RU2203426C2 - Stowage material and process of its laying in worked-out space (versions) - Google Patents
Stowage material and process of its laying in worked-out space (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2203426C2 RU2203426C2 RU2001104570A RU2001104570A RU2203426C2 RU 2203426 C2 RU2203426 C2 RU 2203426C2 RU 2001104570 A RU2001104570 A RU 2001104570A RU 2001104570 A RU2001104570 A RU 2001104570A RU 2203426 C2 RU2203426 C2 RU 2203426C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hardening
- solution
- laying
- hardening solution
- crushed rock
- Prior art date
Links
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. The invention relates to the mining industry and can be used in underground mining of mineral deposits with the laying of the developed space.
Известен состав закладочной смеси (см. авт. св. СССР 1620656, E 21 F 15/00, опубл. БИ 2, 1991 г.), включающий мерзлую породу, дополнительный заполнитель и водный раствор поверхностно-активного вещества. В качестве дополнительного заполнителя используют песок при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Дробленые мерзлые породы - 59,4-64,4
Песок - 24,8-30
Водный раствор поверхностно-активного вещества - остальное, а в качестве водного раствора поверхностно-активного вещества - водный раствор смачивателя ДБ в следующем соотношении, мас.%:
Смачиватель ДБ - 0,42-2,6
Вода - Остальное
Недостатком известного состава закладочной смеси является пониженная прочность заложенного из нее массива за счет использования большого количества песка.The composition of the filling mixture is known (see ed. St. USSR 1620656, E 21 F 15/00, publ. BI 2, 1991), including frozen rock, additional aggregate and an aqueous solution of a surfactant. As an additional aggregate, sand is used in the following ratio of components, wt.%:
Crushed frozen rocks - 59.4-64.4
Sand - 24.8-30
An aqueous solution of a surfactant - the rest, and as an aqueous solution of a surfactant - an aqueous solution of a wetting agent DB in the following ratio, wt.%:
DB wetting agent - 0.42-2.6
Water - Else
A disadvantage of the known composition of the filling mixture is the reduced strength of the mass laid from it due to the use of a large amount of sand.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является состав закладочной смеси (см. авт. св. СССР 1116184, E 21 F 15/00, С 04 В 31/20, опубл. БИ 36, 1984 г.), включающий дробленую мерзлую породу, воду, дробленый лед и глинистый шлам при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Дробленые мерзлые породы - 58-62
Глинистый шлам - 6-7,5
Дробленый лед - 20-24
Вода - 10-12,5
Недостатком известного состава закладочной смеси является низкая прочность заложенного из нее массива за счет использования в качестве заполнителя 20-24% льда.The closest in technical essence and the achieved effect is the composition of the filling mixture (see ed. St. USSR 1116184, E 21 F 15/00, C 04 B 31/20, publ. BI 36, 1984), including crushed frozen rock , water, crushed ice and clay mud in the following ratio of components, wt.%:
Crushed frozen rocks - 58-62
Clay mud - 6-7.5
Crushed Ice - 20-24
Water - 10-12.5
A disadvantage of the known composition of the filling mixture is the low strength of the solid laid from it due to the use of 20-24% ice as a filler.
Общеизвестно использование вибрационных воздействий для укладки и уплотнения сыпучих материалов (см., например, П.Л. Иванов. Грунты и основания гидротехнических сооружений. Механика грунтов. - М.: Высшая школа, 1991, с. 89-100). It is well known to use vibrational effects for laying and compaction of bulk materials (see, for example, PL Ivanov. Soils and foundations of hydraulic structures. Soil mechanics. - M.: Higher School, 1991, p. 89-100).
Известен способ возведения закладочного массива в условиях вечной мерзлоты (см. патент РФ 2009329, E 21 F 15/00, опубл. БИ 5, 1994 г.), включающий укладку в выработанном пространстве смеси талых грунтов с водой слоями с размещением между ними компенсирующих слоев из грунтов с весовой влажностью 5-15% и мощностью, определяемой в зависимости от высоты массива и физических параметров укладываемых материалов. There is a method of erecting a backfill array in permafrost conditions (see RF patent 2009329, E 21 F 15/00, publ. BI 5, 1994), including laying layers of thawed soils with water in the worked out space with the placement of compensating layers between them from soils with a weight humidity of 5-15% and a power determined depending on the height of the array and the physical parameters of the materials being laid.
Недостатком известного способа является сложность техники возведения закладочного массива, заключающаяся в необходимости растаивания грунтов и затем в доведении их до полного насыщения водой. Кроме того, потребность в сухой смеси для использования ее в качестве компенсирующих слоев. The disadvantage of this method is the complexity of the construction of the filling array, which consists in the need to melt the soil and then bring them to full saturation with water. In addition, the need for a dry mixture for use as compensating layers.
Известен также способ возведения искусственного льдопородного целика (см. авт. св. СССР 1544989, Е 21 F 15/00, опубл. БИ 7, 1990 г.), включающий смешивание пустой дробленой породы с дробленым льдом и заполнение выработанного пространства образованной льдопородной смесью с последующим ее уплотнением внешней нагрузкой. При смешивании пустой породы со льдом количество льда по объему берут равным объему внешних пустот, содержащихся в поступающей на смешивание пустой породе, а уплотнение льдопородной смеси производят при давлении 0,4-0,7 МПа. There is also known a method of erecting an artificial ice-bearing pillar (see ed. St. USSR 1544989, E 21 F 15/00, publ. BI 7, 1990), comprising mixing empty crushed rock with crushed ice and filling the worked-out space with the formed ice-rock mixture with its subsequent compaction with an external load. When mixing gangue with ice, the amount of ice in volume is taken equal to the volume of external voids contained in the gangue coming into the mixing, and the ice-rock mixture is compacted at a pressure of 0.4-0.7 MPa.
Недостатком известного технического решения является низкая прочность возведенного льдопородного целика за счет использования большого количества льда и трудоемкость возведения. A disadvantage of the known technical solution is the low strength of the erected ice-bearing pillar due to the use of a large amount of ice and the complexity of the construction.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ закладки выработанного пространства (см. авт. св. СССР 1016539, Е 21 F 15/00, опубл. БИ 17, 1983 г.), включающий подачу в выработанное пространство сыпучего закладочного материала, установку в сыпучем закладочном массиве инъекторов и нагнетание по ним в закладочный массив твердеющего раствора, причем после подачи в выработанное пространство сыпучего закладочного материала подают литую твердеющую смесь до полного заполнения незабученных пустот, а нагнетание твердеющего раствора в закладочный массив производят после затвердевания указанной смеси. The closest in technical essence and the achieved effect is the method of laying the mined-out space (see ed. St. USSR 1016539, E 21 F 15/00, publ. BI 17, 1983), including the supply of loose filling material into the mined space, installation in a loose filling array of injectors and injecting with them into the filling array of a hardening solution, and after feeding into the worked out space of loose filling filling material, a cast hardening mixture is fed until the unbored voids are completely filled, and the injection is hardening the solution in the filling array is produced after the specified mixture has hardened.
Недостатком известного технического решения является низкая прочность заложенного массива, большой расход инъектированного твердеющего раствора за счет большой пористости сыпучего закладочного материала. A disadvantage of the known technical solution is the low strength of the embedded mass, the high consumption of the injected hardening solution due to the large porosity of the bulk filling material.
Понятие "закладочная смесь" заменено в дальнейшем понятием "закладочный материал" согласно справочнику "Закладочные работы в шахте". - М.: Недра, 1989, с. 5. The concept of "filling mixture" is replaced in the future by the concept of "filling material" according to the reference book "Laying work in the mine." - M .: Nedra, 1989, p. 5.
Технической задачей предлагаемого решения является увеличение несущей способности заложенного массива, сокращение расхода твердеющего раствора и упрощение технологии заполнения выработанного пространства за счет создания прочного каркаса из плотно уложенных вибрационными воздействиями дробленых скальных пород и заполнения пор между ними твердеющим раствором, которые занимают в объеме заложенного массива всего только 7-15%. The technical task of the proposed solution is to increase the bearing capacity of the embedded mass, reducing the flow rate of the hardening mortar and simplifying the technology of filling the worked out space by creating a solid framework of crushed rock densely laid by vibrational influences and filling the pores between them with a solidifying solution, which occupy only 7-15%.
