Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ПОДРАБОТКИ ТВЕРДЕЮЩЕЙ ЗАКЛАДКИ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОМ РАЗРУШЕНИИ РУДНОГО МАССИВА

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной разработке месторождений полезных ископаемых, с заполнением выработанного пространства твердеющей закладкой, и предназначено для определения величины подработки массива твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива.

Известен способ определения величины подработки массива твердеющей закладки, включающий формирование отверстия в рудном массиве и закрепление в нем неподвижно жесткого стержня на фиксированную глубину, подачу твердеющей закладочной смеси в выработанное пространство, разрушение рудного массива с частью приконтактного слоя массива твердеющей закладки (Патент РФ №2464425, МПК E21F 15/00, 2012 г.).

Недостатком данного способа является невозможность определения величины подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива. Например, при использовании горных комбайнов прочность стержня должна быть меньше прочности резцов, используемых для разрушения отрабатываемого массива, вследствие чего происходит срезание стержня в зоне действия инструмента без разрушения самого инструмента.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ определения величины подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива, включающий формирование отверстия в рудном массиве и закрепление в нем неподвижно на фиксированную глубину жесткого стержня, имеющего внутри несквозную полость, подачу твердеющей закладочной смеси в выработанное пространство, отработку рудного массива с частью массива твердеющей закладки с разрушением стержня в зоне отработки, определение полной длины несквозной полости стержня, длины заглубления стержня в отверстии в рудном массиве и длины полости, оставшейся в закладочном массиве после отработки рудного массива (Патент РФ №2513467, МПК E21F 15/00, 2014 г.).

Использование данного способа не позволяет достоверно установить длину полости, оставшейся после отработки рудного массива, известным инструментом вследствие попадания в полость кусков руды или закладки, а следовательно, и величину подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива.

Задачей изобретения является обеспечение достоверности определения длины полости, оставшейся после отработки рудного массива путем исключения попадания в полость кусков руды или закладки, тем самым достоверно установить величину подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива.

Поставленная задача достигается тем, что в способе определения величины подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива, включающем формирование отверстия в рудном массиве и закрепление в нем неподвижно на фиксированную глубину жесткого стержня, имеющего внутри несквозную полость, подачу твердеющей закладочной смеси в выработанное пространство, отработку рудного массива с частью массива твердеющей закладки с разрушением стержня в зоне отработки, определение полной длины несквозной полости стержня, длины заглубления стержня в отверстии в рудном массиве и длины полости, оставшейся в закладочном массиве после отработки рудного массива, перед закреплением стержня в рудном массиве часть его полости, расположенной в выработанном пространстве, заполняют низкопрочным материалом, отрабатывают рудный массив и определяют длину несквозной полости стержня, оставшейся в закладочном массиве после отработки рудного массива, путем протыкания низкопрочного материала спицей и измерения этой длины с помощью мерной линейки, расположенной на спице, причем в качестве низкопрочного материала применяют, например, монтажную пену.

По отношению к прототипу в заявляемом способе имеются следующие отличия:

перед закреплением стержня в рудном массиве часть его полости, располагаемую в выработанном пространстве, заполняют низкопрочным материалом;

в качестве низкопрочного материала применяют, например, монтажную пену;

определяют длину несквозной полости стержня, оставшейся в закладочном массиве после отработки рудного массива, путем протыкания низкопрочного материала спицей и измерения этой длины с помощью мерной линейки, расположенной на спице.

Использование предлагаемого способа обеспечивает определение длины полости, оставшейся в закладочном массиве после отработки рудного массива путем исключения попадания в полость кусков руды или закладки, а следовательно, и величину подработки твердеющей закладки.

Это достигается следующим.

Заполнение полости стержня низкопрочным материалом перед закреплением стержня в рудном массиве исключает попадание в полость кусков руды или закладки и позволяет производить замеры длины полости, оставшейся после отработки рудного массива.

Заполнение низкопрочным материалом той части полости стержня, что располагается в выработанном пространстве, позволяет снизить затраты на осуществления способа.

Использование в качестве низкопрочного материала, например, монтажной пены упрощает процесс заполнения полости, так как данный материал доступен и поставляется в баллонах с клапаном для пистолета, что позволяет регулировать скорость и объем выхода пены. Монтажная пена является плотным материалом и препятствует попаданию в полость кусков руды или закладки, но вместе с тем хорошо подвержена механическому разрушению.

Применение спицы позволяет обеспечить протыкание низкопрочного материала по всей длине полости, оставшейся в закладочном массиве после отработки рудного массива, а по мерной линейке, расположенной на спице, определяют численное значение длины этой полости.

Сущность изобретения поясняется чертежами (римскими цифрами указана последовательность работ в смежных выработках): I - выемка запасов первой выработки и положение стержня; II - заполнение открытого выработанного пространства первой выработки закладочной смесью; III - выемка запасов второй выработки, после отработки смежного рудного массива, положение стержня и величина подработки твердеющей закладки.

Способ осуществляется следующим образом. Например, при слоевой системе разработки и с заполнением выработанного пространства твердеющей закладкой.

У жесткого стержня, имеющего несквозную полость внутри, измеряется общая длина этой полости L известным способом, например линейкой с шириной меньше ширины полости в стержне. Затем полость заполняется низкопрочным материалом, например монтажной пеной, на длину, равную длине полости, располагаемой в выработанном пространстве.

После отработки первой выработки на ее стенке в рудном массиве создается отверстие, например, путем бурения короткого шпура, в которое торцом с полостью, заполненной низкопрочным материалом, вставляется на фиксированную глубину L₁ и закрепляется неподвижно жесткий стержень (например, из пластика). Другая часть стержня с глухим торцом находится в пространстве выработки. Затем данная выработка заполняется твердеющей закладочной смесью. После набора закладкой необходимой прочности осуществляют отработку руды в смежной выработке путем разрушения рудного массива механическим способом (например, с помощью горного комбайна). При этом полностью разрушается часть стержня, находящаяся в отверстии в рудном массиве, а также некоторая часть стержня, находящаяся в закладке вследствие ее разрушения коронкой комбайна. Далее устанавливают длину L₂ несквозной полости стержня, оставшуюся в закладочном массиве после отработки рудного массива второй выработки. Для этого протыкают низкопрочный материал, находящийся в полости, на всю оставшуюся длину полости, прочной спицей. Затем измеряют длину спицы в полости с помощью мерной линейки, расположенной на самой спице, - получают численное значение длины несквозной полости, оставшейся в закладочном массиве после отработки рудного массива.

После этого определяют величину подработки твердеющей закладки по разности между полной длиной несквозной полости, расположенной внутри стержня, длиной несквозной полости, находящейся в отверстии в рудном массиве, и длиной несквозной полости, оставшейся в закладочном массиве после отработки рудного массива:

Δ=L-L₁-L₂,

где Δ - величина подработки твердеющей закладки; L - полная длина несквозной полости, расположенной внутри стержня; L₁ - длина несквозной полости, находящаяся в рудном массиве; L₂ - длина несквозной полости, оставшаяся в закладочном массиве после отработки рудного массива.

Параметры стержня и параметры несквозной полости внутри стержня устанавливаются экспериментально.

Использование предлагаемого способа обеспечивает достоверность определение длины несквозной полости, оставшейся в закладочном массиве после отработки рудного массива, путем исключения попадания в эту полость кусков руды или закладки, и обеспечивает достоверность определения величины подработки твердеющей закладки.