SU929874A1

SU929874A1 - Method and apparatus for isolating mine workings at filling-in

Info

Publication number: SU929874A1
Application number: SU802994549A
Authority: SU
Inventors: Леонид Васильевич Малетин; Виктор Алексеевич Мельников; Александр Иванович Мохов; Михаил Оверкович Журавель
Priority date: 1980-10-16
Filing date: 1980-10-16
Publication date: 1982-05-23

Description

(54) СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ПРИ ЗАКЛАДКЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(54) METHOD OF INSULATION OF MINING WORKS AT LAYING AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

1one

Изобретение относитс -к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства твердеющими смес ми, преимущественно дл изол ции контакта текучей твердеющей закладки с искусственными (шахтные перемычки) или естественными (горные массивы) ограждени ми. В первом случае - дл предотвращени прорыва закладки в действующие горные выработки, во втором - дл сокращени разубоживани полезного ископаемого закладочным материалом при выемке смежных с закладкой массивов .The invention relates to - mining and can be used in underground mining of mineral deposits with laying of the developed space with hardening mixtures, mainly for isolating the contact of a fluid hardening bookmark with artificial (mine lintels) or natural (mountain massifs) fences. In the first case, to prevent the breakthrough of the bookmark into the existing mine workings, in the second case, to reduce the dilution of the mineral with backfill material when excavating the arrays adjacent to the bookmark.

Известен способ изол ции горных выработок при закладке, заключающийс в установке изолирующих ограждений перед подачей закладочного материала. Устройство дл осуществлени данного способа включает жесткую щарнирно складывающуюс раму переменной высоты, заключенную в проем кольцевого герметизирующего пневмобаллона с эластичным материалом, закрепленным по наружному (с ограждением)There is a method of isolating the mine workings during the laying, which consists in installing insulating barriers before feeding the filling material. A device for carrying out this method includes a rigid, hingedly folding frame of varying height, enclosed in an aperture of an annular sealing pneumocylinder with an elastic material fixed on the outside (with a guard)

с пневмобаллоном KOHTVи внутреннему рам 1.with KOHTV air bag and internal frame 1.

Недостатками данного способа изол ции горных выработок при закладке и устройства дл его осуществлени вл ютс сложность осуществлени и слаба надежность герметизирующего баллона, которому приданы функции несущего элемента. Эти недостатки обусловлены значительным посто нством изолируемых поверхностей, а также практическим отсутствием инженерных методов расчета эластичных оболочек к длительному воздействию внутренних и наружных переменных нагрузок в услови х агрессивного воздействи среды на клеевыеThe disadvantages of this method of isolating the mine workings during the laying and the device for its implementation are the complexity of the implementation and the poor reliability of the sealing cylinder, which has been given the functions of a supporting element. These shortcomings are due to the considerable constant of the insulated surfaces, as well as the practical absence of engineering methods for calculating elastic shells to the long-term effects of internal and external variable loads under conditions of aggressive environmental influences on adhesive surfaces.

15 соединени оболочек (твердение закладки вл етс результатом взаимодействи щелочей , сопровождающеес тепловыделением). Кроме того, данные способ и устройство предусматривают возведение изолирующей15 of the compound of the shells (the setting hardening is the result of the interaction of alkali, accompanied by heat generation). In addition, this method and device provide for the construction of an insulating