Поставленная задача решается следующим образом. Закладочный материал, включающий дробленую горную породу, образующую заложенный массив, и инъектированный в его поры твердеющий раствор, согласно техническому решению в качестве дробленой горной породы содержит дробленую скальную породу с гранулометрическим составом, обеспечивающим после ее вибрационной укладки образование заложенного массива с пористостью 7-15%. The problem is solved as follows. The laying material, including crushed rock, forming a solid mass, and a hardening solution injected into its pores, according to the technical solution, contains crushed rock with a particle size distribution as a crushed rock, which, after its vibrational laying, ensures the formation of a solid mass with a porosity of 7-15% .
Данное техническое решение обеспечивает повышенную прочность заложенного массива выработанного пространства за счет использования дробленых скальных пород с определенным гранулометрическим составом. Гранулометрический состав, крупность по отдельным фракциям и объем каждой из них должны обеспечивать укладку с минимальным количеством пор. This technical solution provides increased strength of the embedded array of the worked out space through the use of crushed rock with a certain particle size distribution. The granulometric composition, fineness of individual fractions and the volume of each of them should ensure stacking with a minimum number of pores.
При укладке образуется жесткий несущий каркас из кусков скальных пород, который и определяет несущую способность заложенного массива. When laying, a rigid supporting frame is formed from pieces of rock, which determines the bearing capacity of the massif.
Для увеличения прочности дробленые скальные породы могут быть представлены крепкими, например гранитными, и весьма крепкими, например базальтовыми породами. Чем крупнее кусок самой крупной фракции, тем выше несущая способность заложенного массива. To increase the strength, crushed rock can be represented by strong, such as granite, and very strong, such as basalt rocks. The larger the piece of the largest fraction, the higher the bearing capacity of the embedded array.
Выработанное пространство, где предполагается использовать данное техническое решение, выполнено, например, в виде ленты высотой до 3 м, шириной до 6 м, длиной до 50 м и более. В выработанном пространстве не предусматривается применение арматуры и других элементов, осложняющих форму. Это позволяет использовать размер куска самой крупной фракции практически любой - до 500 мм. Чем крупнее куски самой крупной фракции в закладочном материале, тем меньше расход энергии на измельчение при приготовлении его. Крупность куска самой крупной фракции будет определяться техническими возможностями по транспортированию породы до забоя и техникой укладки в выработанное пространство для условий шахты и может быть равной 100-150 мм. The worked out space where this technical solution is supposed to be used is made, for example, in the form of a tape up to 3 m high, up to 6 m wide, up to 50 m and more. In the worked out space, the use of reinforcement and other elements complicating the shape is not provided. This allows you to use the size of a piece of the largest fraction of almost any - up to 500 mm. The larger the pieces of the largest fraction in the filling material, the lower the energy consumption for grinding when preparing it. The size of a piece of the largest fraction will be determined by the technical capabilities for transporting the rock to the bottom and the technique of laying it in the worked out space for the mine conditions and can be equal to 100-150 mm.
Количество фракций и объем каждой фракции задают, исходя из необходимой пористости заложенного массива из дробленых скальных пород. Причем желательно, чтобы дробленая скальная порода в своем составе не содержала пылевидных частиц и частиц крупностью менее 0,5 мм. Наличие этих частиц будет усложнять процесс инъектирования твердеющего раствора в поры заложенного массива, снижая смачиваемость. Отсев из мелкой и пылевидной фракции желательно использовать при приготовлении твердеющего раствора, инъектируемого в поры заложенного массива. The number of fractions and the volume of each fraction are set based on the required porosity of the embedded mass of crushed rock. Moreover, it is desirable that crushed rock in its composition does not contain pulverized particles and particles with a particle size of less than 0.5 mm The presence of these particles will complicate the process of injection of the hardening solution into the pores of the embedded mass, reducing the wettability. Screening from a fine and dusty fraction is desirable to use in the preparation of a hardening solution, injected into the pores of the embedded array.
Предлагаемый закладочный материал, по мнению авторов, найдет широкое применение при отработке мощных месторождений слоевой технологией с закладкой выработанного пространства в восходящем порядке. При этой технологии нет несущих элементов в заложенном массиве, испытывающих растягивающие и сдвигающие нагрузки. Заложенный массив будет подвергаться сжимающим нагрузкам. Каркас заложенного массива из тщательно уложенных (посредством вибрационных нагрузок) кусков дробленых скальных пород обеспечит ему необходимую прочность. Заполнение пор твердеющим раствором необходимо только для обеспечения устойчивости и фиксирования кусков в заложенном массиве, поэтому прочность инъектируемого твердеющего раствора может быть минимальной. The proposed filling material, according to the authors, will find wide application in the development of powerful deposits by layered technology with the laying of the developed space in an ascending order. With this technology, there are no load-bearing elements in the embedded mass, experiencing tensile and shear loads. A piled array will be subjected to compressive loads. The frame of the embedded massif from carefully laid (by means of vibrational loads) pieces of crushed rock will provide it with the necessary strength. Filling the pores with a hardening solution is only necessary to ensure stability and fixation of the pieces in the embedded mass, therefore, the strength of the injected hardening solution may be minimal.
В зависимости от горнотехнических условий выбирают гранулометрический состав дробленой скальной породы. Крупность кусков, количество фракций и объемы каждой из них определяют необходимой пористостью заложенного массива, исходя из экономических соображений. Depending on the mining conditions, the granulometric composition of crushed rock is selected. The size of the pieces, the number of fractions and the volumes of each of them are determined by the necessary porosity of the embedded mass, based on economic considerations.
Что экономичнее: иметь многофракционный состав дробленых скальных пород, обеспечивающий малую пористость (что уменьшит расход твердеющего раствора на инъектирование его в заложенный массив), или небольшое количество фракций, и при укладке в выработанное пространство иметь большую пористость заложенного массива, при заполнении пор которого будут дополнительные расходы на инъектирование? Пористость закладочного материала определяют экономическим расчетом для конкретных горнотехнических условий. What is more economical: to have a multifractional composition of crushed rock, providing low porosity (which will reduce the consumption of hardening mortar for injecting it into the embedded mass), or a small number of fractions, and when laying in the worked out space, have a large porosity of the embedded mass, which will have additional porosity when filling injection costs? The porosity of the filling material is determined by economic calculation for specific mining conditions.
При этом как в том, так и в другом случае можно иметь необходимую прочность заложенного массива. Moreover, both in that and in another case, it is possible to have the necessary strength of the embedded array.
Целесообразно, чтобы при температуре ниже 0oС твердеющий раствор был мерзлым глинистым.It is advisable that at a temperature below 0 o With the hardening solution was frozen clay.
Данное техническое решение значительно снижает стоимость работ по закладке выработанного пространства, так как прочность льда достаточна, чтобы зафиксировать куски дробленых скальных пород после вибрационной укладки их в выработанное пространство. This technical solution significantly reduces the cost of laying the worked out space, since the strength of the ice is sufficient to fix the pieces of crushed rock after vibration laying them in the worked out space.
При отработке Якутских алмазных месторождений в суровых климатических условиях, когда только 2 месяца в году отсутствуют морозы, а кимберлитовые трубки расположены в зонах вечномерзлых пород, целесообразно использовать низкие температуры для закладочного материала на основе твердеющего раствора. When developing the Yakut diamond deposits in severe climatic conditions, when there is no frost for only 2 months a year, and kimberlite pipes are located in permafrost zones, it is advisable to use low temperatures for the filling material based on the hardening mortar.
