Opis patentowy opublikowano: 89 05 31 145 452 Int. Cl.4 E21F 15/00 Twórcywynalazku: Konrad Wanielista, Boguslaw Wozniakowski, Zdzislaw Ciurla, Leszek Zolyniak Uprawniony z patentu tymczasowego: Kombinat Górniczo-Hutniczy Miedzi, Zaklady Badawcze i Projektowe Miedzi „Cuprum", Wroclaw (Polska) Sposób likwidacji wybranej przestrzeni w kopalni podziemnej z wykorzystaniem podsadzki utwardzanej Wynalazek dotyczy sposobu likwidacji wybranej przestrzeni w kopalni podziemnej, z wyko¬ rzystaniem podsadzki utwardzanej.W górnictwie rud miedzi likwidacje wybranej przestrzeni wykonuje sie za pomoca podsadzki hydraulicznej lub zawalu stropu. Plynna podsadzka hydrauliczna polega na hydraulicznym dostar¬ czeniu do otamowanej pustki poeksploatacyjnej materialu stalego, najczesciej piasku, który osa¬ dzajac sie, przy równoczesnym odprowadzeniu wody podsadzkowej bedacej srodkiem transportu¬ jacym, stanowi podparcie stropu.Zawal polega na tym, ze za pomoca robót strzalowych rozstrzeliwuje sie okreslonej grubosci warstwy stropu zalegajacego nad likwidowana przestrzenia. Otrzymane w ten sposób gruzowisko skalne wypelnia wyrobisko i przestrzen, z której je uzyskano, stanowiac podparcie dla wyzej nadleglych skal stropowych. Wykorzystuje sie tu zjawisko rozluzowania skal, polegajace na tym, ze objetosc skal w caliznie jest mniejsza od objetosci tych skal w stanie rozluzowanym w gruzowisku.W przypadku rud miedzionosnych sredni wspólczynnik rozluzowania skal zawalowych wynosi 1,3 co oznacza, ze kazdy zestrzelony 1 m skal stropowych daje gruzowisko o wysokosci 1 X 1,3 = 1,3 m.Stosowanie podsadzki hydraulicznej wiaze sie miedzy innymi z nastepujacymi ujemnymi skutkami: — znacznie wyzszymi kosztami w stosunku do zawalu, — podniesieniem kosztów gospodarki wodno-mulowej kopalni, — stratami rudy w filarach osadników polowych, — degradacja srodowiska ze wzgledu na koniecznosc budowy odkrywkowych kopaln piasku podsadzkowego.Dlatego tez podsadzke hydrauliczna stosuje sie w szczególnych warunakch, na przyklad przy wybieraniu na warstwy grubego zloza rudy miedzi,w którym wywolanie zawalu o duzym zasiegu pionowym jest niemozliwe.2 145 452 Przykladowo, dla wybieranego zloza miedzi o miazszosci 5 m, przy wyzej podanym srednim wspólczynniku rozluzowania skal 1,3, wysokosci wywolywanego zawalu winna wynosic okolo 15-16 m, co oznacza, ze w stropie nalezy odwiercic zawalowe otwory strzalowe o takim wlasnie zasiegu pionowym.Jest to praktyczna granica mozliwosci robót wiertniczych zawalowych. Niektóre parcele zloza rud miedzi maja grubosc znacznie przekraczajaca 5 m, siegajaca nawet do 20 m. Przy 15-metrowej miazszosci zloza stosujac zawal, nalezaloby odwiercac w stropie otwory strzalowe o zasiegu pionowym okolo 50 m, co jest nierealne. Dlatego tez w tych przypadkach i miedzy innymi z tych wlasnie powodów stosuje sie podsadzke plynna, ze wszystkimi wymienionymi ujemnymi konsek¬ wencjami, w tym takze trudnosciami z uzyskaniem szczelnosci podsadzania tak wysokich i duzych pustek.Jedna z odmian podsadzki hydraulicznej jest podsadzka utwardzana. Otrzymuje sieja poprzez zwiazanie - najczesciej cementem - materialu podsadzkowego klasycznej podsadzki hydraulicznej.Podsadzkautwardzana charakteryzuje sie duzo nizsza scisliwoscia i znacznie wyzsza podpornoscia stropu. Otrzymacja mozna stosujac jako material podsadzkowy piasek podsadzkowyjak i odpady flotacyjne oraz zuzel pomiedziowy. Do glównych zalet podsadzki utwardzanej nalezy: — mozliwosc bezpiecznego wybierania grubych zlóz rud, zwlaszcza sklonnych do tapan, — uzyskiwanie wiekszej podpornosci stropu anizeli przy stosowaniu podsadzki hydraulicznej, — zmniejszenie strat i zubozenia zloza w stosunku do innych sposobów kierowania