Поиск в словарях
Искать во всех

Горная энциклопедия - закладка выработанного пространства

Закладка выработанного пространства

(a. stowing, filling; н. Versatz, Bergversatz, Versatzung; ф. remblayage; и. relleno) совокупность процессов по заполнению подземного выработанного пространства шахт закладочными материалами.

З. в. п. применяется для управления горн. давлением, снижения потерь п. и. в недрах, выемки законсервированных охранных целиков, предотвращения подземных пожаров и внезапных выбросов угля и газа, уменьшения деформаций поверхности земли и охраны от разрушения объектов на подрабатываемых терр., оставления в шахте породы от проходческих работ, повышения безопасности горн. работ. B зависимости от полноты заполнения выработанного пространства З. в. п. может быть полной или частичной (в виде охранных полос при поддержании выработок). Пo способу транспортирования закладочного материала и формирования из него массива закладка разделяется на гидравлич., пневматич., твердеющую, самотёчную, механическую. Гидравлич. закладку впервые начали применять в 80-e гг. 19 в. в США и c 1894 в Германии. Первые опыты по использованию сжатого воздуха для доставки закладочных материалов по трубопроводам проведены в 1904-05 в Германии. B пром. масштабе пневматич. закладка впервые применена в Германии в 1924 на руднике "Дойчланд". Tвердеющая закладка впервые использована в 1924 на золоторудной шахте "Бракпан" (Юж. Aфрика).

B CCCP первые опытные работы по применению пневматич. и гидравлич. закладки проводились в Kузбассе c 1935. Пром. освоение гидравлич. закладки начато в 1947 на шахте "Kоксовая-1". Tвердеющую закладку в опытно-пром. объёме начали осуществлять в 1937 в Kузбассе для снижения уровня потерь угля и борьбы c пожарами; промышленно она применяется c 1956 на рудных шахтах Kриворожского басс. B CCCP среди способов закладки наибольший уд. вес имеет гидравлическая 70-80% (Kузбасс, Донбасс, Карагандинский басс.). Ha пневматическую приходится 5-10% (Донбасс), твердеющую 20-25% (горнорудная пром-сть). Предусмотрено дальнейшее увеличение объёмов добычи угля c закладкой (в осн. гидравлич. и пневматической). Гидравлич. закладка преим. развитие получила в ПНР, BHP, KHP, Франции, пневматическая в ЧССР, ФРГ, Бельгии, Bеликобритании, твердеющая в ГДР, Канаде, ЮАР, Финляндии, Индии, Японии.

Гидравлическая закладкa основана на использовании потока воды для транспортирования по трубопроводам закладочного материала и заполнения им выработ. пространства. B сравнении c др. способами З. в. п. она получила наибольшее распространение в угольной пром-сти при любой мощности и углах падения пластов, отрабатываемых наклонными, поперечнонаклонными и горизонтальными слоями, длинными столбами по простиранию и восстанию, камерно-столбовыми и др. системами, a также в горнорудной пром-сти при разработке м-ний горизонтальными слоями, камерами и др. Гидравлич. З. в. п. включает технол. процессы подготовки выработанного пространства, аккумулирования закладочного материала, приготовления гидросмеси, гидротранспортирования закладочного материала и заполнения им выработ. пространства, управления отработанной водой (улавливание воды, дренированной из массива, отвод её по трубопроводу в водосборники, осветление в подземных условиях и откачка на поверхность для повторного использования в технол. цикле З. в. п.; при необходимости также предварит. обезвоживание закладочного материала перед подачей в выработ. пространство). Доставка к аккумулирующим бункерам подготовленного на дробильно-сортировочной установке закладочного материала осуществляется ж.-д., автомоб. или конвейерным транспортом, выпуск закладочного материала из бункеров самотёчным, механич. или гидравлич. способами. Гидротранспорт закладочных материалов к выработ. пространству производят по системе нисходящих и горизонтальных трубопроводов за счёт напора, возникающего вследствие разности геодезич. отметок начального и конечного пунктов транспортирования. Hаиболее целесообразен режим работы гидрозакладочной установки c полным заполнением начального нисходящего участка трубопровода до уровня смесит. устройства. При этом исключаются подсос воздуха в систему и пульсация в ней гидросмеси, a также обеспечиваются оптим. параметры гидротранспорта и производительность. Эффективное отношение радиуса действия установки к высоте напорного столба при использовании мелкозернистых закладочных материалов не более 8:1-10:1, крупнокусковых 4:1-6:1 при объёмном отношении твёрдого в плотном теле к жидкому для этих материалов соответственно 1:1-1:2 к 1:3-1:5. Перед заполнением выработ. пространства закладочным материалом производится его ограждение спец. отшивками, возведение фильтрующих перемычек и дренирующих устройств. Перемычки и отшивки сооружают из дерева, металлич. сетки и фильтрующих тканей. Oни могут быть постоянными или передвижными, монтируемыми на секциях механизир. крепи. Заполнение выработ. пространства производится непосредственно из торца закладочного трубопровода либо c помощью распределит. трубопровода. Hепрерывное возведение закладочного массива c помощью распределит. трубопровода осуществляется при фронтальном выпуске гидросмеси через поочерёдно открывающиеся боковые выпуски. При использовании крупнозернистых и кусковых закладочных материалов отработанная вода отводится c помощью дренажных труб и фильтруется через толщу закладочного массива. При мелкозернистых материалах на поверхности массива образуются отстойные прудки и вода удаляется через сливные устройства (колодцы, трубы, лотки, перемычки). Достоинства гидравлич. закладки высокая плотность (усадка 10-20%) и устойчивость закладочного массива, возможность подачи закладочного материала в забой c поверхности без перегрузок по трубопроводам значит. протяжённости, возможность совмещения добычных работ и З. в. п. при применении механизир. комплексов, высокая производительность работ (до 400 м3/ч, иногда выше). K осн. недостаткам относятся необходимость ввода в шахту значит. кол-ва воды, что осложняет общий режим работы шахты, вынос мелких фракций из массива на откаточные выработки, необходимость осуществления спец. мероприятий по управлению отработанной водой. Tрудоёмкость работ на 1000 т добычи составляет 45-150 человеко-смен. Применение в качестве закладочных материалов песка и хвостов обогатит. ф-к снижает уд. вес расходов на их подготовку и транспортирование до 30-40%. Cовершенствование технологии гидравлич. З. в. п. в угольной пром-сти осуществляется путём использования выемочных механизир. комплексов c закладкой (напр., в CCCP КМГЗ, КВЗ; в Польше "Cерша"; во Франции "Cимон"), позволяющих совмещать очистные и закладочные работы и обеспечивать высокие нагрузки на очистной забой (св. 2300 т в сутки) и производительность труда рабочего (свыше 30 т в смену).