Скальные горные породы дробят и рассеивают на грохотах по крупности (фракциям). Затем в необходимых по каждой фракции объемах смешивают их между собой и образуют дробленую скальную породу с определенным гранулометрическим составом. Все это ведут на поверхности при отрицательных естественных температурах. В естественно охлажденном виде дробленую скальную породу укладывают в выработанное пространство шахты. Rocky rocks are crushed and scattered on screens by size (fractions). Then, in the volumes necessary for each fraction, they are mixed with each other and form crushed rock with a certain granulometric composition. All this is conducted on the surface at negative natural temperatures. In a naturally cooled form, crushed rock is placed in the mine shaft.
Глинистый раствор готовят в шахте в пропорции, обеспечивающей инъектирование его под давлением в поры заложенного массива. Процентное соотношение компонентов определяют экспериментально, вода составляет ориентировочно 20-40%. Расход глинистого раствора на 1 м3 заложенного массива небольшой (5-10%), запас холода в дробленой скальной породе будет достаточен для замораживания глинистого раствора без каких-либо специальных мер.A clay solution is prepared in the mine in a proportion that ensures its injection under pressure into the pores of the embedded mass. The percentage of components is determined experimentally, water is approximately 20-40%. The clay mortar consumption per 1 m 3 of the solidified mass is small (5-10%), the cold reserve in crushed rock will be sufficient to freeze the clay mortar without any special measures.
Причем имеется возможность регулирования расхода глинистого раствора путем изменения гранулометрического состава дробленых скальных пород. Moreover, it is possible to control the flow of clay by changing the particle size distribution of crushed rock.
Целесообразно, чтобы при температуре ниже 0oС твердеющий раствор был мерзлым песчано-глинистым.It is advisable that at a temperature below 0 o With the hardening solution was frozen sand and clay.
Это техническое решение позволяет расширить ассортимент применяемого закладочного материала. При пониженной температуре дробленых скальных пород можно подбором их гранулометрического состава (исключить или уменьшить объем мелких фракций) увеличить пористость заложенного массива. При повышенной пористости целесообразно использовать для инъекции песчано-глинистые растворы. This technical solution allows you to expand the range of applied filling material. At a reduced temperature of crushed rock, it is possible to select the granulometric composition (to exclude or reduce the volume of small fractions) to increase the porosity of the massif. With increased porosity, it is advisable to use sand-clay solutions for injection.
Целесообразно, чтобы при температуре ниже 0oС твердеющий раствор был мерзлым зольным. Это позволяет утилизировать золу ТЭЦ на руднике, улучшая экологическую обстановку предприятия. Использование золы сокращает расходы на приготовление твердеющего раствора. Кроме того, раствор золы имеет повышенную проникающую способность в пористом заложенном массиве, что эффективно.It is advisable that at a temperature below 0 o With the hardening solution was frozen ash. This allows you to utilize the ash of the CHP in the mine, improving the environmental situation of the enterprise. The use of ash reduces the cost of preparing a hardening solution. In addition, the ash solution has increased penetration in a porous embedded mass, which is effective.
Целесообразно, чтобы при температуре ниже 0oС твердеющий раствор был мерзлым раствором илового шлама обогатительной фабрики.It is advisable that at a temperature below 0 o With the hardening solution was a frozen solution of sludge sludge enrichment factory.
На алмазоизвлекательных фабриках скапливается большое количество иловых шламов, которые не представляют промышленной ценности и ухудшают экологическую обстановку вблизи фабрики. Использование раствора илового шлама в качестве твердеющего раствора значительно упростит технологию приготовления твердеющего раствора и снизит его стоимость. A large amount of sludge sludge is accumulated in diamond extraction plants, which are of no industrial value and worsen the environmental situation near the factory. The use of a solution of sludge sludge as a hardening solution will greatly simplify the technology for the preparation of a hardening solution and reduce its cost.
Целесообразно, чтобы при температуре выше 0oС твердеющий раствор был затвердевшим песчано-цементным.It is advisable that at temperatures above 0 o With the hardening solution was a hardened sand-cement.
Песчано-цементный раствор в предлагаемом закладочном материале фиксирует дробленую скальную породу от смещения отдельных ее кусков относительно друг друга. В связи с этим песчано-цементный раствор может обладать ограниченной прочностью. Основное требование, предъявляемое к нему, - проникающая способность в поры между кусками дробленой скальной породы. Sand-cement mortar in the proposed filling material fixes crushed rock from the displacement of its individual pieces relative to each other. In this regard, the sand-cement mortar may have limited strength. The main requirement for it is penetration into the pores between pieces of crushed rock.
Ограниченный объем пор в заложенном массиве требует малого расхода твердеющего раствора, а ограниченная прочность твердеющего раствора - небольшого количества цемента в его составе, и все это в совокупности снизит расход цемента для закладки выработанного пространства. The limited pore volume in the solidified mass requires a small flow rate of the hardening mortar, and the limited strength of the hardening mortar requires a small amount of cement in its composition, and all this together will reduce the consumption of cement for laying the worked out space.
Целесообразно, чтобы при этом песчано-цементный раствор дополнительно содержал пластификатор. It is advisable that the sand-cement mortar additionally contain a plasticizer.
Применение пластификатора обеспечит дополнительную подвижность песчано-цементного раствора, что увеличит зону распространения его вокруг инъектора, следовательно, снизит трудоемкость инъектирования его в заложенный массив. The use of a plasticizer will provide additional mobility of the sand-cement mortar, which will increase its distribution zone around the injector, therefore, reduce the complexity of injecting it into the embedded mass.
Целесообразно, чтобы при температуре выше 0oС твердеющий раствор был затвердевшим песчано-известковым.It is advisable that at a temperature above 0 o With the hardening solution was a hardened sand-lime.
В провинции Якутских алмазных месторождений имеются месторождения известняка. Доставка цемента на рудники Якутии - дорогостоящая операция: сначала по реке Лене пароходом, а затем автомобильным транспортом 400-800 км. There are limestone deposits in the province of the Yakut diamond deposits. Cement delivery to the mines of Yakutia is an expensive operation: first by the river Lena by boat, and then by road 400-800 km.
Целесообразно производить известь на месте и использовать песчано-известковый раствор для закрепления дробленой горной породы после ее вибрационной укладки. При этом предъявляется требование к ограниченной прочности закрепляющего твердеющего раствора. It is advisable to produce lime in place and use a sand-lime mortar to fix the crushed rock after its vibrational laying. In this case, a requirement is imposed on the limited strength of the hardening hardening mortar.
Целесообразно, чтобы при температуре выше 0oС твердеющий раствор был затвердевшим песчано-гипсовым.It is advisable that at a temperature above 0 o With the hardening solution was a hardened sand-gypsum.
В провинции Якутских алмазных месторождений имеются месторождения гипса и имеется возможность получения гипса как строительного закрепляющего материала. В практике отработки кимберлитовых трубок подземным способом возможен вариант создания заложенного массива при ограниченном времени его заполнения закладочным материалом для создания безопасных условий работы. В этих случаях целесообразно использовать песчано-гипсовый твердеющий раствор, который имеет весьма короткий период твердения. In the province of the Yakut diamond deposits there are gypsum deposits and it is possible to obtain gypsum as a building fixing material. In practice, underground mining of kimberlite pipes is possible with the option of creating a buried massif with a limited time of filling it with filling material to create safe working conditions. In these cases, it is advisable to use a sand-gypsum hardening solution, which has a very short hardening period.
Целесообразно, чтобы при температуре выше 0oС твердеющий раствор был затвердевшим раствором активированного шлака, например доменного.It is advisable that at temperatures above 0 o With the hardening solution was a solidified solution of activated slag, such as blast furnace.
В предлагаемой технологии существенно снижены требования к прочности твердеющего раствора. Можно использовать заменители цемента в виде активированного (измельченного) шлака. Его целесообразно использовать с целью сокращения расхода цемента. Шлак получают при переработке известняка, гипса и т.п. Это улучшает экологическую обстановку вблизи рудника. In the proposed technology, the requirements for the strength of the hardening solution are significantly reduced. Cement substitutes in the form of activated (crushed) slag can be used. It is advisable to use in order to reduce cement consumption. Slag is obtained by processing limestone, gypsum, etc. This improves the environmental situation near the mine.
