Сухая закладка

Закладка выработок сухим сыпучим материалом в зависимости от способа его доставки подразделяется на самотечную, механическую и пневматическую.

Самотечный способ закладки на рудниках применяют при камерно-целиковом порядке выемки. Камеры 1-ой очереди закладываются твердеющими смесями, 2-ой очереди – сухой породой (отвальными породами предприятия).

Подача породы в камеру осуществляется через восстающий. Доставка ее к восстающему производится по вентиляционному штреку в вагонах или ПДМ. Оставленное не заполненное пространство под кровлей камеры дозакладывается, например, сыпучим материалом гидравлическим способом.

Под механической закладкой понимается заполнение выработанного пространства породой с доставкой ее скреперами, конвейерами, ПДМ и машинами метательного действия. В качестве закладочного материала служат те же отходы обогащения и породы от проходки полевых выработок. При раздельной выемке весьма тонких жил для закладки используются отбитые вмещающие породы. Планировка их осуществляется скреперной лебедкой.

Для доставки и размещения сыпучей породы в отработанном пространстве нередко используется ПДМ. При отработке залежей горизонтальными слоями с закладкой, ПДМ работает по челноковой схеме от фланга к флангу слоя, укладывает породу и планирует ее.

Формирование закладочного массива с использованием ПДМ возможно при сплошной камерной выемке небольших отдельных залежей. Для примера на рис. 7.5 показана принципиальная схема одного из вариантов, применяемого на руднике «Локербай» (Канада).

Рис. 7.5. Система разработки наклонными слоями с закладкой на руднике «Локербай» (Канада).

1 – рудное тело; 2 – нижний горизонт; 3 – верхняя подсечка; 4 – скважины; 5 – отбитая руда; 6 – погрузочно-доставочная машина; 7 – породная закладка.

Рудное тело подготавливается к выемке верхней и нижней подсечкой. По мере отбойки залежи наклонными слоями очистное пространство заполняется пустыми породами. Доставка сыпучего материала ПДМ ведется из верхней подсечки. Если боковые породы устойчивые, то закладочный массив может формироваться с отставанием от фронта отбойки.

Механическая закладка машинами метательного действия применялась при разработке соляных и угольных месторождений. В качестве материала используют любые кусковые породы, способные образовать плотный закладочный массив. Это горелые породы терриконников, породы от проходческих работ, шлаки и золы котельных. Максимальная крупность куска зависит от конструкции машины, но не превышает 100-120 мм.

На калийных рудниках (Солигорском и Верхнекамском) при закладке выработанного пространства метательными машинами использовались отходы крупностью до 5 мм и соли из проходческих работ крупностью до 70 мм. В качестве метателей использовались роторные машины ленточно-барабанного типа МР-1, МР-2 и МР-5 производительностью, соответственно, 130, 300 и 700 т/ч. Скорость вылета материала – 20 м/с. Дальность метания – до 10-12 м.

Основание метателя выполнено в форме лыжи. Загрузка машин – ленточным конвейером. Длина конвейера может изменятся от 15 до 17 м.

Основными преимуществами этого типа машин являются простота конструкции, низкие эксплуатационные расходы, небольшой расход электроэнергии. Недостатки – быстрый износ метательной ленты, сложности в организации подачи закладочного материала, сравнительно большие габариты и значительный вес машин.

Пневматическая закладка. Сущность этого способа заключается в следующем. Закладочный материал вводится в трубопровод и сжатым воздухом транспортируется в выработанное пространство. Закладочные установки могут располагаться стационарно на поверхности или в подземных условиях вблизи добычных участков. В состав комплекса входит дробильное оборудование, классификатор для разделения материала по крупности и закладочные машины.

Закладочные машины бывают камерные, действующие периодически, и барабанные, работающие в непрерывном режиме.

В качестве закладочного материала используется, в первую очередь, отходы обогащения и дробленые отвальные породы.

На производительность закладочных установок, полноту заполнения выработанного пространства, расход сжатого воздуха и износ стенок трубопровода большое влияние оказывает ситовая и петрографическая характеристика закладочной смеси. Практикой предприятий установлено, что создание плотного закладочного массива с удовлетворительными показателями работы комплекса, гранулометрический состав шихты из дробленных пород должен примерно находится в следующих соотношениях:

При выборе закладочного материала большое внимание уделяется его абразивности, оказывающей решающее влияние на износ трубопровода. Например, использование кварцевого песка по сравнению с глинистыми сланцами, сокращает срок службы труб более чем в 2, 5 раза.

Важное значение придается влажности закладочной шихты, от которой зависит ее транспортабельность. Практикой установлено, что увлажнение закладочного материала должно быть не выше 1, 5-2, 0%.

По конструкции закладочные машины подразделяются на три группы: камерные, эжекторные и с дозирующим барабаном. Привод – электрический или пневматический. Производительность машин изменяется в пределах от 30-40 до 100-120 м³/ч. Максимальная дальность транспортирования – 1500 м. Расход сжатого воздуха 150 м³ и более на 1 м³ закладочного материала. Давление его в сети трубопровода 0, 4-0, 6 МПа.

Среди достоинств пневматического способа закладки выработанного пространства отмечается следующее:

· возможность транспортировки закладочного материала по трубопроводу на сравнительно большие расстояния;

· использование отходов производства в качестве закладочного материала;

· простота возведения закладочного массива.

Недостатки:

· высокий расход электроэнергии;

· повышенное пылеобразование в призабойном пространстве;

· большой износ трубопроводов;

· высокие капитальные затраты на приобретение силового оборудования;

· ограниченная область применения по горно-геологическим условиям на рудных месторождениях.

Отрицательные факторы практически исключили применения пневматической закладки в горнорудной промышленности.

Контрольные вопросы и задания к главе 7

1. С какой целью применяется закладка выработок?

2. Назовите основные способы закладки выработок.

3. Что характеризует компрессионные свойства закладки?

4. Перечислите преимущества и недостатки литой твердеющей закладки.

5. Охарактеризуйте инъекционный способ возведения закладочных массивов.

6. Назовите область применения, преимущества и недостатки гидравлической закладки.