Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОСЛОЙНОЙ ЗАКЛАДКИ ГЛИНИСТО-СОЛЕВЫХ ШЛАМОВ И СОЛЕОТХОДОВ В ОДНУ КАМЕРУ

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

Известен способ закладки выработанного пространства при разработке калийных месторождений, включающий раздельное транспортирование солеотходов и глинисто-солевых шламов, размещение в начале и конце одних камер солеотходов, заполнение средней части этих камер глинисто-солевыми шламами и одновременное заполнение других камер солеотходами, при этом глинисто-солевые шламы перед подачей в камеру разделяют гидроциклонами и песковую часть направляют в камеры, заполненные солеотходами, а слив гидроциклонов - в камеры, подготовленные для шламов (а.с. СССР №1244354, МКИ Е21F 15/00, опубл. 15.07.1986, бюл. №26).

Недостатком способа является то, что ввиду низкой эффективности сгущения шламов с помощью гидроциклонов увеличивается количество камер, подготавливаемых для размещения слива гидроциклонов, что снижает эффективность закладки в целом.

Также известен способ закладки выработанного пространства при камерной системе разработки калийных пластов, заключающийся в возведении фильтрующих перемычек в нижней части камер, приготовлении закладочного материала из солеотходов и глинисто-солевых шламов, гидротранспорта закладочного материала, заполнении им отработанных камер и отводе из камер по трубам отстоявшегося рассола (Андреичев А.Н. Разработка калийных месторождений. - М.: Недра, 1966, - с.192-199).

Недостаток такого способа состоит в том, что наличие глинистых частиц приводит к уменьшению фильтрующей способности перемычки, а следовательно, и к уменьшению производительности закладочных работ.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ закладки выработанного пространства при камерной системе разработки пологих калийных пластов, заключающийся в возведении перемычек в нижней части камер, приготовлении закладочного материала из солеотходов и глинисто-солевых шламов, транспортировании закладочного материала, заполнении им камер и отведении рассолов, при этом начальную и конечную части камер первоначально закладывают солеотходами, а затем оставшуюся среднюю часть камеры глинисто-солевыми шламами (а.с. №810992 СССР, МКИ Е21F 15/00, опубл. 07.03.1981, бюл. №9).

Недостатки данного способа состоят в том, что требуются большие затраты на возведение перемычек, особенно в нижней части камеры, а для сохранения эффективности закладки глинисто-солевые шламы можно размещать, как показывают расчеты, только в каждую четвертую или пятую камеры, это приводит к малому объему размещения шламов.

Эти недостатки устраняются в предлагаемом способе, согласно которому в каждую камеру подают вначале глинисто-солевые шламы, а после - солеотходы.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в увеличении объема размещаемого глинисто-солевого шлама в выработанное пространство за счет послойного заполнения каждой камеры глинисто-солевыми шламами и солеотходами.

Технический результат достигается тем, что в способе послойной закладки глинисто-солевых шламов и солеотходов в одну камеру, включающем образование в камере закладочной емкости, раздельное транспортирование солеотходов и глинисто-солевых шламов и отвод отстоявшегося рассола, первоначально емкость заполняют глинисто-солевыми шламами, а после отстаивания шламов и осветления рассола в камеру подают пульпу из солеотходов до полного заполнения ее солеотходами, при этом массу твердой части шламовой пульпы, подаваемой в камеру, определяют по формуле:

где М_шк - масса твердой части глинисто-солевой пульпы, размещаемой в камере, т;

М_ск - масса солеотходов, которую можно разместить в камеру без учета глинисто-солевых шламов, т;

С+Ш - сумма частей солеотходов и глинисто-солевых шламов, выходящих из процесса обогащения, при условии, что С:Ш - отношение частей солеотходов и глинисто-солевых шламов, выходящих из процесса обогащения.

Емкость для размещения шламов образуют за счет проходки штреков, так чтобы их почва находилась выше почвы камеры, или возведением насыпных порогов по концам камеры, при этом насыпные пороги в камере периодически наращивают до номинального уровня заполнения солеотходами, а заполняют емкость глинисто-солевыми шламами с высокой концентрацией твердого.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены варианты схем возведения закладочного массива предлагаемым способом, исходя из различных горно-геологических условий.

На фиг.1 - схема возведения закладочного массива с породными уступами с обоих концов камеры; на фиг.2 - схема возведения закладочного массива с насыпными порогами; на фиг.3 - комбинированная схема возведения закладочного массива в камере с образованием закладочной емкости насыпными порогами с одного конца камеры и породным уступом- с другого.

На чертежах: 1 - закладываемая камера, 2 - штрек, 3 - емкость для послойного размещения глинисто-солевых шламов и солеотходов, 4 - породный уступ, 5 - насыпной порог, 6 - слой глинисто-солевого шлама, 7 - слой солеотходов.