Целесообразно, чтобы при температуре выше 0oС твердеющий раствор был затвердевшей синтетической смолой.It is advisable that at temperatures above 0 o With the hardening solution was a hardened synthetic resin.
Для условий, когда к заложенному массиву предъявляются дополнительные требования по гидроизоляции, целесообразно использовать твердеющий раствор из синтетической смолы, в том числе из смолы, склонной к вспениванию при контакте с водой. For conditions when additional requirements for waterproofing are imposed on the laid mass, it is advisable to use a hardening solution of synthetic resin, including resin, which is prone to foaming upon contact with water.
При правильном подборе гранулометрического состава дробленых скальных пород можно обеспечить минимальную пористость, что сократит расход синтетической смолы, а современное развитие инъекционной техники обеспечивает инъектирование смолы даже при естественном кливаже и трещиноватости. With the right selection of the granulometric composition of crushed rock, it is possible to ensure minimal porosity, which will reduce the consumption of synthetic resin, and the modern development of injection technology ensures the injection of resin even with natural cleavage and fracture.
При использовании вспенивающейся смолы можно получить заложенный массив с надежной гидроизоляцией. When using foaming resin, you can get a mortgaged array with reliable waterproofing.
Целесообразно, чтобы при этом синтетическая смола дополнительно содержала инертные добавки. It is advisable that the synthetic resin additionally contains inert additives.
При применении закладочного материала из дробленых скальных пород, имеющего относительно большую пористость, целесообразно использовать твердеющий раствор с синтетической смолой, дополнительно содержащей инертные добавки. Это уменьшит расход синтетической смолы, в то же время обеспечит большую зону инъектирования для каждого из инъекторов. When using filling material from crushed rock having a relatively high porosity, it is advisable to use a hardening solution with a synthetic resin that additionally contains inert additives. This will reduce the consumption of synthetic resin, while at the same time providing a large injection zone for each of the injectors.
Техническая задача решается также тем, что в способе укладки в выработанное пространство закладочного материала, включающем подачу дробленой горной породы в выработанное пространство, укладку ее с образованием заложенного массива, установку в последнем инъекторов и инъектирование твердеющего раствора в поры заложенного массива, согласно техническому решению используют закладочный материал по п.1, а одновременно с укладкой в выработанное пространство дробленой скальной породы в части его объема осуществляют равномерно распределенное вибрационное воздействие, посредством которого укладывают ее с максимально возможным коэффициентом относительной плотности сложения. The technical problem is also solved by the fact that in the method of laying in the worked-out space the filling material, including feeding crushed rock into the worked-out space, laying it with the formation of a poured mass, installing injectors in the latter and injecting a hardening solution into the pores of the poured mass, according to the technical solution, they use a paving the material according to claim 1, and at the same time laying crushed rock in part of its volume into the worked out space is carried out uniformly distributed e vibration effect through which they are laid with the maximum possible coefficient of relative density of addition.
Одновременно закладывают закладочным материалом по п.1 не весь объем выработанного пространства, а только его часть. Это необходимо для того, чтобы в выработанном пространстве, где ведется заполнение, создать вибрационное воздействие с необходимой интенсивностью. В части объема упрощается контроль, а также снижается необходимая мощность вибрационного источника. Причем возможно использование нескольких источников вибрационного воздействия, одновременно работающих в выделенной части объема выработанного пространства. По мере поступления дробленой скальной породы ее отдельные куски под действием собственного веса и вибрационного воздействия укладывают в объеме выработанного пространства. Все промежутки между крупными кусками заполняют кусками более мелкими. В технической литературе по уплотнению грунтов при строительстве насыпных плотин употребляется и узаконен термин "плотность сложения", имеется "коэффициент относительной плотности сложения", максимальное значение которого 1,0, то есть все поры между крупными кусками заполнены последовательно более мелкими кусками. При определенном гранулометрическом составе плотность сложения может быть максимально возможной, но поры присутствуют, потому что в этом составе не было кусков породы, которые бы размещались в эти поры. At the same time, laying with the filling material according to claim 1, not the entire volume of the worked out space, but only a part of it. This is necessary in order to create a vibrational effect with the necessary intensity in the worked out space where filling is carried out. In terms of volume, control is simplified, and the required power of the vibration source is also reduced. Moreover, it is possible to use several sources of vibration exposure, simultaneously working in the allocated part of the volume of the worked out space. Upon receipt of crushed rock, its individual pieces under the influence of its own weight and vibration exposure are laid in the volume of the worked out space. All the gaps between large pieces are filled with smaller pieces. In the technical literature on soil compaction during the construction of bulk dams, the term "density of addition" is used and legalized, there is a "coefficient of relative density of addition", the maximum value of which is 1.0, that is, all pores between large pieces are filled sequentially with smaller pieces. With a certain granulometric composition, the density of addition can be as high as possible, but pores are present, because in this composition there were no pieces of rock that would be placed in these pores.
Если вести одновременно с заполнением части объема выработанного пространства вибрационное воздействие на дробленые скальные породы, то можно сложить его с максимальной плотностью, образовав прочный каркас из дробленых скальных пород. If, simultaneously with the filling of a part of the volume of the worked-out space, a vibrational effect on crushed rock is carried out, then it can be folded with maximum density, forming a strong frame of crushed rock.
Каркас будет воспринимать всю статическую нагрузку. Прочность такого каркаса зависит от прочности дробленых скальных пород и крупности самой крупной фракции гранулометрического состава. Для того, чтобы требуемая прочность заложенного массива сохранялась в пределах прочности дробленых скальных пород, необходима устойчивость сложенного каркаса, то есть фиксация положения кусков в заложенном массиве. The frame will absorb all the static load. The strength of such a framework depends on the strength of crushed rock and the fineness of the largest grain size fraction. In order for the required strength of the embedded mass to remain within the strength of crushed rock, stability of the folded frame is necessary, that is, fixing the position of the pieces in the embedded mass.
Целесообразно, чтобы при температуре ниже 0oС твердеющий раствор был мерзлым глинистым.It is advisable that at a temperature below 0 o With the hardening solution was frozen clay.
Для фиксации сложенного каркаса из скальных пород поры заполняют твердеющим раствором посредством инъектирования его под давлением. To fix the folded rock cage, the pores are filled with a hardening solution by injection under pressure.
В зависимости от температуры окружающей среды можно использовать различные твердеющие растворы. Depending on the ambient temperature, various hardening solutions can be used.
При температуре ниже 0oС целесообразно, чтобы в твердеющем растворе были горные породы, содержащие воду. Прочность льда достаточна для фиксации кусков дробленых скальных пород, тщательно уложенных посредством вибрационного воздействия. В качестве заполнителя в твердеющем растворе можно использовать глину.At temperatures below 0 o With it is advisable that in the hardening solution were rocks containing water. The strength of the ice is sufficient to fix pieces of crushed rock, carefully laid by vibration. Clay can be used as a filler in the hardening solution.
Целесообразно также, чтобы при температуре ниже 0oС твердеющий раствор был мерзлым песчано-глинистым.It is also advisable that at temperatures below 0 o With the hardening solution was frozen sand and clay.
Для фиксации дробленых скальных пород, тщательно уложенных вибрационным воздействием, когда в дробленых породах отсутствует мелкая фракция, целесообразно использовать песчано-глинистый раствор с преобладанием песка в растворе, что повышает прочность заложенного массива. To fix crushed rock, carefully laid by vibration, when there is no fine fraction in crushed rocks, it is advisable to use a sand-clay solution with a predominance of sand in the solution, which increases the strength of the massif.
Целесообразно также, чтобы при температуре ниже 0oС твердеющий раствор был мерзлым зольным.It is also advisable that at a temperature below 0 o With the hardening solution was frozen ash.
Для фиксации дробленых скальных пород, тщательно уложенных вибрационным воздействием, целесообразно использовать растворы золы ТЭЦ. To fix crushed rock, carefully laid by vibration, it is advisable to use ash solutions of thermal power plants.
Растворы золы имеют повышенную проникающую способность в пористый заложенный массив. Ash solutions have an increased penetration into the porous embedded mass.
