллипсоида выпуска (высота обрушенных руд, обычно, не превышает 60-80 м); Кг - коэффициент, учитывающий влия-. ние диаметра выпускного отверстия d (Кг = 0,5). Следовательно, в период формирования породоспуска, соответствующий выпуску крупнокускового материала, его диаметр составит а) в нижней части, при высоте до 80 м DPn*'H* - 2(0,1515 х 80 + 0,5 х 2) - 26,2 м б) в верхней части при высоте до 400 м D p n * i B - 2(0,1515 х 400 + 0.5 х 2) = 123.2 м. В периодперепуска закладочного материала диаметр породоспуска будет определяться свойствами мелкокускового закладочного материала и будет равен: в нижней части при.высоте 80 м D p n 3 l H = 2(0,07 х 80 + 0.5 х 2) - 13.2 м в верхней части при высоте до 400 м D p n 3 в = 2(0,07 х 400 + 0,5 х 2) = 58 м, Полученные диаметры являются явно завышенными и на практике не нэблюдаются. По предлагаемой методике, более полно учитывающей влияние горного давле- , ния и физико-механических свойств Обрушенных пород, их гранулометрический 17326 состав, малая полуось эллипсоида выпуска определяется по формуле Оп о б = 2 Ь - 2 [ г 4 mo(H/ho) n ]. (2) где г - радиус потока породы на выходе из выпускного отверстия, м; h 0 - минимальная высота свода над выпускным отверстием, м 10 коэффициент разрыхления при этих условиях равен Kpcip ~ 1,61. а уплотняющее давление о\ на обрушенные породы ел ' уі Ні, с О Н/м 2 , гдеуі =-2-2- , обьемная плотность поГ\р1 род; уплотняющее давление стСгр, соответho«2.5-°-05t ствующее структурному коэффициенту m 0 - приращение малой полуоси эллипсоиразрыхления, для указанных пород, будет да при высоте выпускаемого слоя Н равной равно 40862 Н/м 2 . а его логарифм равен ho. м 10 4,60. т о - л°" Следовательно, выражение (4)для опреf - коэффициент крепости обрушенных поделения коэффициента разрыхления природ по шкале проф. Протодъяконова М.М; нимает в этом случае вид Н - высота эллипсоида выпуска, м; п - коэфК р = 1,61 - 0.20 {Ig (71-4,60)-2.53-0,20 їдаї. фициент, характеризующий интенсивность 15 Тогда при высоте породоспуска Н = 400 приращения малой полуоси эллипсоида вым получим пуска, зависящий от коэффициента разрыхх 104) КР400 - 2.53-0,20 Ig (400 ления и крепости обрушенных пород. Согласно нашим экспериментальным = 1.114. исследованиям, параметр п определяется 20 а при высоте Н • 200 м коэффициент раз» согласно эмпирической зависимости рыхления будет равен п = 2,2785 х f °' 1K P mln -3.00/Kp.f° 0 3 3 K P m i n (3) 3,15 х 10 • КР200 = 2,53 - 0.20 Ig (200 где Кр - коэффициент разрыхления обру1,20 шенных пород; -1.19. Kpmin ~ минимально допустимый коэф- 25 Численное значение параметров т о и фициент разрыхления свободно истекаюho будет соответственно равны щей руды. Для пород с коэффициентом т о - п~ 8 х 0 - 1 - 0,400 м п о ~ 2 . 5 ~ 8 х 0 0 5 - 1 , 7 м крепости по шкале проф. М.М. ПротодъякоПараметры нижней части "породоспуноаа 6-8 минимально допустимый коэффиtt 30 ска" (Н н 80-400 м) При коэффициенте разрыхления Кр = =1,19 параметр п принимает-значение 50 1,19х8 Ор 0.53. Малая полуось эллипсоида выпуска в верхней части "породоспуска" рассчитанная по форме (2) принимает значение b b » 1 + 0,400 (400/1,7)° 5 3 = 8,23 м. Следовательно, диаметр "породоспуска" в верхней части принимает значение D b - 2 x b b = 2x8,23 = 16,46 м. Моделирование параметров "породоспуска" при различном гранулометрическом 11 составе и высоте обрушенных пород подтвердили рассчитанные показатели, полученные по предложенной методике. Отклонение не превышает ±10%. Сравним расчетные показатели, полученные по методике академика Ґ.М. Малахова и предлагаемой, Как видно из приведенных данных, методика акад. Малахова Г.