RU2436963C1

RU2436963C1 - Movable connection strap for creation of filling mass in underground mine workings

Info

Publication number: RU2436963C1
Application number: RU2010114670/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Павлович Зубов (RU); Владимир Павлович Зубов; Григорий Васильевич Овчаренко (RU); Григорий Васильевич Овчаренко
Priority date: 2010-04-13
Filing date: 2010-04-13
Publication date: 2011-12-20
Also published as: RU2010114670A

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: device includes metal pressure shield in the form of rectangular parallelepiped consisting of four triangular prisms attached to each other, the bases of which have the shape of oblique right triangle, drain pipes with filters and sampling pipes with plug, door opening with door made in the shield, soft covers arranged on upper and lateral sides of shield, the height of which exceeds distance between shield and mine working section outline at their complete filling with compressed air. At bottom, on the side of filling mass the shield is equipped with rubber-coated canvas. Soft covers installed to lateral sides of shield are arranged on brackets attached throughout the height of connection strap to its side walls. Width of brackets is accepted equal to 2/3 of width of soft covers, and distance between brackets is determined from the following ratio: h_max>a>h_min, where a - distance between brackets, m; h_max - maximum height of soft covers at supply of compressed air to it, m; h_min - minimum height of soft covers after air discharge from it, m.

EFFECT: reducing labour intensity at installation of connection strap, increasing efficiency and improving reliability of control of filling mass.

5 dwg

Description

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для перекрытия протяженных горных выработок большого сечения участками при закладочных работах.The invention relates to the field of mining and can be used to block extended mine workings of large cross-section by sections during laying operations.

Известна перемычка для изоляции горных выработок от закладочного материала, включающая корпус со скошенными по всему периметру гранями, которые обхватываются мягкой оболочкой, причем большое основание корпуса размещено со стороны закладочного материала (А.с. 625053, Кл. E21F 15/02, БИ №35, 1978).A well-known jumper for isolating mine workings from filling material, including a housing with beveled edges around the perimeter, which are wrapped in a soft shell, the large base of the housing is located on the side of the filling material (A. S. 625053, class. E21F 15/02, BI No. 35 , 1978).

Недостатком конструкции является необходимость устраивать специальную нишу для установки перемычки, что вызывает дополнительную трудоемкость по ее установке. Кроме того, изготовление прочных мягких оболочек больших размеров и сложной формы затруднительно из-за отсутствия технологии и технологических средств.The disadvantage of the design is the need to arrange a special niche for installing the jumper, which causes additional laboriousness for its installation. In addition, the manufacture of durable soft shells of large sizes and complex shapes is difficult due to the lack of technology and technological tools.

Известна перемычка для перекрытия горных выработок, включающая соединенные между собой надувные баллоны из эластичного материала с воздухоподающими клапанами, причем надувные баллоны выполнены виде установленных клин в клин прямоугольных призм с трапецеидальном основанием, при этом с одной стороны баллоны через один снабжены прорезиненными фартуками площадью, равной площади боковой поверхности призмы, ограниченной стороной большего основания трапеции и высотой призмы (А.с. 1382981, кл. E21F 15/02, БИ №11, 1988).A well-known jumper for blocking mines, including interconnected inflatable balloons made of elastic material with air supply valves, moreover, inflatable balloons made in the form of installed wedges in a wedge of rectangular prisms with a trapezoidal base, while on one side of the cylinder through one equipped with rubberized aprons with an area equal to the area the side surface of the prism, limited by the side of the larger base of the trapezoid and the height of the prism (A.S. 1382981, class E21F 15/02, BI No. 11, 1988).

Однако сборка такой перемычки, особенно при больших сечениях закладываемой выработки, - процесс трудоемкий и требует значительно много времени, к тому же сопротивляемость такой перемычки давлению закладочного материала незначительна, что вызывает необходимость применения дополнительных мероприятий по повышению ее устойчивости (например, применения удерживающих канатов, закрепленных в боках выработки).However, the assembly of such a jumper, especially at large sections of the paved mine, is a labor-intensive process and requires a lot of time, moreover, the resistance of such a jumper to the pressure of the filling material is insignificant, which necessitates the use of additional measures to increase its stability (for example, the use of holding ropes fixed on the sides of the workout).

Известна перемычка для создания закладочного массива в подземных горных выработках, включающая металлический напорный щит, состоящий из отдельных элементов, скрепленных между собой болтами, взаимодействующий с мягкой оболочкой, снабженной патрубком для подачи сжатого воздуха, трубы для дренажа с фильтрами и трубы для отбора проб с заглушкой (А/с. 617607, Кл. E21F 15/02, БИ №28, 1978).Known jumper to create a filling array in underground mines, including a metal pressure shield, consisting of individual elements fastened together by bolts, interacting with a soft shell equipped with a pipe for supplying compressed air, a drainage pipe with filters and a sampling pipe with a plug (A / S. 617607, CL. E21F 15/02, BI No. 28, 1978).