При температуре ниже 0oС твердеющий раствор может быть мерзлым раствором илового шлама обогатительной фабрики.At temperatures below 0 o With the hardening solution may be a frozen solution of sludge sludge concentrator.
Целесообразно использовать иловые шламы алмазоизвлекательных фабрик, так как они состоят из мелких фракций скальных пород и способны под давлением хорошо проникать в поры тщательно уложенного вибрационным воздействием заложенного массива. It is advisable to use sludge sludge from diamond mining factories, since they consist of small fractions of rock and are able to penetrate well under pressure into the pores of a carefully laid massif that is carefully laid by vibration.
При температуре выше 0oС твердеющий раствор может быть также затвердевшим песчано-цементным.At temperatures above 0 o With the hardening solution can also be hardened sand-cement.
Для дробленых скальных пород, тщательно уложенных вибрационным воздействием, целесообразно использовать песчано-цементный раствор, который нагнетают под давлением. Это позволяет увеличить прочность заложенного массива и снизить расход цемента. For crushed rock, carefully laid by vibration, it is advisable to use a sand-cement mortar, which is pumped under pressure. This allows you to increase the strength of the laid mass and reduce cement consumption.
При этом целесообразно, чтобы песчано-цементный раствор дополнительно содержал пластификатор. In this case, it is advisable that the sand-cement mortar additionally contain a plasticizer.
Использованием пластификатора увеличивают проникающую способность песчано-цементного раствора в поры дробленых скальных пород, тщательно уложенных вибрационным воздействием. The use of a plasticizer increases the penetrating ability of a sand-cement mortar into the pores of crushed rock, carefully laid by vibration.
При температуре выше 0oС твердеющий раствор может быть затвердевшим песчано-известковым.At temperatures above 0 o With a hardening solution may be hardened sand-lime.
Использование песчано-известкового раствора для заполнения пор в дробленых скальных породах, тщательно уложенных в массиве вибрационным воздействием, обеспечит надежную прочность массива и снизит расходы на выполнение закладочных работ за счет использования извести местного производства вместо привозного цемента. The use of sand-lime mortar to fill the pores in crushed rock, carefully laid in the massif with vibrational impact, will provide reliable strength of the massif and reduce the cost of filling works by using local lime instead of imported cement.
При температуре выше 0oС твердеющий раствор может быть затвердевшим песчано-гипсовым.At temperatures above 0 o With the hardening solution may be hardened sand-gypsum.
Использование песчано-гипсового раствора для заполнения пор в дробленых скальных породах, тщательно уложенных в массиве вибрационным воздействием, обеспечит надежную прочность, уменьшит срок твердения заложенного массива при уменьшении расхода гипса. The use of sand-gypsum mortar to fill the pores in crushed rock, carefully laid in the massif with vibrational impact, will provide reliable strength, reduce the hardening time of the massif with a decrease in gypsum consumption.
При температуре выше 0oС твердеющий раствор может быть затвердевшим раствором активированного шлака, например доменного.At temperatures above 0 o With the hardening solution may be a hardened solution of activated slag, such as blast furnace.
Использование активированного шлака, например доменного, для заполнения пор в дробленых скальных породах, тщательно уложенных в массиве вибрационным воздействием, значительно повысит прочность заложенного массива. The use of activated slag, such as blast furnace slag, to fill the pores in crushed rock, carefully laid in the massif with vibrational impact, will significantly increase the strength of the massif.
При температуре выше 0oС твердеющий раствор может быть затвердевшей синтетической смолой.At temperatures above 0 o With the hardening solution may be a hardened synthetic resin.
Использование синтетической смолы для заполнения пор в дробленых скальных породах, тщательно уложенных вибрационным воздействием в заложенном массиве, повышает прочность заложенного массива и обеспечивает его гидроизоляцию. The use of synthetic resin to fill the pores in crushed rock, carefully laid by vibration in the embedded massif, increases the strength of the embedded massif and ensures its waterproofing.
При этом целесообразно, чтобы синтетическая смола дополнительно содержала инертные добавки. It is advisable that the synthetic resin additionally contains inert additives.
Использование синтетической смолы с инертными добавками для заполнения пор в дробленых скальных породах, тщательно уложенных вибрационным воздействием в заложенном массиве, снижает расход синтетической смолы. The use of synthetic resin with inert additives to fill the pores in crushed rock, carefully laid by vibration in a solid mass, reduces the consumption of synthetic resin.
Целесообразно сначала через инъекторы вести обработку заложенного массива водяным паром, после чего инъектировать в его поры твердеющий раствор. It is advisable to first through the injectors treat the pledged array with water vapor, and then inject the hardening solution into its pores.
Обработка заложенного массива водяным паром обеспечит смачиваемость кусков дробленых скальных пород. На холодной поверхности кусков горных пород образуется тонкая пленка сконденсированной воды, которая и обеспечит смачиваемость поверхности кусков горных пород водой твердеющего раствора. Желательно использовать для этой цели перегретый водяной пар повышенной влажности (по терминологии теплотехников - "мятый водяной пар") при коротком времени воздействия, чтобы не было растепления массива; нагрев кусков перегретым водяным паром будет поверхностным. Processing the embedded mass with water vapor will ensure the wettability of pieces of crushed rock. A thin film of condensed water forms on the cold surface of the rock pieces, which will ensure the wettability of the surface of the rock pieces with the water of the hardening solution. It is advisable to use for this purpose superheated water vapor of high humidity (in the terminology of heat engineering - “crushed water vapor”) with a short exposure time, so that there is no thawing of the massif; heating the pieces with superheated water vapor will be surface.
Желательно воздействие перегретого водяного пара повышенного давления. За счет повышенного давления он проникает на большую глубину. Кроме того, затем при резком снижении давления при конденсации пара будет облегчено проникновение твердеющего раствора. Exposure to superheated high pressure steam is desirable. Due to increased pressure, it penetrates to great depths. In addition, then, with a sharp decrease in pressure during steam condensation, the penetration of the hardening solution will be facilitated.
Целесообразно инъектирование вести от кровли к почве выработанного пространства. It is advisable to inject from the roof to the soil of the worked out space.
Данный порядок инъектирования обеспечивает повышенное давление и более полное заполнение пор заложенного массива, что впоследствии увеличивает его устойчивость. This injection procedure provides increased pressure and more complete filling of the pores of the embedded array, which subsequently increases its stability.
Целесообразно также инъектирование вести от почвы к кровле выработанного пространства. Это обеспечивает полное забучивание пустот между заложенным массивом и кровлей выработанного пространства и тем самым уменьшает расслоение рудного массива. It is also advisable to inject from the soil to the roof of the worked out space. This ensures that the voids between the embedded mass and the roof of the worked-out space are completely blocked and thereby reduce the stratification of the ore mass.
Целесообразно вибрационное воздействие при укладке дробленой скальной породы вести стержневыми элементами с каналами, через которые инъектируют твердеющий раствор в поры заложенного массива выработанного пространства. It is advisable that the vibration effect when laying crushed rock is carried out by rod elements with channels through which a hardening solution is injected into the pores of the embedded mass of the mined-out space.
При ограниченных размерах ленты выработанного пространства целесообразно использовать жесткие стержневые элементы, через каналы которых в последующем инъектируют твердеющий раствор в заложенный массив, для этого к стержневым элементам присоединяют вибровозбудители. Это упрощает технику процесса инъектирования и технологию ведения закладочных работ, особенно при ограниченных размерах очистного забоя. With limited tape dimensions of the worked-out space, it is advisable to use rigid rod elements, through the channels of which subsequently hardening solution is injected into the embedded array; for this, vibration exciters are connected to the rod elements. This simplifies the injection process technique and the backfill technology, especially with limited face sizes.