М. дает в данных условиях показатели завышенные в 3-8 раз. Расчет экономической эффективности предлагаемого способа "перепуска" закладочного материала выполнен для условий шахты "Гигант-Глубокая" п/о "Кривбэссруда. Глубина перепускного восстающего 400 м, годовая производительность 2 млн. т, максимальная крупность кусков закладочного материала до 500-600 мм. Закладочный материал - дешламированные отходы мокрой и сухой магнитной сепарации и отсортированные в забое карьера или на отвале дробленные скальные породы. Карьер "Северный" по повторной добыче потерянных руд расположен непосредственно в зоне обрушения шахты. Отвал вскрышных пород размещен в зоне обрушения (фиг. 5). Экономический эффект при внедрении предлагаемого способа перепуска закладочного материала определяется по формуле 3 = ( 2 С і + £Кі)-{2С2+ еКа).. . (6) г*де ZCt, 2C2 - годовые эксплуатационные затраты на перепуск закладочного материала соответственно по восстающим и "породоспуску" через зону обрушения, крб; Ki, Кг ~ капитальные затраты на сооружение соответственно восстающего и породоспу ска. крб; Е - коэффициент эффективности капитальных вложений, принимается равным 0,25, в связи со сроком службы комплекса 4 года. Эксплуатационные затраты определяются по формуле Параметр Диаметр породоспуска: А) в период формирования в нижней части,м" в верхней части, м Б) в период перепуска закладочного материала в нижней части.м • в верхней части, м 17326 5 10 15 20 25 30 12 2Ci = (Ci n p + Ci T p + O n e p +Ci Dbin ) x A, (7) где C t n p , Ci T p , C i n e p . Сі В Ь І П - удельные эксплуатационные затраты соответственно на приготовление закладочного материала на дневной поверхности (дешламация, сортировка и дробление пород в забое карьера), транспортировку до пункта погрузки, перепуск с поверхности до горизонта закладки, выпуск и погрузка материала в транспортные сосуды, тыс. крб/т. Для определения суммарных затрат приняты фактические данные по процессам на шахте "Гигант-Глубокая" за 1994 год. При перепуске закладочного материала по восстающему S c i - 2(500,0+100,0+300,0+100,0) = 2000 млн.крб При перепуске материала по "породоспуску" через зону обрушения ZC 2 = (300,0+80,0+30+200,0) - 610 млн. крб. Капитальные затраты на сооружение восстающего Ki = За х Н + 3v + Зп • (81 где Зв, Зу, Зп - затраты соответственно на проходку 1 м капитального восстающего сечением 2,25 м 2 , сооружение приемного устройства в устье восстающего и пункта выпуска и погрузки на горизонте закладки, млн. крб.; Н - высота закладочного восстающего, м. Принимая фактические данные за 1994 год будем иметь на проходку восстающего 35 в породах Ki = 2,25 х 400 + 12,0 + 13,5 = 915,5 млн.крб Соответственно капитальные затраты на сооружение "породоспуса" составят 40 Кг = 4 х 400 + 12.0 + 13,5 = 1625,5 млн. крб Таким образом, экономический эффект составит Э = (2000 + 0.25 х 915,5) - (610 + 0,10 х 1625)= 1488 млн. крб. Методика расчета по Малахову Г. М. Предлагаемая 26,2 123,2 8.23 16,46 13.2 58 5,74 13,0 17326 Фиг. I ,^N I П Фиг. 2 17326 Гор. З Гор.4 1 Фиг.З Л9Л/ Фиг. 4 Фиг. 6 П326 14 Упорядник Замовлення 4227 г ехред М.Моргентал Коректор М Керецман Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл 8 Відкрите акціонерне товариство 'Патент' м Ужгород вуп Гагаріна 101 УКРАЇНА (19) > > / Л со С 17326 Инертный материал из бункера поступает в закладочный трубопровод и далее в очистные камеры. Вода через фильтрующие перемычки поступает в водосборники, из которых откачивается по трубопроводу в 5 бассейн на дневной поверхности для последующего повторного использования. К недостаткам данного способа относятся- необходимость дробления инертного материала до крупности, обеспечивающей 10 его перемещение по трубопроводу; большие затраты на бурение скважин и установку обсадных труб: интенсивный износ трубопровода абразивным инертным материалом; необходимость подачи большого 15 количества воды в шахту для гидротранспорта и ее откачки на дневную поверхность; большой расход электроэнергии на приготовление и транспортировку материала, а также на откачку воды. 20 Наиболее близким техническим решением является способ подачи породной закладки на руднике Маунт Айза (Аестралия) (Хомяков В,И. Зарубежный опыт закладки на рудниках. М.. Недра, 1984, с. 174, фиг. 2). 