SU752051A1 - Способ упрочнени закладочного массива - Google Patents

Description

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства соляными породами.

Известен способ упрочнения закладочного массива, заключающийся в добавлении в закладочный материал скрепляющей добавки в смеси с ангидридовыми соединениями тяжелых металлов [1].

Недостатком указанного способа является расход дорогостоящих добавок.

Кроме того, известен способ упрочнения закладочного массива, заключающийся в возведении закладочного массива из сыпучих соляных пород и пропускании через него стимулятора процесса твердения, в качестве которого используют воздух, кислород или разбавленную серную кислоту [2].

Недостатком этого способа является низкая интенсивность твердения закладочного массива.

Целью изобретения является интенсификация процесса твердения.

Это достигается тем, что в закладочном массиве укладывают перфорированные трубы, по которым в качестве стимулятора процесса твердения пропускают насыщенный пар, при этом закладочный массив увлажняют до 5—11% влажности породной массы по весу.

На фиг. 1 изображена закладываемая камера, вертикальный разрез; на фиг. 2 — 5 разрез А—А на фиг. 1; на фиг. 3 приведены экспериментальные данные зависимости . прочности закладки от степени увлажнения ее насыщенным паром; на фиг. 4 — зависимость прочности закладки от расстояния Ю между уложенными в закладочном массиве перфорированными трубами.

Способ осуществляется следующим образом.

После отработки рудного тела 1 (напри15 мер, крутопадающего), на высоту технологического слоя производят работы по закладке выработанного пространства 2. По восстающему 3 укладывают магистральный паропровод 4, из которого затем подают 20 пар в распределительное устройство 5 и далее в перфорированные трубы 6, уложенные в соляной закладке 7 и оборудованные заглушками 8. Закладочный массив ограждают переносной опалубкой 9.

При подаче в выработанное пространство, заполненное соляными породами, пара, последний, конденсируясь, нагревает породу и растворяет часть соли. После прекращения подачи пара часть соли, охлаждаясь, кристаллизуется, связывая отдельные частицы в затвердевшую массу. Таким образом, образуется монолитный закладочный массив.

После обработки закладочного массива паром вокруг трубы 6 образуется канал 10 размером больше трубы на 1—3 см, что позволяет извлекать перфорированные трубы из соли и многократно использовать их.

Возможность реализации способа проверялась экспериментально на моделях, позволявших обработать паром соляную породу с объемным весом 2,2 т/м³.

Модель объемом 1 м³ заполнили сухой солью, затем через нее по нескольким перфорированным трубам диаметром 30 мм, равномерно распределенным по всему объему, пропускали пар. Количество труб и расстояние между ними изменяли. Среднее время прохождения пара через соль составляло 70—80 мин. За это время одной трубой обрабатывали зону радиусом 10— 75 см. Содержание воды в образцах изменялось от 3 до 24%. Температура пара колебалась от 100 до 105°С.

После сушки в естественных условиях, продолжительность которой составляла 94—100 ч, прочность на одноосное сжатие образцов, выпиленных из массива, имеющего влажность до сушки 5—11%, изменялась в пределах 24—32 кг/см².

Лучшие показатели получены в зонах, где влажность массива после обработки его паром составляла 7—8%: 27—32 кг/см² (см. кривую 11 на фиг. 3).

Применение виброуплотнения после обработки паром позволяет улучшить показатели прочности на одноосное сжатие. Виброуплотнение обеспечивает более равномерное распределение воды в образце, уменьшает объем пустот, увеличивает плотность среды.

Прочность на одноосное сжатие после обработки паром и виброуплотнения возрастает до 42—45 кг/см² (кривая 12 на фиг. 3).

При вводе воды менее 5% соляные породы не получают достаточного количества '*· влаги, что влйяет на монолитность закладки и прочностные свойства.

При вводе воды более 11 % происходит размыв соли, нарушается сплошность структуры, наблюдается большое количество каверн, что приводит к ухудшению прочностных свойств и пластичности закладки.

Расстояние между перфорированными трубами рекомендуется 80—160 см; при уменьшении расстояния между трубами увеличивается количество ослабленных зон в закладке, что приводит к ухудшению прочностных свойств массива. При расположении труб на расстоянии более 160 см увеличивается время обработки паром, что приводит к перенасыщению и размыву зов, прилегающих к паропроводу (кризая 13 на фиг. 4).

