NO325902B1 - Fremgangsmate for oppstotting av gruverom, tunnel eller hulrom i jorden ved bruk av is med modifisert flytehastighet - Google Patents

Abstract

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for å modifisere flytehastigheten i industrielt produsert is.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for å modifisere flytehastigheten

i industrielt produsert is.

I gruvedrift skilles det mellom dagbrudd og undergrunnsdrift, og ved utvinning av materialer is sistnevnte tilfelle vil det oppstå problemer med oppstøtting av fjellet som står igjen etter utvinningen. Uten at særskilte forholdsregler for oppstøtting av fjellet tas i bruk kan bare en viss mengde materiale tas ut.

Flere fremgangsmåter kan benyttes for å støtte opp et gruverom, som for eksempel: gjensetting av pilarer (fester) av selve fjellmaterialet, pilarer av tømmer, betong,

stål osv. har blitt benyttet. Videre har fremgangsmåten med å fylle gruverommet med stein, grus, rester fra anrikning av utvunnet malm osv. vært benyttet.

Fra norsk patent 126 092 er det kjent en fremgangsmåte for oppstøtting av side-og/eller hengefjell i gruverom ved bruk av is som oppstøttingsmateriale. Det er beskrevet en fremgangsmåte der ismassen bringes til å flyte inn suksessivt direkte under primær brytning etter hvert som foranliggende, respektive underliggende, malm utsprenges og fjernes. I denne fremgangsmåten benyttes i tillegg til isens trykkfasthet, også dens evne til plastisk flytning under statisk trykk.

I WO 80/00361 er det beskrevet en fremgangsmåte der vannet kan tilsettes materiale som øker is styrken. Det tilsatte materialet kan være finkornet eller fibret, og det er videre angitt at is styrken øker med avtagende korn størrelse på det tilsatte materialet, for eksempel kan avfall fra mineraloppredningsanlegg benyttes.

Til bruk i gruver vil isens egenskaper være av avgjørende betydning for anvendelsen. Egenskaper som er viktige for anvendelsen av is i gruver er dens flytningsevne, trykkfasthet, høye smeltevarme og dens evne til å fryse sammen deler til en enhet. Videre er det i prinsippet to måter å fremstille is på der man enten bruker naturlig eller industriell kulde i fremstillingen.

Is kan som kjent bestå av rent vann eller den kan inneholde fast materiale eller andre tilsetninger og forurensinger som vil være av betydning for isens egenskaper. Isens trykkfasthet øker med lavere temperaturer og med innblanding av fast materiale. Egenskapene avhenger av hva slags is som benyttes for eksempel ren is,

is omvandlet fra snø, granulert eller skivet is, innehold av fast materiale eller ulike andre tilsetninger eller forurensinger.

Isens flytningsevne er avhengig av mange faktorer slik som, temperatur, trykk, innblanding av fast materiale (mengde og type), innhold av oppløste stoffer som for eksempel salter.

For å kunne anvende is i gruvedrift må isens egenskaper være forutsigbar, og det er behov for en fremgangsmåte for å fremstille is med ønskede tilrettelagte egenskaper til bruk i gruvedrift.

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer således en fremgangsmåte for å modifisere flyteevnen til industrielt produsert is.

I utgangspunktet vil det benyttes såkalt "temperert is" i fremgangsmåten. Med "temperert is" menes det is med smeltetemperatur ved det aktuelle trykket i isen. Is av ferskvann som er stengt inne i et gruverom vil ha en potensiell flytehastighet som øker med trykket (ishøyden) i potens omtrent 3,2. Isen vil derfor flyte inn i, fylle og støtte opp sideveggen i gruverommet etter hvert som materialet (malm eller mineraler) blir produsert og transportert ut av gruverommet. Ved å produsere større mengder is, og derved øke trykket, er det mulig å øke flytehastigheten for isen og tilpasse dennes egenskaper til de enkelte gruvenes spesifikke behov.

I gruverom med liten dybde under dagoverflaten er det vanskelig å generere ønsket

ishøyde til å gi ønsket og nødvendig flytehastighet. Det er kjent at is av saltvann (havis) har høyere flytehastighet enn is av ferskvann. Det er videre kjent at is som inneholder sand, treflis eller andre faste partikler har lavere flytehastighet enn ren is. Partikkel innholdet kan være i området fra 2 til 60%

Ved tilsetning av kjemikalier som endrer de fysiske egenskapene til vannet som benyttes i industriell fremstilling av is, vil egenskapene for den fremstilte isen endres. Således, kan flytehastigheten for is ved et gitt trykk økes ved tilsetning av ulike kjemikalier. Ved nøyaktig dosering av tilsetningen kan flytehastigheten for isen reguleres etter ønske og behov på det enkelte anvendelses sted.