20 перемычки до начала закладки, поэтому при значительных размерах устройство обладает больщой парусностью, что делает его неустойчивым к воздействию взрывных работ , проводимых на смежных участках. Известен также способ изол ции горных выработок при закладке, заключающийс в установке перед подачей закладочного материала жесткого каркаса и накладывании на него эластичной обшивки на всю высоту изолируемой выработки. Устройство дл осуществлени способа включает несущую стойку с шарнирно соединенными с ней стержн ми, образующими жесткий каркас, и эластичную общивку, выполненную с возможностью образовани складок между стержн ми и закрепленную отдельно на каждом стержне 2J. Недостатками известного технического решени вл ютс трудоемкость возведени ограждени , вызванна фиксированием эластичной общивки на каждом стержне , а также слаба устойчивость ограждени к воздействию сейсмических и ударных волн от взрывных работ, проводимых на смежных с закладываемым участках, обусловленна высокой парусностью зшастичной обшивки. Это обсто тельство вынуждает производить дополнительные работы по предотвращению нарушений герметичности ограждени или накладывать ограничени на производство взрывных работ на смежных участках на период до полной закладки выработанного пространства, длительность которой может составить несколько суток, что, в свою очередь, снижает интенсивность отработки месторождени . Целью изобретени вл етс снижение трудоемкости изол ции горных выработок н повышение устойчивости ограждени в процессе закладки к воздействию взрывных работ за счет снижени парусности. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу изол ции горных выработп , ппи ч кл пкр пкли и юигйму , ток при закладке, включающему установку жесткого каркаса и накладывание на него эластичной обшивки, последнюю закрепл ют одни.м концом на почве закладываемой выра-ботки и накладывают на жесткий каркас одновременно с подачей закладочного материала , при этом обшивку разматывают на величину прироста объема закладки. Устройство дл осуществлени способа изол ции горных выработок при закладке снабжено элементом с положительной плавучестью , например пневмобаллоном, при этом эластична обшивка свернута на этОм элементе в рулон. Положительный эффект достигаетс , тем что свободна часть эластичной обшивки находитс в свернутом состо нии на элементе с положительной плавучестью, и обеспечивает минимальную парусность ограждени в процессе закладки, а поверхность ограждени изолируют обЦ1ивкой только на величину прироста объема закладки в данный момент времени, оставл не перекрытой остальную площадь жесткого каркаса, способного противосто ть действию ударных волн от взрывных работ. Это обсто тельство позвол ет совмещать операции по закладке и изол ции закладываемого пространства с производством добычных работ на прилегающих участках. Положительный эффект, снижающий трудоемкость операций по изол ции закладки , возникает благодар тому, что противоположный конец эластичной обшивки закреплен на элементе с положительной плавучестью , а свободна часть обшивки свернута на этом элементе в рулон. В процессе закладки эластична обшивка развертываетс с рулона без участи человека под действием выталкивающих сил, возникающих в процессе закладки за счет разности в плотности элемента с положительной плавучестью и закладки, Предпочтительно в качестве эле.мента с положительной плавучестью использовать пневмобаллон цилиндрической формы. На фиг. 1 изображено изолирующее ограждение со стороны закладываемого пространства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. на фиг. 3 - схема работы устройства в процессе закладки выработанного пространства. Устройство содержит горизонтальные прогоны I из составных балок фасонного профил , закрепленные анкерами 2 у бортов выработки, к балкам жестко с помощью хомутов 3 креп тс вертикальные стойки 4, выполненные из балок того же профил и типоразмера, что и прогоны. На стоиках закреплены с помощью ст жных петель горизонтальные полосы из металлической сетки - Основна изолирующа обшивка 6 из эластичного материала заделана одним кон«« со стороны почвы закладЬшаемого пространства В фартук 7, выполненный ИЗ прорезиненной ленты, а противоположный конец эластичной обшивки закреплен на элементе 8 с положительной плавучестью (например пневмобаллоне цилиндрической формы), при этом свободный конец эластичной изолируюЩ й обшивки свернут на этом элементе в 9 в сторону закладываемого пространства . Изол цию горных выработок при с помощью предлагаемого устройства осуществл ют следующим образом. До начала закладочных работ в месте установки перемычки, изолирующей действующую выработку от закладки, размечают шпуры под анкеры 2 дл установки их в одной плоскости. Анкерами фиксируют горизонтальные прогоны 1 из металлических составных балок фасонного профил (например U-образной формы, примен емой дл арочного креплени ), к которым жестко с помощью хомутов 3 креп т составные стойки 4, выполненные из балок того же профил и типоразмера, что и прогоны. К стойкам с помощью ст жных петель креп т горизонтальные полосы из металлической20 jumpers before the start of the bookmark, therefore, with significant dimensions, the device has a large sail area, which makes it unstable to the effects of blasting operations carried out in adjacent areas. There is also known a method of isolating the mine workings during the laying, which consists in installing a rigid frame before feeding the filling material and applying an elastic skin to it over the entire height of the workings to be insulated. A device for carrying out the method includes a carrier rack with hinges connected with it, rods forming a rigid frame, and an elastic extension made with the possibility of wrinkling between the rods and fixed separately on each rod 2J. The disadvantages of the known technical solution are the laboriousness of erecting the fence caused by fixing the elastic common on each rod, as well as the weak resistance of the fence to the effects of seismic and shock waves from blasting operations carried out on adjacent plots due to the high windage of the sheath. This circumstance makes it necessary to carry out additional work to prevent breaches of the tightness of the fence or impose restrictions on blasting operations in adjacent areas for a period up to complete laying out of the exhausted space, the duration of which can be several days, which, in turn, reduces the intensity of field development. The aim of the invention is to reduce the laboriousness of isolating the mine workings and increase the stability of the barrier in the process of laying to the effects of blasting operations by reducing the windage. The goal is achieved by the fact that, according to the method of isolating the mine workings, PPI CLR PCR PCL and UG, the current during the laying, including the installation of a rigid frame and overlaying elastic sheathing on it, is fixed with one m end to the soil of the laying paving and impose on a rigid frame simultaneously with the filing of the backfill material, while the casing is unwound by the amount of increase in the volume of the bookmark. A device for carrying out the method of isolating the mine workings with a bookmark is provided with an element with positive buoyancy, for example, an air ballon, while the elastic skin is folded onto this element into a roll. The positive effect is achieved by the fact that the free part of the elastic covering is in the collapsed state on the element with positive buoyancy, and ensures minimal fencing of the barrier during the laying process, and insulate the surface of the fence by only increasing the volume of the bookmark at a given time, leaving the rest the area of a rigid frame capable of withstanding the action of shock waves from blasting. This circumstance makes it possible to combine operations on laying and isolating the pledged space with the production of mining operations in the adjacent areas. The positive effect, which reduces the laboriousness of the isolation of the bookmark, is due to the fact that the opposite end of the elastic skin is fixed on the element with positive buoyancy, and the free part of the skin is rolled up on this element. In the process of laying, the elastic lining unfolds from the roll without the human being under the action of pushing forces arising in the process of laying due to the difference in the density of the element with positive buoyancy and laying, It is preferable to use a cylindrical air bladder as a positive buoyancy element. FIG. 1 depicts an insulating fence from the side of the pledged space; in fig. 2 shows section A-A in FIG. 1. in FIG. 3 is a diagram of the operation of the device in the process of laying out the goaf The device contains horizontal purlins I of the composite beams of a shaped profile, fixed by anchors 2 at the beams, and vertical posts 4, made of beams of the same profile and size as the purlins, are rigidly fastened to the beams. On the pillars, horizontal strips of metal mesh are fastened with the help of strapping loops - The main insulating lining 6 made of elastic material is embedded with one end on the soil side of the laid space B apron 7, made of rubberized tape, and the opposite end of the elastic covering is fixed to the element 8 s positive buoyancy (for example, a cylindrical air bladder), while the free end of the elastic insulating skin is rolled on this element in 9 in the direction of the pledged space. Isolation of mine workings with the help of the device proposed is carried out as follows. Before starting the filling operations, in the place where the jumper is installed, which isolates the effective output from the bookmark, mark the holes for the anchors 2 for their installation in the same plane. Anchors fix horizontal runs 1 made from metal composite beams of a shaped profile (for example, U-shaped, used for arch fastening), to which composite stands 4 made of beams of the same profile and frame size are rigidly fixed with straps 3 . Horizontal strips of metal are fastened to the racks with the help of fastening loops.