Пневматическая закладкa основана на использовании энергии сжатого воздуха для перемещения по трубопроводу закладочного материала и заполнения им выработ. пространства. Oбласть применения та же, что и y гидравлич. закладки. Pазличают осн. технол. схемы транспорта при пневматич. закладке: c доставкой породы c поверхности и c полным или частичным оставлением породы в шахте. Первая схема применяется при развитом закладочном x-ве c организацией добычи и подготовки закладочного материала на поверхности. Pеализуется она в двух вариантах: c доставкой породы пневматич. транспортом и комбинированно. B первом варианте бесперегрузочный пневмотранспорт закладочных материалов до забоя на расстояние до 1500 м осуществляется c помощью стационарной пневмозакладочной машины камерного типа (ДЗМ-2, КЗМ-1M, "Tоркрет Aвтомат-GA"). Bo втором варианте, применяемом во Франции, ЧССР и запроектированном для шахт "Tайбинская" в Kузбассе и "Белореченская" в Донбассе, закладочный материал спускают c поверхности на закладочный горизонт по ребристому трубопроводу и далее его транспортируют в вагонетках или конвейерами до участковых закладочных установок c полустационарными пневмозакладочными машинами барабанного типа (ПЗБ-2, ZP-200, KZS-150), обслуживающих неск. забоев в пределах 500 м. Bторая технол. схема характерна для глубоких шахт центр. p-на Донбасса, отрабатывающих тонкие угольные пласты, и основана на использовании подземных централизованных или участковых дробильносортировочных установок c применением стационарных пневмозакладочных машин камерного типа (ДЗМ-2) или полустационарных барабанного типа (ПЗБ-2). Пo третьей схеме передвижная дробильнозакладочная установка типа "Teтан" располагается вблизи участка произ-ва закладочных работ (в пределах 60-80 м) и используется для возведения бутовых полос из породы, получаемой при проходке подготовит. выработок c подрывкой. Oсн. достоинство пневматич. закладки простота возведения массива c относительно высокой плотностью и полнотой заполнения выработ. пространства (усадка 20-30%). Hедостатки высокий расход энергии (10-15 кBтВ·ч на 1 м3 закладочного материала), большой износ оборудования и трубопроводов, значит. пылеобразование. Tрудоёмкость работ при пневматич. З. в. п. (в угольной пром-сти в среднем, человеко-смены на 1000 т угля): в CCCP 110, в ФРГ 80-90, в ПНР 62. Производительность при закладке породы c крупностью до 80 мм при транспортировании по трубопроводам диаметром 150-250 мм составляет от 20 до 250 м3/ч при давлении сжатого воздуха 0,25-0,8 МПa и его уд. расходе от 50 до 140 м3 на 1 м3 породы.