Однако надежность такой перемычки невысокая, так как порыв в одном месте кольцевой мягкой оболочки приводит к выходу из строя всей конструкции. Кроме того, изготовление прочных мягких оболочек больших размеров и сложной формы затруднительно из-за отсутствия технологии и технологических средств.However, the reliability of such a jumper is low, since a rupture in one place of an annular soft shell leads to failure of the entire structure. In addition, the manufacture of durable soft shells of large sizes and complex shapes is difficult due to the lack of technology and technological tools.

Известна передвижная перемычка для создания закладочного массива в подземных горных выработках, взятая в качестве прототипа, включающая металлический напорный щит, состоящий из отдельных элементов, скрепленных между собой болтами, мягких оболочек, снабженных патрубками для подачи сжатого воздуха, трубы для дренажа с фильтрами и трубы для отбора проб с заглушкой, металлический напорный щит выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда, состоящего из четырех треугольных, скрепленных между собой, призм, основания которых имеют форму равнобедренного прямоугольного треугольника, при этом высоту треугольных призм принимают больше расстояния между кровлей закладываемой выработки и металлическим напорным щитом, в котором размещен дверной проем, с дверью, открывающейся в направлении расположения закладочного массива, а с верхней и боковых сторон щита размещены мягкие оболочки, высота которых при полном их наполнении сжатым воздухом превышает расстояние между металлическим напорным щитом и контуром сечения выработки, а в нижней части, со стороны закладочного массива, металлический напорный щит снабжен прорезиненным фартуком (патент RU 2375579 C1, МПК E21F 15/02).Known mobile jumper to create a filling array in underground mines, taken as a prototype, including a metal pressure shield, consisting of individual elements fastened together by bolts, soft shells equipped with nozzles for supplying compressed air, pipes for drainage with filters and pipes for sampling with a plug, the metal pressure shield is made in the form of a rectangular parallelepiped, consisting of four triangular, bonded together, prisms, the bases of which are in the form of p the right-angled triangle, while the height of the triangular prisms is greater than the distance between the roof of the pit and the metal pressure shield, in which the doorway is located, with the door opening in the direction of the filling array, and soft shells are placed on the top and sides of the shield, the height of which when fully filled with compressed air, it exceeds the distance between the metal pressure shield and the contour of the working section, and in the lower part, on the side of the filling array, The thrust pressure shield is equipped with a rubberized apron (patent RU 2375579 C1, IPC E21F 15/02).

Однако при передвижке перемычки возникает необходимость в снятии мягких оболочек, расположенных с боков металлического щита, а затем в их установке, причем устанавливать необходимо по одной оболочке, а затем поочередно заполнять их воздухом, что приводит к дополнительной трудоемкости работ по ее возведению и большим затратам времени, особенно при больших сечениях закладываемой выработки.However, when moving the jumper, there is a need to remove the soft shells located on the sides of the metal shield, and then to install them, moreover, it is necessary to install one shell each and then fill them with air one by one, which leads to additional laborious work on its construction and time-consuming , especially with large sections of the paved output.

Техническим результатом является снижение трудоемкости работ при установке передвижной перемычки для создания закладочного массива в подземных горных выработках.The technical result is to reduce the complexity of the work when installing a mobile jumper to create a filling array in underground mines.

Технический результат достигается тем, что в передвижной перемычке для создания закладочного массива в подземных горных выработках, включающей металлический напорный щит, выполненный в форме прямоугольного параллелепипеда, состоящего из четырех треугольных скрепленных между собой призм, основания которых имеют форму равнобедренного прямоугольного треугольника, трубы для дренажа с фильтрами и трубы для отбора проб с заглушкой, дверной проем с дверью в металлическом напорном щите, мягкие оболочки, размещенные с верхней и боковых сторон металлического щита, высота которых при полном их наполнении сжатым воздухом превышает расстояние между металлическим напорным щитом и контуром сечения выработки, а в нижней части со стороны закладочного массива металлический напорный щит снабжен прорезиненным фартуком, согласно изобретению мягкие оболочки, установленные к боковым сторонам металлического щита передвижной перемычки, размещают на кронштейнах, прикрепленных по всей высоте перемычки к ее боковым стенкам, причем ширину кронштейнов принимают равной 2/3 ширины мягких оболочек, а расстояние между кронштейнами определяют из соотношенияThe technical result is achieved by the fact that in a movable bridge for creating a filling mass in underground mine workings, including a metal pressure shield made in the shape of a rectangular parallelepiped, consisting of four triangular prisms connected to each other, the bases of which are in the form of an isosceles right-angled triangle, pipes for drainage with filters and sampling pipes with a plug, a doorway with a door in a metal pressure shield, soft shells placed on the top and side n of a metal shield, the height of which, when fully filled with compressed air, exceeds the distance between the metal pressure shield and the contour of the working section, and in the lower part from the backfill array, the metal pressure shield is equipped with a rubberized apron, according to the invention, soft shells mounted to the sides of the metal shield jumpers are placed on the brackets attached along the entire height of the bridge to its side walls, and the width of the brackets is equal to 2/3 of the width of the soft ochek, and the distance between the brackets is determined by the relation