25 Инертный материал с крупностью кусков до 75 мм из карьера подается автотранспортом в дробилку, далее конвейерами перегружается в породоспуск из которого системой конвейеров транспортируется в 30 очистные камеры. 8 известном способе, транспортирование закладочного материала осуществляется по вертикальной выработке, армированной в верхнем и нижнем устье 35 сборным или монолитным железобетоном. При этом выработка, в зависимости от ее длины и физико-механических свойств горных пород, может также армироваться различными видами металлической или 40 бетонной крепи. К недостаткам данного способа относятся: большие затраты на проходку и крепление подземной вертикальной выработки (породоспуска); значительный износ стенок 45 породоспуска падающими кусками породы, сокращающий срок его службы; опасность и высокая трудоемкость ликвидации зависаний кусков в средней части породоспуска; небольшой максимальный размер перепу- 50 скаемых кусков материала о!тахчограниченный соотношением dmax ^ (0,2-0.3)Dn. (здесь Dn) - диаметр породоспуска), В основу изобретения поставлена зада- 55 ча создать способ транспортировки сухого закладочного материала с дневной поверхности до горизонта закладки, который обеспечит перепуск сухого закладочного материала крупностью от 1 - 2 мм до 600-800 мм, исключит опасность возникновения зависаний, снизит эксплуатационные затраты, повысит безопасность труда рабочих. Поставленная задача решается тем. что предлагаемый способ транспортировки сухого закладочного материала с дневной поверхности до горизонта закладки, включающий комплекс на дневной поверхности по подготовке и доставке ззкладочного материала до пункта перепуска, а также подземные выработки для вскрытия, подготовки и отработки месторождения камерной системой, перепуск материала на закладочный горизонт, пункты выпуска из породоспуска и погрузки закладочного материала в транспортные сосуды, их транспортировку по подземным выработкам и заполнение отработанных очистных камер, отличающийся тем, что транспортировку сухого закладочного материала с дневной поверхности до горизонта закладки ведут через "породоспуск" в виде активного столба породы в зоне обрушения, который образуют в результате интенсивного выпуска обрушенных пород, а затем закладочного материала из породоспуска, диаметр которого определяется по формуле o6 где г - радиус потока породы на выходе из выпускного отверстия, м; h o ' минимальная высота свода над выпускным отверстием, м; пто ~ приращение малой полуоси эллипсоида выпуска при высоте слоя выпуска, равном Н, м; л - коэффициент, характеризующий интенсивность приращения малой полуоси, зависящий от коэффициента крепости и разрыхления обрушенных пород. При образовании столбообразной зоны обрушения для последующего формирования в ней активного столба - "породоспуска" диаметр этой зоны определяется по формуле D n n p = Dn°6 + 2 Z W где Дліах - максимальный диаметр куска породы в закладочном материале, м. В работоспособном состоянии "породоспуск" поддерживается путем регулярного заполнения* сухим закладочным материалом воронки выпуска, образующейся на дневной поверхности. Образование в обрушенных породах активного канала связи -- "породоспуска", позволяет