Предложенный способ упрочнения закладочного массива позволяет интенсифицировать процесс твердения закладочного массива без добавления в него скрепляющих веществ и за счет этого увеличить нагрузку на очистной забой.

Claims (2)

1. тицы в затвердевшую массу. Таким образом , образуетс  монолитный закладочный массив. После обработки закладочного массива паром вокруг трубы 6 образуетс  канал 10 размером больше трубы на 1-3 см, что нозвол ет извлекать иерфорированные трубы из соли и многократно использовать их. Возможность реализации способа нровер лась экснернментально на модел х, позвол вших обработать иаром сол ную породу с объемным весом 2,2 т/м. Модель объемом 1 м занолннли сухой солью, затем через нее по нескольким иерфорированным трубам диаметром 30 мм, равномерно распределениым по всему объему , пропускали пар. Количество труб и рассто ние между ними измен лн. Среднее врем  прохождени  пара через соль составл ло 70-80 мин. За это врем  одной трубой обрабатывали зону радиусом 10- 75 см. Содержание воды в образцах измен лось от 3 до 24%. Температура пара колебалась от 100 до 105°С. После сушки в естественных услови х, иродолжнтельность которой составл ла 94-100 ч, прочность на одноосное сжатие образцов, выпиленных из массива, имеющего влажность до сушки 5-11%, измеи лась в пределах 24-32 кг/см. Лучшие показатели получены в зонах, где влажность массива после обработки его паром составл ла 7-8%: 27-32 кг/см (см. кривую 11 на фиг. 3). Применение виброуилотиени  после обработки паром позвол ет улучшить показатели прочности на одноосное сжатие. Виброунлотнение обеспечивает более равномерное распределение воды в образце, умеиьшает объем пустот, увеличивает плотность среды., Прочность па одноосное сжатие после обработки иаром и виброуилотнени  возрастает до 42-45 кг/см (крива  12 на фиг. 3). При вводе воды менее 5% сол ные породы не получают достаточного количества влагИ; что вли ет на монолитность закладки и прочностиые свойства. При вводе воды более 11 % происходит размыв соли, нарушаетс  сплошиость структуры , иаблюдаетс  большое количество кавери , что приводит к ухудшению прочностных свойств и пластичиости закладки. Рассто ние между нерфорированиыми трубами рекомендуетс  80-160 см; нрн уменьшении рассто ии  между трубами увеличиваетс  количество ослаблеииых зон Б закладке, что приводит к ухудшению прочностных свойств массива. При расположении труб на рассто нии более 160 см увеличиваетс  врем  обработки наром, что прнводит к переиасышеиию и размыву зои, прилегаюш.их к паропрово/ху (крива  13 на фиг. 4). Предложениый способ унрочиени  закладочиого массива позвол ет имтеисифицировать процесс твердени  закладочного массива без добавлени  в него скреил юших веш,еств и за счет этого увеличить нагрузку на очистной забой. Формула изобретени  Способ упрочиеии  закладочиого массива , заключающийс  в возведеиии закладочиого массива из сыпучих сол ных иород и пропускании через пего стимул тора процесса твердени , отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса твердени , в закладочном массиве укладывают перфорироваиные трубы, по которым в качестве стимул тора процесса твердени  пропускают пасышенный пар, при этом закладочный массив увлажи ют до 5-11% влажности нородиой массы по весу. Источпики информации, прин тые во виимаиие при экспертизе 1. Патент ГДР 103484, кл. 5d 15/08, оиубл. 1974.
2. 2. Патент Англии N° 1048704, кл. Е IF 53, опубл. 1966 (прототип).

   ...-. :--:-- -У.--; -.-.Л:Л-.Т

   .;-ч ---А- .- ;/-й -.1 : -. -л.: ..V . -4

   .. л - л: -л -л и . ..:&.. . -j . . .. .: .д . .

   :б

   . /i . -а ..- л . : S /. - л л- . . i . . А . . .;.

   л .и

   . . . 3 . J . л . /Т

   27г/г. 7

   J э f е S

   /хй5)

   .

   /

   32

   30

   2S

   IS

   24

   22

   20

   Г8

   W

   W

   12W

   gsЧ- 280 30 WO т 120 т no rso т no rso rso I,CM

   IpUi.f