Во втором варианте способа укладки в выработанное пространство закладочного материала, включающего подачу дробленой горной породы в выработанное пространство, укладку ее с образованием заложенного массива, установку в последнем инъекторов и инъектирование твердеющего раствора в поры заложенного массива, согласно техническому решению используют закладочный материал по п. 1, а одновременно с укладкой в выработанное пространство дробленой скальной породы в части его объема осуществляют равномерно распределенное вибрационное воздействие, посредством которого укладывают ее с максимально возможным коэффициентом относительной плотности сложения, а после образования заложенного массива в поры его участков инъектируют твердеющие растворы, при этом для каждого участка твердеющий раствор по одному из пп.2-12 выбирают в зависимости от состояния руды в его кровле и напряженного состояния массива в нем. In the second version of the method of laying in the worked-out space the filling material, including feeding crushed rock into the worked-out space, laying it with the formation of a solid mass, installing injectors in the latter and injecting a hardening solution into the pores of the solid mass, according to the technical solution, the filling material is used according to claim 1 and simultaneously with laying crushed rock in a part of its volume, a uniformly distributed vibration effect is carried out a means by which it is laid with the maximum possible coefficient of relative density of addition, and after the formation of the embedded mass, hardening solutions are injected into the pores of its sections, while for each section, the hardening solution is selected according to one of claims 2-12, depending on the state of the ore in it roofing and stress state of the array in it.
В зависимости от напряженного состояния руды кровли определяют необходимую прочность заложенного массива по отдельным участкам. В соответствии с этим определяют степень уплотнения укладки дробленых горных пород. Ведут вибрационное воздействие для получения заданной плотности сложения на этих конкретных участках ленты. Кроме того, подбирают инъектирующий раствор для каждого из участков. Например, в выработанном пространстве участка с неустойчивой кровлей инъектрируют твердеющий раствор повышенной прочности - песчано-цементный, а в остальную часть - глинистый раствор. Кроме того, применение твердеющего раствора с повышенной прочностью необходимо на участках, прилегающих к действующим горным выработкам, а в остальной заложенный массив можно инъектировать менее прочный твердеющий раствор. Все операции ведут по проекту, в котором отображены фактические горно-геологические условия при выработке слоя. Вышеуказанное обеспечивает повышение безопасности работ и снижение расхода дорогостоящих вяжущих веществ. Depending on the stress state of the roof ore, the necessary strength of the embedded mass is determined in separate sections. In accordance with this, determine the degree of compaction of the laying of crushed rocks. Vibration is applied to obtain a predetermined addition density at these specific sections of the tape. In addition, an injection solution was selected for each of the sites. For example, in the worked out space of a site with an unstable roof, a hardening mortar of increased strength is injected - sand-cement, and a clay solution in the rest. In addition, the use of a hardening solution with increased strength is necessary in areas adjacent to the existing mine workings, and a less solid hardening solution can be injected into the rest of the laid mass. All operations are carried out under the project, which displays the actual mining and geological conditions during the development of the layer. The above provides increased work safety and reduced consumption of expensive binders.
При этом целесообразно сначала через инъекторы вести обработку заложенного массива водяным паром, после чего инъектировать в поры участков выбранные для них твердеющие растворы. In this case, it is advisable to first treat the pledged massif through injectors with water vapor, and then inject hardening solutions selected for them into the pores of the areas.
Использование водяного пара способствует образованию пленки из конденсатной воды на кусках скальных пород в плотно уложенном участке массива, что улучшает степень инъектирования твердеющего раствора и повышает прочность. The use of water vapor promotes the formation of a film of condensate water on pieces of rock in a tightly laid section of the massif, which improves the degree of injection of the hardening solution and increases the strength.
Целесообразно инъектирование выбранных для участков твердеющих растворов вести от кровли к почве выработанного пространства. It is advisable to inject the hardening solutions selected for the plots from the roof to the worked-out soil soil.
Данный порядок инъектирования обеспечивает повышенное давление и более полное заполнение пор заложенного участка массива, что впоследствии увеличивает его устойчивость. This injection procedure provides increased pressure and more complete filling of the pores of the embedded area of the array, which subsequently increases its stability.
Целесообразно также инъектирование выбранных для участков твердеющих растворов вести от почвы к кровле выработанного пространства. Это обеспечивает полное забучивание пустот между заложенными участками массива и кровлей выработанного пространства и тем самым уменьшает расслоение рудного массива. It is also advisable to inject selected hardening mortars for sections from the soil to the roof of the worked out space. This ensures that the voids between the embedded parts of the massif and the roof of the worked-out space are completely blocked and thereby reduce the stratification of the ore mass.
Целесообразно вибрационное воздействие при укладке дробленой скальной породы вести стержневыми элементами с каналами, через которые инъектируют в поры участков заложенного массива выработанного пространства выбранные для них твердеющие растворы. It is advisable to vibrate when laying crushed rock with rod elements with channels through which selected hardening solutions selected for them are injected into the pores of the sections of the built-up array of worked out space.
При ограниченных размерах ленты выработанного пространства целесообразно использовать жесткие стержневые элементы, через каналы которых в последующем инъектируют твердеющий раствор в участок заложенного массива, для этого к стержневым элементам присоединяют вибровозбудители. Это упрощает технику процесса инъектирования и технологию ведения закладочных работ, особенно при ограниченных размерах очистного забоя. With limited tape dimensions of the worked-out space, it is advisable to use rigid rod elements, through the channels of which subsequently hardening solution is injected into the area of the embedded array, for this purpose vibration exciters are connected to the rod elements. This simplifies the injection process technique and the backfill technology, especially with limited face sizes.
Сущность технического решения поясняется примерами реализации. The essence of the technical solution is illustrated by examples of implementation.
Составляющие закладочного материала приготавливают следующим образом. The components of the filling material is prepared as follows.
Скальную горную породу дробят известными дробилками до необходимой крупности. Производят рассев дробленой скальной породы на фракции в соответствии с гранулометрическим составом. Предварительными исследованиями устанавливают, из каких объемов фракций дробленых скальных пород получают заложенный массив при максимальном сложении посредством вибрационных нагрузок с определенной остаточной пористостью. Rocky rock is crushed by known crushers to the required size. The crushed rock is sieved into fractions in accordance with the particle size distribution. Preliminary studies establish from which volumes of fractions of crushed rock formations a solid mass is obtained at maximum addition by means of vibration loads with a certain residual porosity.
Согласно выработанным рекомендациям составляют методику, в которой указаны объемы фракций дробленых скальных пород для получения определенной пористости. According to the developed recommendations, they compose a methodology that indicates the volumes of fractions of crushed rock to obtain a certain porosity.
По разработанной методике, исходя из горнотехнических условий, набирают объемы фракций дробленых скальных пород и производят смешивание фракций между собой. According to the developed method, based on mining conditions, the volumes of fractions of crushed rock are collected and the fractions are mixed together.
Все вышеперечисленные действия по приготовлению дробленой скальной породы ведут при температуре окружающей среды. Подготовленную дробленую скальную породу доставляют в забой для укладки в выработанное пространство. All of the above steps for the preparation of crushed rock are carried out at ambient temperature. Prepared crushed rock is delivered to the face for laying in the worked out space.
В зависимости от температуры в выработанном пространстве и приготовленной дробленой скальной породы (выше или ниже 0oС) производят подбор и приготовление твердеющего раствора.Depending on the temperature in the worked out space and the prepared crushed rock (above or below 0 o C), a hardening solution is selected and prepared.
При температуре ниже 0oС (отрицательной) в качестве твердеющего раствора используют мерзлые глинистый водный раствор, водный раствор золы, водный раствор илового шлама обогатительной фабрики, водный песчано-глинистый раствор.At temperatures below 0 o C (negative), a frozen clay water solution, an aqueous solution of ash, an aqueous solution of silt sludge from an enrichment factory, and an aqueous sand-clay solution are used as a hardening solution.
Для каждого из вышеперечисленных растворов специальными исследованиями устанавливают необходимое соотношение воды и твердой добавки (песка, глины с песком, золы, илового шлама обогатительной фабрики) в зависимости от пористости заложенного массива и его температуры, при которых получают наилучшее закрепление дробленой скальной породы. На основании этих исследований составляют технологическую инструкцию по приготовлению и инъектированию твердеющего раствора. For each of the above solutions, special studies establish the necessary ratio of water and solid additives (sand, clay with sand, ash, sludge from the processing plant) depending on the porosity of the massif and its temperature, at which the best consolidation of crushed rock is obtained. Based on these studies, they compose technological instructions for the preparation and injection of a hardening solution.