h_max>a>h_min,h _max >a> h _min ,

где а - расстояние между кронштейнами, м;where a is the distance between the brackets, m;

h_max - максимальная высота мягких оболочек при подаче в них сжатого воздуха, м;h _max - the maximum height of the soft shells when compressed air is supplied to them, m;

h_min - минимальная высота мягких оболочек после выпуска из них воздуха, м;h _min - the minimum height of the soft shells after the release of air from them, m;

На фиг.1 показана конструкция перемычки в сечении закладываемой выработки при выпуске сжатого воздуха из мягких оболочек; на фиг.2 - вид перемычки по линии I-I; на фиг.3 показана конструкция перемычки в сечении закладываемой выработки при наполнении мягких оболочек сжатым воздухом; на фиг.4 показан узел А, в котором показано расположение мягких оболочек на кронштейнах, прикрепленных к боковым стенкам металлического напорного щита и выпуске сжатого воздуха из мягких оболочек; на фиг.5 показан узел А, в котором показано расположение мягких оболочек на кронштейнах, прикрепленных к боковым стенкам металлического напорного щита и наполненных сжатым воздухом мягких оболочек.Figure 1 shows the design of the jumper in the cross section of the pledged mine when releasing compressed air from the soft shells; figure 2 is a view of the jumper along the line I-I; figure 3 shows the design of the jumper in cross section of the pledged workings when filling soft shells with compressed air; figure 4 shows the node A, which shows the location of the soft shells on the brackets attached to the side walls of the metal pressure shield and the release of compressed air from the soft shells; figure 5 shows the node A, which shows the location of the soft shells on the brackets attached to the side walls of the metal pressure shield and filled with compressed air soft shells.

Передвижная перемычка для создания закладочного массива в подземных горных выработках выполнена из металлического щита 1 в форме прямоугольного параллелепипеда, состоящего из четырех треугольных призм 2, скрепленных между собой по основанию с помощью накладных пластин 3 и болтов 4. Металлические призмы имеют форму в основании равнобедренного прямоугольного треугольника и при соединении между собой повернуты на 90 градусов относительно высоты. При этом высоту треугольных призм h_П (фиг.2) принимают больше расстояния d между кровлей закладываемой выработки 5 и металлическим напорным щитом 1 (h_П>d), что позволяет предотвратить опрокидывание перемычки (так как при повороте перемычки она будет расклиниваться между стенками выработки). С верхней и боковых сторон щита размещают мягкие оболочки 6 прямоугольной формы с патрубками 7 для подачи и выпуска сжатого воздуха. Патрубки выступают в сторону, противоположную закладочному массиву 8. Мягкие оболочки размещают с зазором Δ между стенками закладываемой выработки 5. В верхней металлической треугольной призме размещена труба 9 для подачи закладочного материала, в нижней треугольной призме - труба 10 для дренажа с фильтром 11 и две трубы 12, 13 для отбора проб. Последние, разной длины и диаметра, установлены одна в другой. Труба 13 закрыта заглушкой 14. С нижней стороны металлический напорный щит 1 со стороны закладочного массива 8 снабжен прорезиненным фартуком 15, а в средней части нижней металлической треугольной призмы размещен дверной проем с дверью 16, открывающейся в направлении расположения закладочного массива 8. К боковым сторонам металлического щита по всей высоте передвижной перемычки прикреплены кронштейны 17 (фиг.4-5), ширину b_м которых принимают равной 2/3 ширины b_м мягких оболочек, а расстояние между кронштейнами определяют из соотношенияThe movable jumper to create a filling mass in underground mine workings is made of a metal shield 1 in the form of a rectangular parallelepiped, consisting of four triangular prisms 2, fastened together by a base using patch plates 3 and bolts 4. The metal prisms have a shape at the base of an isosceles right-angled triangle and when connected to each other, rotated 90 degrees relative to height. In this case, the height of the triangular prisms h _P (Fig. 2) is taken to be greater than the distance d between the roof of the paved mine 5 and the metal pressure shield 1 (h _P > d), which helps prevent the jumper from tipping over (since when the jumper turns, it will wedge between the walls of the mine ) Soft shells 6 of rectangular shape with nozzles 7 for supplying and discharging compressed air are placed on the top and sides of the shield. The pipes protrude in the direction opposite to the filling array 8. The soft shells are placed with a gap Δ between the walls of the paved mine 5. In the upper metal triangular prism there is a pipe 9 for feeding filling material, in the lower triangular prism there is a pipe 10 for drainage with a filter 11 and two pipes 12, 13 for sampling. The latter, of different lengths and diameters, are installed one in the other. The pipe 13 is closed by a plug 14. On the lower side, the metal pressure shield 1 on the side of the filling array 8 is equipped with a rubberized apron 15, and in the middle part of the lower metal triangular prism there is a doorway with a door 16 opening in the direction of the filling array 8. Toward the sides of the metal brackets 17 are attached over the entire height of the movable bridge to the panel (FIGS. 4-5), the width b _{m of} which is taken to be 2/3 of the width b _{m of} soft shells, and the distance between the brackets is determined from the ratio