избежать зависаний при перепуске материала с кусками диаметром до 600-800 мм, так как в столбе перемещающегося материала отсутствуют ударные нагрузки, а соотношение между диаметром "породоспуска" и максимальным куском, ее 17326 ответствует требованиям непрерывного выпуска" (высотой Нн). третья - формирование пуска, повышают безопасность труда рабопервичного контура"породоспуска" 13 (фиг чих. 6) и вторичного - 14, образующегося в проНа фиг. 1 показана традиционная схема цессе эксплуатации транспортировки закладочного материала 5 Контур активного столба "породоспупо трубопроводу, на фиг. 2 - схема трансска" на первых двух стадиях формируют в портировки закладочного материала по воспроцессе выпуска обрушенных пород, хастающему, на фиг. 3 - схема расположения рактеризующихся малым коэффициентом "породоспуска" в породах лежачего бока разрыхления (порядка 1,05-1,07) и значиместорождения; на фиг 4 - схема располо- 10 тельной неравномерностью кусков. На жения "породоспуска" в обрушенных поротретьей стадии формирование контуров 13 дах висячего бока (в зоне обрушения); на и 14 происходит при совместном влиянии фиг. 5 - схема для расчета диаметра "поросвойств перепускаемого закладочного мадоспуска". териала и обрушенных пород Заявленный способ реализуется следу- 15 Первая стадия - это начало выпуска пеющим образом. реуплотненных обрушенных пород, имеюЗалежь 1 отрабатывается камерами 2 с щих очень низкий коэффициент разрыхления закладкой выработанного пространства 3 инертными материалами. В качестве заклаВторая стадия характеризуется увелидочного материала используют отходы обо- 20 чением коэффициента разрыхления обрушенных пород над образующейся зоной гащения (пески, щебенку), вскрышные "породоспуска" до значений 1,18-1,22 за скальные породы с кусками крупностью досчет влияния вторичного разрыхления обру600-800 мм (допустимой по условиям пошенных пород при их перепуске и сниженигрузки в рудничные вагонетки). 25 ем уплотняющего горного давления В породах лежачего бока, в предвариобрушенных пород. тельно образованном столбе обрушенных Третья стадия характеризуется длипород4, формируют вертикальный столб зательным перепуском закладочного материкладочных пород 5, засыпаемых по мере их ала в контуре сформировавшейся зоны выпуска на горизонте закладки. Столбообразную зону обрушенных пород образуют 30 "породоспуска". Коэффициент разрыхления которого будет составлять 1,30-1,50. например согласно технологии по авт. св. Предлагаемый способ транспортиров№ 1592499 (способ разработки рудных тел ки закладочного материала в виде активнопод перекрытием. Щелканов В.А., Радионов го способа столба принципиально С.В.,Дедюлин В.В. и др. 15.09.90, БИ №34. При опережающей отработке части ме- 35 отличается от перепуска по восстающим выработкам, пройденным в коренных породах сторождения системами с обрушением рутем, что: ды и вмещающих пород .(фиг. 5) с 1. Стенки восстающих, пройденных в образованием зоны обрушения 8 ее засыпакоренных породах, в течение эксплуатации ют вскрышными породами для образования ровной площадки 9 на дневной поверхно- 40 постоянно разрушаются горным дэвлени* ем, ударами падающих породных кусков. В сти. На закладочном горизонте оборудуют результате прочность стенок снижается, приемно-выпускную камеру 6, где устанавони истираются и осыпаются. Практически ливается устройство для выпуска закладочпротивоположные физические процессы ного материала и п о г р у з к и его в транспортные сосуды. Закладочный мате- 45 наблюдаются вокруг зоны перепуска, сформированной в обрушенных породах риал транспортируется рудничными вагоВ процессе выпуска коэффициент разнетками по выработке 7 в очистные камеры рыхления обрушенных пород вокруг зоны 2. Выпуская обрушенные породы через приперепуска постепенно уменьшается до миемо-выпускную камеру формируют актив50 нимального значения, равного 1,05 за счет ный канал - "породоспуск" 6, по оси перераспределения уплотняющих напрякоторого на дневной поверхности образуетжений. Плотность обрушенных пород в зоне ся воронка выпуска 10, заполняемая по мевокруг "породоспуска" постепенно увеличире п о н и ж е н и я уровня закладочного вается под влиянием возрастающего давлематериала в"породоспуске". 