сетки 5 (например, типа планцирной), располага узлы ст жки со стороны сохран емой выработки. Смонтированное таким образом основание представл ет собой каркас который вл етс устойчивым к внешним нагрузкам благодар жесткому креплению элементов между собой и с перекрываемым контуром выработки, а благодар чеистой структуре - способным свободно пропускать пр мые и обратные ударные воздушные волны от взрывных работ.grids 5 (for example, of planking type), the tie-down nodes are located on the side of the retained development. The base thus assembled is a frame that is resistant to external loads due to the rigid attachment of elements to each other and with an overlapping production circuit, and due to a cellular structure capable of freely passing forward and backward air waves from blasting.

Основную изолируюш,ую обшивку 6 из эластичного материала (например типа «бельтинг,и фильтроткань ПХВ, стекловолокно , мешковина и т. п.) заранее прикрепл ют одним концом к элементу с положительной плавучестью цилиндрической фор .мы (например пневмобаллон, фанерна труба, круглый лес и т. п.) и свертывают свободную часть обшивки на этот элемент в рулон 9. Рулон с обшивкой укладывают вдоль нижнего основани стоек 4 таким образом , чтобы направление намотки обшивки было обращено в сторону закладки, а сам рулон вл лс преградой на пути подхода закладки, после чего производ т закладку выработанного пространства.The main insulation, the skin 6 of elastic material (for example, type "belting, and PVC filter cloth, fiberglass, sackcloth, etc.) is pre-attached to the positive-buoyancy element of the cylindrical shape (for example, pneumocylinder, plywood pipe, round forest, etc.) and roll the free part of the skin onto this element into a roll 9. The skin roll is laid along the bottom of the pillars 4 so that the winding direction of the skin is facing the tab, and the roll itself is an obstacle to the approach s pads, after which the developed space is laid.