h_max>a>h_min,h _max >a> h _min ,

Использование кронштейнов указанных параметров позволяет перекрывать зазоры между металлическим щитом и боковыми породами закладываемой выработки при наполнении мягких оболочек сжатым воздухом и удерживать мягкие оболочки при передвижке передвижной закладочной перемычки без дополнительных работ по демонтажу и монтажу, а также повысить сопротивляемость закладочному массиву за счет уменьшения зазора со стороны боковых пород закладываемой выработки.Using the brackets of these parameters allows you to close the gaps between the metal shield and the lateral rocks of the paved mine when filling soft shells with compressed air and hold the soft shells while moving the movable bookmark jumper without additional dismantling and installation work, as well as increase the resistance to the stowage array by reducing the side clearance lateral rocks of mortgaged mine.

Работа перемычки заключается в следующем. На почву закладываемой выработки укладывают повернутую на 90 градусов относительно высоты металлическую треугольную призму 2, с дверным проемом и дверью 16. Далее по бокам две последующие призмы 2, одна из которых снабжена трубами 12, 13 для отбора проб, причем боковые призмы укладывают таким образом, чтобы между боковыми призмами и стенками выработки 5 был зазор d (фиг.1). На кронштейны 17 размещают по одной мягкой оболочке 6. Затем на три уложенных призмы укладывают сверху четвертую призму с зазором d между кровлей закладываемой выработки, в котором также размещают мягкую оболочку 6 высотой h₁ (фиг.1). По патрубку 7 подают сжатый воздух вначале в мягкие оболочки 6, расположенные в боках выработки, а затем в мягкую оболочку, расположенную между тремя уложенными металлическими призмами 2 и кровлей закладываемой выработки 5. С помощью мягких оболочек 6 (так называемых монтажных) перемещают металлические призмы относительно друг друга таким образом, чтобы их можно было соединить между собой с помощью накладных пластин 3 и болтов 4. После соединения четырех треугольных призм 2 образовался металлический щит 1 в форме прямоугольного параллелепипеда высотой h (фиг.1, 2, 3). Затем так называемые (монтажные) мягкие оболочки разгружают, а с боковых сторон щита по высоте закладываемой выработки Н (начиная от подошвы до кровли выработки) в зазорах между щитом и закладываемой выработкой размещают мягкие оболочки 6 с патрубками 7 для подачи и выпуска сжатого воздуха. Мягкие оболочки размещают также и на щите между кровлей выработки и щитом так, чтобы патрубки выступали в сторону, противоположную закладочному массиву 8, с зазором Δ между мягкой оболочкой и стенками закладываемой выработки (фиг.1). В мягкие оболочки подают сжатый воздух и распирают перемычку между стенками выработки (фиг.3). По трубе 9 подают закладочный материал за передвижную перемычку, а с помощью трубы 10 с фильтром 11 осуществляется дренаж закладочного массива 8. После затвердевания закладочного массива (контроль за состоянием закладочного массива осуществляется с помощью труб 12, 13, закрытых заглушкой 14) мягкие оболочки 6 разгружаются (осуществляется выпуск сжатого воздуха), передвижная перемычка передвигается на новое место (например, с помощью лебедки). Перемычка устанавливается на новом месте. Осуществляют контроль за состоянием перемычки со стороны закладочного массива, используя дверной проем с дверью 16, открывающейся в направлении расположения закладочного массива 8. Подают сжатый воздух в мягкие оболочки 6 до контакта их с контуром выработки. Распирают перемычку между стенками 7 выработки, а далее процесс подачи закладочного материала, дренаж и контроль за состоянием закладочного массива повторяют. Передвижка закладочной перемычки осуществляется участками по 20-30 м, и так на всю длину закладываемой выработки. После закладки 1-го слоя передвижная перемычка разбирается и переводится в другую выработку (нижележащий слой). После чего операции по сборке и передвижке передвижной перемычки повторяются.The jumper is as follows. A metal triangular prism 2, rotated 90 degrees relative to the height, with a doorway and a door 16 is laid on the soil of the pledged excavation. Next, two subsequent prisms 2, one of which is equipped with sampling pipes 12, 13, and the side prisms are laid in this way so that between the side prisms and the walls of the working 5 there was a gap d (figure 1). One soft shell 6 is placed on the brackets 17. Then, a fourth prism is placed on top of three stacked prisms with a gap