55 ния о\, а это способствует повышению "Породоспуск" 5 в зоне обрушения поустойчивости "породоспуска" и созданию род висячего бока отрабатываемой залежи стационарной зоны перепуска с устойчивыобразуется в три стадии (фиг 5): первая ми самовосстанавливающимися стенками. формирование устья и нижней части 11 Таким образом, горное давление высту"породоспуска" (высотой Нн); вторая - форпает в этом случае не как разрушающая мирование центральной части 12 "'породос 17326 сипа, а как созидательная, она используется для упрочнения стенок "породоспуска". 2. Физико-механические свойства закладочного материала по предлагаемому способу транспортировки практически не изменяются в процессе перемещения, так как отсутствует дополнительное переизмельчение за счет соударения со стенками восстающего, которое наблюдается при свободном падении кусков закладочного материала в специально пройденных выработках в коренных породах, 3. Перепускаемый закладочный материал как более мелкий и равномерный по грансоставу, чем обрушенные породы, будет заполнять выемки и пустоты в стенках породоспуска между крупными породными кусками и тем самым цементировать стенки, а также делать их более гладкими. А. При возникновении зависания кусков закладочного материала его ликвидация производится за счет временного расширения зоны активного перепуска путем выпуска породы из соседних дучек. 5. Вначале перепуска наблюдается некоторое уменьшение, а затем происходит стабилизация диаметра "породоспуска" в процессе длительной эксплуатации вследствие того, что обрушенные породы, служащие в качестве ограждающих стенок "породоспуска". находятся в состоянии относительного покоя и всестороннего сжатия, при этом отсутствует износ и обеспечивается долговечность "породоспуска" . 5 10 15 20 25 30 35 Однако внутреннее давление Ог (фиг. 7J на стенки со стороны разрыхленного закладочного материала будет значительно меньше, чем внешнее давление о\ со стороны 40 обрушенных пород. Обрушенные породы, формирующие стенки "породоспуска", можно рассматривать как пластичный материал. Под влиянием внешнего давления, направленного к центру "породоспуска", коэффи- 45 циент разрыхления породной оболочки "породоспуска" уменьшается на 10-15%, а его диаметр постепенно уменьшится против первоначального на Ю-15% Но при этом усиливается также цементирующее дейст- 50 вие закладочного материала, что, ведет к упрочнению стенок. Обрушенные породы вокруг перепускника будут постоянно уплотняться. На определенной стадии эксплуатации диаметр породоспуска стабилизируется. Истирание и восстановле- 55 ние стенок пород перепускника в обрушенных породах уравновешиваются и, тем самым, обеспечивают его долговечность. 8 6. Коническая, расширяющаяся кверху форма продольного сечения перепускника, сформированного в обрушенных породах, имеет две положительные особенности: вопервых - способствует самоликвидации породных зависаний, ибо каждый вышерасположенный свод является менее устойчивым, чем нижележащий: во-вторых - верхняя расширяющаяся часть перепускника является как-бы породным бункером для закладочного материала. Ее емкость в десятки раз превышает емкость нижней части перепускника. Это позволяет компенсировать. за счет вторичного разрыхления, выход воронок провала на дневную поверхность при внезапной ликвидации зависаний в нижней части перепускника. Диаметр породоспуска (удвоенная малая полуось эллипсоида выпуска) определяют с учетом физико-механических свойств обрушенных пород. Согласно методике академика Г М, Малахова (Малахов Г.