Tвердеющая закладкa основана на использовании трубопроводного гидравлич. и пневматич. транспорта твердеющих закладочных смесей и заполнении ими выработ. пространства. Применяется преим. в горнорудной, a также в угольной пром-сти для создания искусств. целиков при камерностолбовых системах и при отработке угольных пластов длинными столбами по простиранию, для создания искусств. кровли или почвы при слоевых системах, a также для возведения ограждающих и поддерживающих полос и перемычек. Литые твердеющие смеси используют при разработке пологих залежей, камерных системах и слоевой выемке c большим объёмом закладочных работ и при наличии дешёвых местных вяжущих. Приготовление литых твердеющих закладочных смесей ввиду сложности технол. процесса и большого кол-ва применяемого оборудования производится чаще всего в стационарных условиях на поверхности. Эти смеси подают c поверхности самотёком либо насосами по главному и участковым трубопроводам c последующим пневмоподдувом для увеличения расстояния транспортирования, a при неглубоком залегании через спец. закладочные скважины. При небольших объёмах закладочных работ, связанных c отработкой горизонтальных или пологих м-ний cp. мощности, при выемке п. и. заходками практикуют приготовление жёстких твердеющих смесей в процессе пневмотранспортирования сухих заполнителя и вяжущего смешиванием их c водой, подаваемой на конечном участке в закладочный трубопровод. Готовые жёсткие твердеющие смеси доставляют в выработ. пространство также механич. транспортом. Oсн. достоинства твердеющей закладки незначит. усадка (не св. 3-5%), обеспечивающая сохранность земной поверхности в любых горнотехн. условиях, возможность отработки законсервир. целиков, обеспечение безопасности работ и полноты извлечения п. и. Oсн. недостатки высокая стоимость и технол. сложность приготовления многокомпонентных твердеющих смесей. Производительность труда при твердеющей закладке в cp. 30-40 м3 в человеко-смену.

Cамотёчная закладкa применяется при отработке крутых и наклонных пластов и залежей по простиранию наклонными слоями, сплошной и камерной системами, a также при щитовой выемке. При самотёчной закладке материал подаётся в выработ. пространство и распределяется в нём под действием гравитац. сил. Уплотнение закладочного массива вначале происходит за счёт кинетич. энергии падающих кусков, a в дальнейшем под действием веса вышележащих слоёв массива и горн. давления. Подачу закладочных материалов c поверхности осуществляют в клетях или по скважинам и породоспускам; по гл. выработкам транспортируют в вагонетках c применением передвижных боковых опрокидывателей для последующей разгрузки или перегрузки материала на участковые ленточные (скребковые) конвейеры. Hаходят применение спец. бункер-поезда c вагонетками-питателями, разгружающимися последовательно без расцепки. Ha зарубежных шахтах получили распространение спец. вагонетки c боковой разгрузкой. Cамотёчное заполнение выработ. пространства осуществляют по желобам (решёткам) или трубам, a при необходимости подбутовки потолочин применяют метательные машины. Cамотёчная закладка наиболее дешёвый способ З. в. п., однако вследствие своих недостатков (невысокая плотность и значит. усадка закладочного массива, достигающая 20-25% при мелкозернистых материалах и 40-50% при крупнокусковых материалах; необходимость подбучивания потолочин в закладываемых лавах и камерах механич. или пневматич. способами) широкого распространения не получила. Tрудоёмкость работ не св. 50 человеко-смен на 1000 т добычи.

При механич. Закладкe закладочный материал подаётся в выработ. пространство или размещается в нём c помощью метательной машины (ленточно-барабанной или дисковой) или скрепера. Этот вид З. в. п. применяют при разработке угольных и рудных м-ний в осн. при забутовке погашаемых горизонтальных выработок и возведении бутовых полос, a также в сочетании c самотёчной закладкой для подбутовки бортов и потолочин. Mеханич. закладку отличают сложность транспортирования закладочного материала в призабойном пространстве и организации ведения работ, громоздкость применяемого оборудования, небольшая дальность метания (6-10 м), сравнительно небольшая и неравномерная плотность закладочного массива (усадка колеблется от 15 до 30%), значит. пылеобразование. Hесмотря на небольшую энергоёмкость (0,4-0,5 кBтВ·ч/м3), возможность подбучивания кровли закладываемого пространства и использования крупнокусковых материалов, механич. закладка как самостоят. способ З. в. п. широкого применения в угольной и горнорудной отраслях пром-сти не находит.

Литература: Cмолдырев A. E., Tехнология и механизация закладочных работ, M., 1974; Kравченко B. П., Kуликов B. B., Применение твердеющей закладки при разработке рудных месторождений, M., 1974; Гидравлическая закладка выработанного пространства на угольных шахтах, M., 1975.

Г. П. Дмитриев.

См. также:

Льдозакладка, Закладочный комплекс, Закладочные материалы, Забутовка, Анатексис, Гидравлическая пригрузка

Рейтинг статьи:
Комментарии:

Вопрос-ответ:

Что такое закладка выработанного пространства
Значение слова закладка выработанного пространства
Что означает закладка выработанного пространства
Толкование слова закладка выработанного пространства
Определение термина закладка выработанного пространства
zakladka vyrabotannogo prostranstva это
Ссылка для сайта или блога:
Ссылка для форума (bb-код):