Твердеющие растворы определенного состава готовят в забое по технологической инструкции в зависимости от горнотехнических условий. Hardening solutions of a certain composition are prepared in the face according to the technological instructions, depending on the mining conditions.
При температуре выше 0oС (положительной) в качестве твердеющего раствора используют песчано-цементный водный раствор, песчано-цементный водный раствор с добавлением пластификатора, песчано-известковый водный раствор, песчано-гипсовый водный раствор, водный раствор активированного шлака, например доменного. Для каждого из вышеперечисленных твердеющих водных растворов согласно проведенным специальным исследованиям составляют технологическую инструкцию по приготовлению и инъектированию его в заложенный массив.At temperatures above 0 o C (positive), a sand-cement water solution, a sand-cement water solution with the addition of a plasticizer, a sand-lime water solution, a sand-gypsum aqueous solution, an aqueous solution of activated slag, for example blast furnace, are used as a hardening solution. For each of the aforementioned hardening aqueous solutions, according to the conducted special studies, they compose technological instructions for the preparation and injection of it into the embedded mass.
При составлении технологической инструкции учитывают горнотехнические условия заложенного массива и свойства каждого из твердеющих растворов. When compiling the technological instructions, the mining conditions of the embedded mass and the properties of each of the hardening solutions are taken into account.
Кроме того, в качестве твердеющего раствора может быть использована синтетическая твердеющая смола или синтетическая твердеющая смола, дополнительно содержащая инертные добавки. In addition, as a hardening solution can be used synthetic hardening resin or synthetic hardening resin, optionally containing inert additives.
Твердеющие растворы на основе вяжущих веществ при температуре выше 0oС готовят в забое по технологической инструкции с учетом горнотехнических условий выработанного пространства и заложенного дроблеными скальными породами массива.Hardening solutions based on binders at temperatures above 0 o C are prepared in the face according to the technological instructions, taking into account the mining and technical conditions of the worked out space and the massif laid by crushed rock formations.
Пример осуществления способа укладки в выработанное пространство закладочного материала. An example implementation of the method of laying in the developed space of the filling material.
По первому варианту способа доставленную в забой дробленую скальную породу определенного гранулометрического состава укладывают в часть объема выработанного пространства, образуя заложенный массив. После образования заложенного массива в его поры инъектируют приготовленный твердеющий раствор. According to the first variant of the method, crushed rock delivered to the face, of a certain granulometric composition, is placed in part of the volume of the worked out space, forming a solid mass. After the formation of the embedded mass, the prepared hardening solution is injected into its pores.
При температуре ниже 0oС инъектируют водные растворы, например глины, до полного насыщения пор заложенного массива. Работы ведут по технологической инструкции, в которой указано конечное давление инъектирования для каждого конкретного случая.At temperatures below 0 o With injected aqueous solutions, such as clay, until the saturation of the pores of the solid array. Work is carried out according to the technological instructions, which indicate the final injection pressure for each specific case.
За счет отрицательной температуры окружающей среды (дробленой скальной породы, выработанного пространства и руды) вода в глинистом растворе, размещенная в порах, замерзает и фиксирует положение каждого куска уложенной дробленой скальной породы. Дробленая скальная порода является основным несущим элементом заложенного массива, а замерзший глинистый раствор только фиксирует положение каркаса из дробленых скальных пород. Due to the negative ambient temperature (crushed rock, worked out space and ore), the water in the clay solution, placed in the pores, freezes and fixes the position of each piece of crushed rock laid. Crushed rock is the main bearing element of the massif, and frozen clay mud only fixes the position of the frame of crushed rock.
В зависимости от горнотехнических условий в качестве твердеющего раствора при температуре ниже 0oС могут быть использованы замерзающие водный глинистый, водный песчано-глинистый, водный зольный, водный раствор илового шлама обогатительной фабрики.Depending on the mining conditions, as a hardening solution at temperatures below 0 o C can be used freezing aqueous clay, water sand-clay, water ash, water solution of sludge sludge enrichment factory.
При температуре выше 0oС инъектирование ведут песчано-цементным раствором по технологической инструкции, в которой указано давление инъектирования для каждого конкретного случая. Причем в виду того, что основную несущую функцию выполняет каркас из уложенных кусков дробленой скальной породы определенного гранулометрического состава, снижают требования к прочности твердеющего песчано-цементного раствора. "Кубиковая" прочность твердеющего песчано-цементного раствора может быть минимально возможной, что снизит расход цемента.At temperatures above 0 o With the injection lead sand-cement mortar according to the technological instructions, which indicate the injection pressure for each specific case. Moreover, in view of the fact that the main bearing function is performed by the frame of stacked pieces of crushed rock of a certain granulometric composition, they reduce the strength requirements of a hardening sand-cement mortar. The "cube" strength of the hardening sand-cement mortar may be the minimum possible, which will reduce the consumption of cement.
Для обеспечения дополнительной подвижности песчано-цементного раствора целесообразно использовать пластификаторы, которые снизят трудоемкость инъектирования твердеющего раствора в поры заложенного массива. To provide additional mobility of the sand-cement mortar, it is advisable to use plasticizers, which will reduce the complexity of injecting the hardening mortar into the pores of the embedded mass.
Кроме того, при температуре выше 0oС в качестве твердеющего раствора могут быть использованы твердеющие растворы: песчано-известковый, песчано-гипсовый, из активированного шлака, например доменного. Применение каждого из перечисленных растворов проводят по технологической инструкции для конкретных горнотехнических условий.In addition, at temperatures above 0 o With as a hardening solution can be used hardening solutions: sand-lime, sand-gypsum, from activated slag, such as blast furnace. The use of each of the listed solutions is carried out according to the technological instructions for specific mining conditions.
Инъектирование могут производить твердеющими синтетическими смолами, когда по горнотехническим и горно-геологическим условиям требуется дополнительная гидроизоляция выработанного пространства около охраняемых горных выработок. В качестве синтетических смол можно использовать вспенивающиеся при контакте с водой, а также синтетические смолы с инертными добавками. Injection can be done with hardening synthetic resins, when, according to mining and geological conditions, additional waterproofing of the worked out space near protected mine workings is required. As synthetic resins, foaming in contact with water can be used, as well as synthetic resins with inert additives.
Одновременно с укладкой в выработанное пространство дробленой скальной породы в части его объема осуществляют равномерно распределенное вибрационное воздействие, посредством которого укладывают ее с максимально возможным коэффициентом относительной плотности сложения. Simultaneously with the laying of crushed rock into the worked out space, a uniformly distributed vibration effect is carried out in part of its volume, by means of which it is laid with the maximum possible relative density coefficient.
Одновременно закладывают не весь объем выработанного пространства, а только его часть. Это необходимо для того, чтобы в выработанном пространстве, где ведется заполнение, создать вибрационное воздействие с необходимой интенсивностью. При этом упрощается контроль интенсивности вибрационного воздействия, а также снижается необходимая мощность вибрационного источника. Причем возможно использование нескольких источников вибрационного воздействия, одновременно работающих в выделенной части объема выработанного пространства. По мере поступления дробленой скальной породы ее отдельные куски под действием собственного веса и вибрационного воздействия укладывают в объеме выработанного пространства. Все промежутки между крупными кусками заполняют кусками более мелкими, образуя прочный каркас из дробленых скальных пород. Каркас будет воспринимать всю статическую нагрузку. Прочность такого каркаса зависит от прочности дробленых скальных пород и крупности ее самой крупной фракции. Для того, чтобы требуемая прочность заложенного массива сохранялась в пределах прочности дробленых горных пород, необходима устойчивость сложенного каркаса, то есть фиксация положения кусков в заложенном массиве, для чего заполнение пор ведут инъектированием твердеющего раствора в зависимости от горнотехнических условий. At the same time, not the entire volume of the worked out space is laid, but only a part of it. This is necessary in order to create a vibrational effect with the necessary intensity in the worked out space where filling is carried out. This simplifies the control of the intensity of the vibration effect, and also reduces the required power of the vibration source. Moreover, it is possible to use several sources of vibration exposure, simultaneously working in the allocated part of the volume of the worked out space. Upon receipt of crushed rock, its individual pieces under the influence of its own weight and vibration exposure are laid in the volume of the worked out space. All the gaps between large pieces are filled with smaller pieces, forming a solid frame of crushed rock. The frame will absorb all the static load. The strength of such a framework depends on the strength of crushed rock and the size of its largest fraction. In order for the required strength of the embedded mass to remain within the strength of crushed rocks, stability of the folded frame is necessary, that is, fixing the position of the pieces in the embedded mass, for which pores are filled by injection of a hardening solution depending on mining conditions.