М , Безух В.Р.. Петренко П.Д. Теория и практика выпуска руды.М., Недра, 1968. с. 32-33) малую ось эллипсоида определяют с учетом лишь гранулометрического состава по формуле D = 2b = KiH+K2d.M (1) где Кі - коэффициент, зависящий от типа перепускаемого материала;{для крупнокускового материала Кі = 0,1515, для мелкокускового материала Кі = 0.07); Н - высота эллипсоида выпуска (высота обрушенных руд, обычно, не превышает 60-80 м); Кг ~ коэффициент, учитывающий влияние диаметра выпускного отверстия d (К2 - 0,5). Следовательно, в период формирования породоспуска, соответствующий выпуску крупнокускового материала, его диаметр составит а) в нижней части, при высоте до 80 м D p n* H =2(0,1515x80+ 0,5x2) = 26,2 м б) в верхней части при высоте до 400 м Ор П ф Б - 2(0,1515 х 400 + 0,5 х 2) - 123,2 м. В период перепуска закладочного материала диаметр породоспуска будет определяться свойствами мелкокускового закладочного материала и будет равен: в нижней части при,высоте 80 м Dpn3 н- = 2(0,07 х 80 + 0.5 х 2) = 13,2 м в верхней части при высоте до 400 м Dpn3 е « 2(0,07 х 400 + 0,5 х 2) = 58 м. Полученные диаметры являются явно завышенными и на практике не наблюдаются. По предлагаемой методике, более полно учитывающей влияние горного давления и физико-механических свойств обрушенных пород, их гранулометрический 17326 состав, малая полуось эллипсоида выпуска определяется по формуле п = 2b = 2[r •* mo(H/hoJ j . (2) где г - радиус потока породы на выходе из выпускного отверстия, м; h o - минимальная высота свода над выпускным отверстием, м ho = 2,5 ' т о - приращение малой полуоси эллипсоида при высоте выпускаемого слоя Н равной ho. м т о - л0-11 f - коэффициент крепости обрушенных пород по шкале проф. Протодъяконова М.М; Н - высота эллипсоида выпуска, м; п - коэффициент, характеризующий интенсивность приращения малой полуоси эллипсоида выпуска, зависящий от коэффициента разрыхления и крепости обрушенных пород. Согласно нашим экспериментальным исследованиям, параметр п определяется согласно эмпирической зависимости п = 2,2785 х f °' 1K P mln -3,00/Kp.f° 0 3 3 K P m i n (3) где Кр - коэффициент разрыхления обрушенных пород; Kpmin - минимально допустимый коэффициент разрыхления свободно истекающей руды. Для пород с коэффициентом крепости по шкале проф. М.М. Протодъяконова 6-8 минимально допустимый коэффициент разрыхления составит Kpmin • 1,13. Коэффициент разрыхления обрушенных пород определяется из выражения ' Кр - Крстр. - Эк ig ъ~, Д.ед. коэффициент разрыхления при этих условиях равен Крстр = 1,61. а уплотняющее давление о\ на обрушенные породы ai =y\ Hi, Н/м 2 , гдеуі =-р— . объемная плотность пород; уплотняющее давление стСтр, соответствующее структурному коэффициенту разрыхления, для указанных пород, будет равно 40862 Н/м 2 , а его логарифм равен 10 4,60. Следовательно, выражение (4)для определения коэффициента разрыхления принимает в этом случае вид Кр - 1.61 - 0.20 [ I g a i - 4 , 6 0 ) - 2 . 5 3 - 0 , 2 0 їдаї 15 Тогда при высоте породоспуска Н = 400 м получим Моо - 2,53-0,20 Ig (400 х 104) -1.114. 20 а при высоте Н - 200 м коэффициент разрыхления будет равен • 3,15 х Ю \ КР200 - 2,53 - 0,20 Ig (200 -1.19. Численное значение параметров т 0 и h 0 будет соответственно равны т о - л ~ 8 х °'1 - 0,400 м. h o - 2,5' 8 x 0 0 S - 1,7 м Параметры нижней части "породоспу30 ска н (Нн