Aktuelle og effektive tilsetningskjemikalier som kan anvendes i den foreliggende oppfinnelsen kan være valgt fra gruppen som består av: alkoholer, estere, karboksyl syrer (for eksempel eddiksyre), ligning, flokkuleringsmidler (som for eksempel lesket kalk), dispergeringsmidler (som for eksempel bentonitt), flotasjonsmidler for sulfid-, oksid-, og ikke metalliske mineraler (som for eksempel xanthater), løsningsmidler (som for eksempel svovelsyre og lut), metallsalter, mineraloljer, organiske oljer eller harpikser, sukker, sakkarider, syrer og baser, såper, vaskemidler, detergenter, vann myknere og vann herdere.

Mengden av tilsatt kjemikalie vil kunne variere fra omkring 1 gram til omkring 10 kilogram per m<3> vann. Tilleggskostnadene ved tilsetning av kjemikalier vil derfor være moderate per m3 produsert is.

Flere av de ovenfor nevnte tilsetningskjemikaliene er også vanlig brukt som hjelpestoffer i de oppredningsprosessene som de fleste malmer og mineraler blir underkastet før de bringes til markedet. Det er av betydning at kjemikaliene som tilsettes isen velges slik at de ikke innvirker på oppredningen, og at de i den grad de innvirker på oppredningen har en positiv og ønsket effekt.

Fremstillingen av is kan utføres ved velkjente fremgangsmåter på fagområdet. For eksempel kan isen i en utforming av oppfinnelsen fremstilles ved bruk av vannkanon, der vannkanonen finfordeler vann i kald luft slik at vannet fryser til is eller snø før det faller ned i et magasin. Magasinet kan for eksempel være dagåpningen for den aktuelle gruva.

I en alternativ utforming av oppfinnelsen blir vann finfordelt med sprinkler dyser i kald luft. En fordel med dette alternativet er et lavere kraftforbruk per m<3> fremstilt is. Ulempen er lavere kapasitet, men dette kan være tilstrekkelig i mindre gruver eller ved gjenopptaking av drift i gamle gruver.

I en annen utforming av oppfinnelsen kan en standard snøkanon av den typen som brukes i alpinanlegg anvendes for fremstilling av is eller snø. Fordelen med en slik snøkanon er at den kan produsere snø og is ved høyere lufttemperatur enn i de andre utformingene. I slike snøkanoner anvendes trykkluft noe som øker kraftforbruket og derved også kostnadene ved fremstilling av is.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for oppstøtting av gruverom, tunnel eller hulrom i jorden med is, karakterisert ved at den omfatter bruk av is med modifisert flytehastighet som oppstøtting, idet nevnte is flyter inn etter hvert som masse utsprenges og fjernes.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at vannet som fryses til is er tilsatt ett eller flere kjemikalier.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1-2, karakterisert ved a vannet som fryses er tilsatt ett eller flere kjemikalier valgt fra gruppen bestående av alkoholer, estere, karboksylsyrer, lignin, flokkuleringsmidler, dispergeringsmidler, flotasjonsmidler for sulfid-, oksid-, og ikke metalliske mineraler, løsningsmidler, metallsalter, mineraloljer, organiske oljer eller harpikser, sukker, sakkarider, syrer og baser, såper, vaskemidler, detergenter, vann myknere og vann herdere eller blandinger derav i en mengde på fra omkring 1 gram til omkring 10 kilogram per m<3> vann

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at kjemikaliene er valgt fra gruppen bestående av kalk, svovelsyre, bentonitt og lignin.

5. Fremgangsmåte i følge krav 4 karakterisert ved at kjemikaliene er tilsatt i en mengde på fra omkring 1 gram til omkring 10 kilogram per m vann

6. Fremgangsmåte i følge hvilket som helst av de foregående kravene karakterisert ved at den nøyaktig doserte mengden av tilsatt kjemikalium justeres for å opprettholde samme flytehastighet etter hvert som istrykket øker.