Перед ведением работ по инъектированию твердеющего раствора в поры заложенного массива могут производить обработку, например, перегретым водяным паром. Через инъектор в заложенный массив подают перегретый водяной пар в течение 5-30 секунд. Время обработки перегретым водяным паром выбирают с учетом того, чтобы не было растепления массива, а на дробленых скальных породах успела образоваться пленка из конденсатной воды, которая способствует проникновению твердеющего раствора и лучшему сцеплению его с кусками скальных пород. После обработки перегретым водяным паром ведут инъектирование твердеющего раствора в заложенный массив. Before conducting work on the injection of a hardening solution into the pores of a solidified array, they can be treated, for example, with superheated water vapor. Overheated water vapor is supplied through the injector into the embedded array for 5-30 seconds. The treatment time with superheated water vapor is chosen taking into account that there is no thawing of the massif, and a film of condensate water has formed on crushed rock, which facilitates the penetration of the hardening solution and its better adhesion to pieces of rock. After treatment with superheated water steam, the hardening solution is injected into the embedded mass.
Инъектирование в заложенный массив через инъекторы твердеющего раствора можно вести в зависимости от горнотехнических условий в нисходящем порядке, начиная от кровли выработанного пространства к почве, или в восходящем порядке - от почвы к кровле с применением всех вышеописанных твердеющих растворов. Injection into the embedded mass through the injectors of the hardening mortar can be carried out depending on the mining conditions in a descending order, starting from the roof of the worked out space to the soil, or in an ascending order from the soil to the roof using all the hardening solutions described above.
Укладку дробленой скальной породы в ограниченном объеме выработанного пространства можно производить вибрационными стержневым элементами, через каналы которых в последующем ведут инъектирование твердеющего раствора в оставшиеся поры заложенного массива. The crushed rock can be laid in a limited volume of the worked out space by vibrating rod elements, through the channels of which subsequently the hardening mortar is injected into the remaining pores of the solidified mass.
При укладке дробленой скальной породы в ограниченном объеме выработанного пространства можно одновременно производить и инъектирование твердеющего раствора в заложенный массив. При этом возможен вариант, когда в качестве вибрационных источников используют стержневые элементы, через каналы которых ведут инъектирование в заложенный массив или его участки, а в качестве источника вибрационных воздействий используют специальные устройства. When laying crushed rock in a limited amount of worked out space, it is possible to simultaneously inject the hardening mortar into the embedded mass. At the same time, a variant is possible when rod elements are used as vibration sources, through whose channels they are injected into the embedded array or its sections, and special devices are used as a source of vibration effects.
По втором варианту способа инъектирование в заложенный массив выработанного пространства через инъекторы твердеющего раствора производят участками. В зависимости от горнотехнических условий выбирают участки, которые инъектируют более прочными твердеющими растворами или менее прочными, а также в целях гидроизоляции для инъектирования выбирают синтетическую вспенивающуюся смолу, что позволяет управлять кровлей очистного пространства и снижать расходы на закладочные работы. Остальные операции производят так же, как в первом варианте способа. According to the second variant of the method, injection into the embedded array of the worked-out space through the injectors of the hardening solution is carried out in sections. Depending on the mining conditions, areas that are injected with stronger hardening solutions or less durable are chosen, and for the purpose of waterproofing for injection, a synthetic foaming resin is chosen that allows you to control the roof of the treatment space and reduce the cost of laying work. The remaining operations are performed in the same way as in the first embodiment of the method.
Claims (33)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001104570A RU2203426C2 (en) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | Stowage material and process of its laying in worked-out space (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001104570A RU2203426C2 (en) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | Stowage material and process of its laying in worked-out space (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001104570A RU2001104570A (en) | 2003-01-20 |
| RU2203426C2 true RU2203426C2 (en) | 2003-04-27 |
Family
ID=20246188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001104570A RU2203426C2 (en) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | Stowage material and process of its laying in worked-out space (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2203426C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462598C1 (en) * | 2011-04-25 | 2012-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф.Горбачева" (КузГТУ) | Filling mixture compound |
| RU2723317C1 (en) * | 2019-12-04 | 2020-06-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Method of erection of artificial safety ice-broken pillars at development of deposits in cryolite zone |
| CN114889124A (en) * | 2022-05-23 | 2022-08-12 | 昆明理工大学 | Preparation method of rock mechanics experiment test piece |
-
2001
- 2001-02-19 RU RU2001104570A patent/RU2203426C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462598C1 (en) * | 2011-04-25 | 2012-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф.Горбачева" (КузГТУ) | Filling mixture compound |
| RU2723317C1 (en) * | 2019-12-04 | 2020-06-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Method of erection of artificial safety ice-broken pillars at development of deposits in cryolite zone |
| CN114889124A (en) * | 2022-05-23 | 2022-08-12 | 昆明理工大学 | Preparation method of rock mechanics experiment test piece |
| CN114889124B (en) * | 2022-05-23 | 2023-12-15 | 昆明理工大学 | Rock mechanics experiment test piece preparation method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Patel | Geotechnical investigations and improvement of ground conditions | |
| Akroyd | Concrete: properties and manufacture | |
| Bell | Engineering in rock masses | |
| US12017963B2 (en) | Flowable compositions and methods of utilizing and producing the same | |
| Archibong et al. | A review of the principles and methods of soil stabilization | |
| Kazemian et al. | Assessment of stabilization methods for soft soils by admixtures | |
| CN102515683A (en) | Filling paste prepared from salt deposit exploitation tail salt and consolidated filling method thereof | |
| KR102187101B1 (en) | Construction method of improvement of soft ground having surface processing, soil improving and soil accumulation effects through improvement of natural soil of soft ground or outside soil | |
| Bodi et al. | Polyurethane grouting technologies | |
| Munfakh | Ground improvement engineering–the state of the US practice: part 1. Methods | |
| RU2203426C2 (en) | Stowage material and process of its laying in worked-out space (versions) | |
| Holtz et al. | Soil improvement | |
| Bilal et al. | A study on advances in ground improvement techniques | |
| RU2290513C1 (en) | Method for backfilling vertical course of coal mine | |
| Munfakh et al. | Ground improvement engineering-issues and selection | |
| RU2602565C1 (en) | Backfilling mass erection method | |
| Kassymkanova et al. | Development of Solutions for: Hardening, Strengthening the Sides of the Quarry; Suppression Dust Formation on the Quarry Roads | |
| Islam et al. | Stabilization of peat by deep mixing method: a critical review of the state of practics | |
| Lun | Soil reinforcing technique in mine backfilling | |
| RU2804631C1 (en) | Method for creating intraground protection of hydraulic structures in cryolithozone | |
| Baytar | Effects of fly ash and desulphogypsum on the geotechnical properties of Çayırhan soil | |
| Ram et al. | Ground Improvement Methods to Increase Weak Soil's Bearing Capacity | |
| Aboutabikh | Application of Treated Oil Sands Drill Cuttings Waste in Micropiles Construction | |
| Someehneshin | Investigation of cemented tailings backfill and wellbore stability for narrow vein mining by drilling | |
| Baker Jr et al. | Foundation Design and Performance of the World's Tallest Building, Petronas Towers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090220 |