d between the roof of the work to be laid, in which a soft shell 6 of height h _{1 is} also placed (Fig. 1). At the nozzle 7, compressed air is first supplied to the soft shells 6 located on the sides of the mine, and then to the soft shell located between the three laid metal prisms 2 and the roof of the laid mine 5. Using soft shells 6 (so-called mounting), the metal prisms are moved relative to each other so that they can be interconnected using patch plates 3 and bolts 4. After connecting the four triangular prisms 2, a metal shield 1 is formed in the shape of a rectangular parallelepip and a height h (Figure 1, 2, 3). Then, the so-called (mounting) soft shells are unloaded, and on the sides of the shield along the height of the laid workout N (starting from the bottom to the roof of the workout), soft shells 6 with nozzles 7 for supplying and discharging compressed air are placed in the gaps between the shield and the laying workout. Soft shells are also placed on the shield between the roof of the excavation and the shield so that the pipes protrude in the direction opposite to the stowage array 8, with a gap Δ between the soft shell and the walls of the workout to be laid (Fig. 1). Compressed air is supplied into soft shells and the jumper between the walls of the mine is bursting (Fig. 3). The filling material is fed through the pipe 9 to the movable jumper, and using the pipe 10 with a filter 11, the filling of the filling array 8 is drained. After the filling of the filling array (the state of the filling array is monitored using pipes 12, 13 closed by plug 14), the soft shells 6 are unloaded (compressed air is released), the movable jumper moves to a new place (for example, using a winch). The jumper is installed in a new place. They monitor the condition of the jumper from the side of the filling array, using a doorway with a door 16 opening in the direction of the location of the filling array 8. Compressed air is fed into the soft shells 6 until they come into contact with the output circuit. The jumper is bursting between the walls 7 of the excavation, and then the process of supplying filling material, drainage and monitoring the state of the filling array is repeated. The movement of the filling jumper is carried out in sections of 20-30 m, and so on the entire length of the paved mine. After laying the 1st layer, the mobile jumper is disassembled and transferred to another mine (underlying layer). After that, the assembly and moving operations of the mobile jumper are repeated.

Применение предлагаемой передвижной перемычки для создания закладочного массива в подземных горных выработках большого сечения участками, при закладочных работах, позволит повысить эффективность и надежность управления закладочным массивом при закладке протяженных горных выработок и слоевой выемке полезного ископаемого.The use of the proposed movable bridge to create a filling mass in underground mines of large cross-section by sections during laying operations will improve the efficiency and reliability of managing the filling mass when laying long mines and layer mining of minerals.

Claims

A movable bridge to create a stowage array in underground mines, including a metal pressure shield made in the shape of a rectangular parallelepiped, consisting of four triangular prisms fastened together, the bases of which are in the form of an isosceles right-angled triangle, drainage pipes with filters and pipes for sampling with a cap, a doorway with a door in a metal pressure shield, soft shells placed on the top and sides of the metal shield, the height of which at floor their filling with compressed air exceeds the distance between the metal pressure shield and the contour of the production cross section, and in the lower part on the side of the filling array the metal pressure shield is equipped with a rubberized apron, characterized in that the soft shells installed on the sides of the metal shield of the movable bridge are placed on the brackets attached along the entire height of the jumper to its side walls, the width of the brackets being equal to 2/3 of the width of the soft shells, and the distance between the brackets is determined pour from the ratio:
h _max >a> h _min ,
where a is the distance between the brackets, m;
h _max - the maximum height of the soft shells when compressed air is supplied to them, m;
h _min - the minimum height of the soft shells after the release of air from them, m