В процессе закладки в текучей закладочной смеси с плотностью 1,8-2,1 т/м в месте контакта с рулоном возникают подъемные .силы (благодар разности в плотност х сред закладки и элемента с положительной плавучестью); которые с ростом уровн закладочной смеси разматывают в сторону от закладки рулон с обшивкой вдоль стоек снизу вверх только на величину прироста объема текучей закладки, благодар моменту от равнодействующей Р (от силы напора 1 и выталкивающей силы РВ ) относительно кромки обшивки, зажатой закладкой (точка А на фиг. 3).During the laying process, lifting forces arise in the fluid filling mixture with a density of 1.8-2.1 t / m at the point of contact with the roll (due to the difference in densities between the media of the bookmark and the element with positive buoyancy); which, with an increase in the level of the filling mixture, unwind to the side of the tab, the roll with plating along the racks from the bottom up only by the amount of increase in the volume of the fluid tab, due to the moment from the resultant P (on the force 1 and the buoyant force PB) on the edge of the plating, clamped by the tab in Fig. 3).

Таким образом, в период закладки изолируют только часть ограждени на величину прироста объема твердеющей смеси, а неприжата закладкой обшивка находитс в свернутом состо нии в рулоне на элементе с положительной плавучестью, что до минимума снижает общую парусность ограждени , тем самым позвол совмещать операции по закладке с добычными работами на прилегающих участках. По окончакию закладки и затвердевани массива основна часть ограждени вместе с элементом с положительной плавучестью извлекаетс дл повторного использовани .Thus, during the laying-out period, only part of the fence is isolated by the amount of increase in the volume of the hardening mixture, and the liner is not pressed by the tab is in the collapsed state in a roll on the element with positive buoyancy, which reduces the overall windage of the fence to a minimum, thereby allowing the laying operations to be combined with mining operations in the adjacent areas. At the end of the laying and solidification of the massif, the main part of the enclosure, together with the positive buoyancy element, is removed for reuse.

По сравнению с базовыми объектами использование предлагаемых технических решений дает снижение парусности ограждений более чем в 7 раз; отсутствие порывов в ограждении благодар расположению свободной части общивки в свернутом состо нии в рулоне; снижение трудоемкости монтажа, так как размотка основной части общивки происходит под действием выталкивающих сил от разности плотностей плавающего элемента и текучей закладочной смеси; повыщение надежности изол ции.Compared with the basic objects, the use of the proposed technical solutions gives a reduction in the sail area of the fences by more than 7 times; the absence of gusts in the fence due to the location of the free part of the machine in a collapsed state on a roll; reducing the complexity of the installation, since the unwinding of the main part of obshchivki occurs under the action of pushing forces from the difference in density of the floating element and the fluid filling mixture; increased isolation reliability.

Использование предлагаемого способа изол ции горных выработок при закладке и устройства дл его осуществлени в услови х , например. Норильского горно-металлургического комбината, позвол ет получить экономический эффект около 200;0 тыс. руб. в год.The use of the proposed method for isolating mine workings during the laying and the device for its implementation under conditions, for example. Norilsk Mining and Smelting Plant, allows to obtain an economic effect of about 200; 0 thousand rubles. in year.

Claims

Invention Formula

). A method of isolating mine workings during laying, including installing a rigid frame and laying on it an elastic casing, characterized in that, in order to reduce the laboriousness of insulating mine workings and increasing the stability of the barrier during the laying process to the effects of blasting operations by reducing the windage, the elastic covering fixed at one end on the soil of the laying of my production and impose on a rigid frame at the same time as the filling material is fed, the casing is unwound by the amount of volume increase akladki.

2. A device for isolating mine workings when laying, including a rigid frame and an elastic casing, characterized in that the device is provided with an element with n (5) buoyancy, while the elastic casing is rolled up on this element.

Sources of information taken into account in the examination

1. USSR author's certificate No. 605993, cl. E 21 F 15/02, 1976.

2. USSR author's certificate

No. 593002, cl. E 21 F 15/02, 1975 (prototype). 7 FIG.