Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЗАКЛАДКИ КАМЕР

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке калийных месторождений с закладкой выработанного пространства.

Известен способ гидравлической закладки камер, состоящий из бурения скважин в целике на уровне кровли, транспортирование закладочной смеси по пульпопроводу и подачу ее в камеру через скважины поочередно в нескольких точках. Скважины бурят вдоль целика до первой от конца камеры точки подачи смеси, поочередную подачу смеси осуществляют путем последовательного вскрытия скважин в точках подачи, причем в каждой последующей точке подачи скважины вскрывают после возведения массива на максимальную высоту в предыдущей точке подачи (А.С. 1788299, МКИ⁵ Е21F 15/00; Способ гидравлической закладки камер. -з-ка №4850695/03; заявл. 17.07.90; опубл. 15.01.93, Бюл.2).

Недостатком способа является то, что после закладки, у кровли камер остается недозаложенное пространство и соответственно снижается устойчивость горной выработки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ закладки выработанного пространства при камерной системе разработки пологих калийных пластов, в котором подачу пульпы в закладываемую камеру производят через скважины пробуренные в междукамерном целике и оснащенные герметизатором (Борзаковский Б.А. Закладочные работы на Верхнекамских калийных рудниках: Справочник / Б.А.Борзаковский, Л.М.Папулов. - М.: Недра. - 1994. - С.95-97, рис.4.13).

Недостатки данного способа состоят в том, что в камере даже в точке подачи пульпы остается зазор между кровлей и поверхностью закладочного массива. Этот зазор в лучшем случае равен диаметру скважины.

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в возможности повышения извлечения руды за счет увеличения степени заполнения камеры закладочным материалом и уменьшении трудозатрат для достижения повышенной степени заполнения камеры.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе гидравлической закладки камер, включающем подачу пульпы в закладываемую камеру через скважины, закладочный материал подают в камеру под избыточным давлением через предохранительное устройство.

Выход скважин в закладываемой камере располагают у ее кровли, а предохранительное устройство имеет вид тройника, один конец которого подсоединен к забойному пульпопроводу, второй к герметизатору, а на третьем установлена предохранительная мембрана.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: на фиг.1 - общая схема закладки камер со скважиной в целике; на фиг.2 - разрез по Б-Б; на фиг.3 - разрез по А-А; на фиг.4 - схема закладки камер со скважиной в междупластье; на фиг.5 - схема предохранительного устройства при закладке камер через междупластовый целик; фиг.6 - схема предохранительного устройства при закладке камер через скважину в междупластье; фиг.7 - схема предохранительного устройства.

На чертежах: 1 - смежная камера; 2 - целик; 3 - скважина; 4 - закладываемая камера; 5 - выход скважины; 6 - перемычка; 7 - забойный пульпопровод; 8 - предохранительное устройство (тройник); 9 - герметизатор; 10 - предохранительная мембрана; 11 - манометр; 12 - заложенная камера; 13 - профиль поверхности закладочного массива при подаче пульпы без избыточного давления; 14 - профиль поверхности закладочного массива при подаче пульпы с избыточным давлением.

Способ закладки осуществляется следующим образом.

Данный способ целесообразно использовать для закладки камер, угол наклона кровли которых не превышает 1 град (предпочтительно 0,5 град).

По горным условиям возможны два варианта закладки камер: по скважине через междукамерный целик (фиг.1, 3) или по скважине, пробуренной в междупластье (фиг.4).

При закладке через междукамерный целик (фиг.1, 3) вначале из смежной камеры 1 через целик 2 бурят скважины 3 в закладываемую камеру 4. Бурение скважин 3 осуществляют таким образом, чтобы их выход 5 располагался у кровли закладываемой камеры (фиг.3). По концам камеры устанавливают перемычки 6 (фиг.2).

По смежной камере 1 прокладывают забойный пульпопровод 7 (фиг.1). В конце пульпопровода монтируют предохранительное устройство, которое имеет вид тройника 8, один конец которого подсоединен к забойному пульпопроводу 7, второй к герметизатору 9, установленному в скважине 3, а на третьем установлена предохранительная мембрана 10 (Фиг.5, 6). Для контроля за заполнением камеры на пульпопроводе 1 устанавливают манометр 11. После этого производят подачу пульпы.

Пульпу в скважины подают в направлении наклона камеры, начиная с верхней. На фиг.1 показана подача пульпы в среднюю скважину. Во время подачи пульпы фиксируют показания манометра 11. В начале заполнения камеры под кровлю давление на манометре возрастает и остается постоянным до момента заполнения камеры до скважины. После этого давление увеличивается. При увеличении давления до расчетной величины подачу пульпы прекращают и приступают к промывке пульпопровода.

В случае если по каким-то причинам увеличение давления превысит расчетное, то происходит разрыв предохранительной мембраны 10 (фиг.7, пунктирная линия), пульпа вытекает в камеру 1, после чего производят промывку пульпопровода или переключают подачу пульпы в другую камеру.

Закладка камеры через скважину в междупластье (фиг.4) отличается от описанного выше только установкой предохранительного устройства (тройника). Устройство устанавливают над скважиной, как показано на фиг.6.

Подача пульпы в камеру под избыточным давлением повышает степень заполнения камеры закладочным материалом, за счет того, что под давлением закладочный материал заполняет камеру под кровлю на расстояние l_∂ (фиг.2). Величина l_∂ зависит от давления, угла и направления наклона камеры.

Величину давления, при котором происходит подача пульпы в скважину, определяют в основном экспериментальным путем, так как она зависит от угла наклона камеры, перепада отметок скважины, ее диаметра, плотности пульпы.

На разрезе Б-Б (фиг.2) показано увеличение площади продольного сечения закладочного массива при закладке камеры под избыточным давлением (непрерывная линия) по сравнению с обычным способом закладки (пунктирная линия). Увеличение объема дозакладываемой площади находится между этими линиями.

Увеличение степени заполнения камер позволяет повысить извлечение руды из недр, а также сократить затраты на бурение скважин и монтажные работы, связанные с подсоединением пульпопровода в скважины.

Предлагаемый способ проверен в промышленных условиях. На руднике Соликамского калийного рудоуправления №2 подачу пульпы под давлением производили через скважину в междупластье. Давление на устье скважины 0,6 МПа. Растекание пульпы под кровлей составило 40 м от скважины, что повысило степень заполнения на 15%. На руднике Соликамского калийного рудоуправления №3 подачу пульпы под давлением производили через скважину в междукамерном целике, давление на устье скважины составило 1,0 МПа из них подъем пульпы в скважине 0,3 МПа. Растекание пульпы под кровлей 30 м от скважины. Повышение степени заполнения на 5÷10%.

Использование предлагаемого способа позволит повысить степень заполнения камер закладочным материалом при уменьшении трудозатрат и соответственно, повысить извлечение руды.