stropem, — mozliwosc zagospodarowania szczególnie uciazliwych odpadów poflotacyjnych, — zmniejszenie ilosci odprowadzanej wody podsadzkowej i wynikajaca z tego uproszczona gospo¬ darke wodno-mulowa kopalni.Badania nad zastosowaniem utwardzonej masy podsadzkowej wieloskladnikowej zawieraja¬ cej piasek, odpady, zwiry, zuzel itp. nie znajduja uznania u praktyków ze wzgledów organizacyj¬ nych i ekomonicznych. Praktyczne zastosowanie moga miec komponenty dwuskladnikowe, najko¬ rzystniej odpady flotacyjne i material wiazacy. W przypadku stosowania odpadów flotacji i jako srodka wiazacego - cementu,jego zuzycie jest zbyt duze w stosunku do wymaganych wytrzymalosci masywu podsadzkowego. Zuzycie cementu mozna zmniejszyc przez dodanie kruszywa kamien¬ nego do mieszaniny odpadów poflotacyjnych i cementu zapewniajac tym równoczesnie odpowied¬ nia wytrzymalosc masywu podsadzkowego.Sposób ten jest ekonomicznie oplacalny, jezeli kopalnia dysponuje dostateczna iloscia skal plonnych oraz jezeli zródlo pozyskiwania tych skal jest zlokalizowane w sasiedztwie pod¬ sadzkowni.Wynalazek dotyczy sposobu likwidacji wybranej przestrzeni, zwlaszcza przy eksploatacji grubych zlóz miedzi z zastosowaniem podsadzki utwardzanej i polega na tym, ze po ulokowaniu w wydzielonej pustce poeksploatacyjnej na calej jej wysokosci utwardzanej mieszaniny podsadzko¬ wej, jeszcze przed zwiazaniem sie jej skladników, rozstrzeliwuje sie skaly stropowe zalegajace nad podsadzkowym wyrobiskiem.Rezultatem jest otrzymanie podsadzki utwardzanej zawierajacej w swym skladzie dodatkowo kruszywo kamienne, podwyzszajace jej wytrzymalosc, w szczególnosci gdy podsadzka ta jest wykonywana z odpadów flotacji.Zasieg otworów strzalowych, ich rozmieszczenie, wielkosc ladunku materialu wybuchowego, majace wplyw na ilosc i granulacje otrzymanego kruszywa, sa tak dobrane aby otrzymac pod¬ sadzke o zalozonych parametrach, przy uwzglednieniu wielkosci podsadzanej pustki.Rozwiazanie wedlug wynalazku urealnia wykorzystanie do podsadzki utwardzanej jako wypelniaczy wylacznie stalych odpadów przemyslu miedziowego, przy równoczesnym zapewnie¬ niu tej podsadzce duzo wyzszej wytrzymalosci przy tej samej, stosunkowo niskiej zawartosci cementu. Tymsamym dodatkowo zwieksza sie wydajnosc przeplywu w instalacji podsadzkowej, a w konsekwencji robót podsadzkowych. Ponadto, w wyniku rozstrzelenia warstwy stropu zalegaja¬ cego nad podsadzanym wyrobiskiem, nastepuje odprezenie stropu bezposredniego, co jest bardzo korzystne w warunkach skal sklonnych do tapan. Równiez istotnym jest, ze tak wykonana podsadzka utwardzana, charakteryzujaca sie wymagana wytrzymaloscia, zmniejsza straty eksploa¬ tacyjne i zubozenie rudy.145 452 3 Wynalazek jest schematycznie zilustrowany na zalaczonym rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia pionowy przekrój przez zapelnione podasdzka utwardzona wyrobisko przed rozstrzeleniem skal stropowych, a fig. 2 — ten sam przekrój po odpaleniu otworów strzalowych i zapelnieniu podsadzki rozstrzelonymi skalami.Przeznaczona do podsadzenia poeksploatacyjna pustke 1 zapelniono az do stropu utwardzona podsadzka 2, dostarczana z powierzchni rurociagiem 3. Poeksploatacyjna pustka jest otamowana za pomoca podsadzkowej tamy 4. Bezposrednio po podsadzeniu wyrobiska 4 zaladowano material wybuchowy i odpalono dwa rzedy uprzednio odwierconych strzalowych otworów 5, których zasieg pionowy tak dobrano, ze przy uwzglednieniu wspólczynnika rozluzowania tych skal wynoszacym 1,3 ilosc objetosciowa odstrzelonych stropowych skal 6 wynosila 50% pojemnosci podsadzanej pustki 1. Odstrzelone skaly 6 po zaglebieniu sie w utwardzonej podsadzce 2 stanowia jej kruszywo kamienne sprzyjajace podwyzszeniu jej wytrzymalosci. PL