Способ закладки осуществляют следующим образом.

Емкости в закладываемой камере могут быть образованы следующими способами:

- при большей высоте камер емкость образуют за счет того, что штреки проходят у кровли камер - фиг.1, образуя породные уступы, в этой схеме исключаются затраты на возведение насыпных порогов;

- по концам камеры возводят насыпные пороги - фиг.2, этот способ эффективен для камер, высота которых примерно равна высоте штреков;

- в наклонных камерах возможно создание емкости каждым из вышеописанных способов, а также комбинируя их. Например, в вышележащем конце камеры возводят насыпной порог, а в нижележащем конце камеры образуют породный уступ - фиг.3.

В камере 1 первоначально образуют закладочную емкость 3 для размещения глинисто-солевых шламов. Емкость 3 может быть создана отсыпкой порогов 5 в начале и конце камеры - фиг.2, либо созданием породных уступов 4 в начале и конце камеры за счет проходки штреков 2 у кровли пласта - фиг.1, либо комбинацией насыпных порогов 5 и породных уступов 4 - фиг.3.

В емкость 3, образованную одним из указанных способов, первоначально подают глинисто-солевые шламы, отходы обогащения калийных руд. Глинисто-солевые шламы подают или до уровня почвы нижнего штрека 2, или до вершины насыпного порога. По мере отстаивания твердой части глинисто-солевого шлама рассол осветляется и удаляется. В камере остается слой осадка глинисто-солевого шлама 6. Затем формируют насыпной порог 5 со стороны штрека 2, из которого проводятся закладочные работы, наращивают его до расчетного уровня закладки и подают пульпу из солеотходов. Солеотходы постепенно покрывают слой осевшего глинисто-солевого шлама 6, вытесняя рассол из камеры. Подачу пульпы из солеотходов производят до расчетного (проектного) уровня заполнения емкости солеотходами 7. Под весом слоя солеотходов 7 слой глинисто-солевого шлама 6 уплотняется, а верхняя его часть смешивается с солеотходами.

Высоту порогов или породных уступов определяют из условия размещения расчетной массы глинисто-солевого шлама и его консистенции при подаче в камеру.

Для минимизации затрат на возведение порогов в камере целесообразно подавать глинисто-солевые шламы с высоким содержанием твердого.

Массу твердой части глинисто-солевого шлама, подаваемого в камеры, определяют по формуле:

где М_шк - масса твердой части глинисто-солевой пульпы, размещаемой в камере, т;

М_ск - масса солеотходов, которую можно разместить в камеру без учета глинисто-солевых шламов, т;

С+Ш - сумма частей солеотходов и глинисто-солевых шламов, выходящих из процесса обогащения, при условии, что С:Ш - отношение частей солеотходов и глинисто-солевых шламов, выходящих из процесса обогащения.

Заполнение камеры глинисто-солевыми шламами производят в таком объеме, чтобы масса его твердой части была больше или равна массе производимого глинисто-солевого шлама (по твердому), образующегося в процессе обогащения.

Ввиду небольшой толщины слоя глинисто-солевого шлама и смешивания его с солеотходами, качество закладочного массива при послойной закладке сохраняется таким же, что и при обычной закладке камер солеотходами.

Подачу солеотходов в камеру производят не сразу, а через определенный период времени для того, чтобы произошло осаждение твердой части глинисто-солевого шлама и осветление рассола, выделившегося из шлама. Удаление осветленного рассола из камеры предотвращает заиливание рассолосборников.

Заполнение камеры пульпой из глинисто-солевых шламов производят в таком объеме, чтобы масса его твердой части была больше или равна массе производимого глинисто-солевого шлама (по твердому), образующегося в процессе обогащения. Так как массовое отношение солеотходов и глинисто-солевого шлама (С:Ш) на калийных предприятиях составляет (30÷15):1, то при средней высоте камеры 6 м слой шлама должен составлять 20-40 см.

Соблюдение этого соотношения необходимо для того, чтобы регулировать объем размещаемых глинисто-солевых шламов в камеру и таким образом обеспечить размещение всего объема создаваемого глинисто-солевого шлама при обогащении руд без ухудшения физико-механических свойств закладочного массива.

Испытания предлагаемой технологии послойной закладки в одну камеру глинисто-солевых шламов и солеотходов проведены на Втором Соликамском рудоуправлении. В нижнем конце камеры, подлежащей закладке, имелся породный уступ, а в верхнем конце камеры отсыпали порог. В камере образовалась закладочная емкость, в которую подавали глинисто-солевой шлам до уровня почвы нижнего штрека. После 12-часового отстаивания глинисто-солевого шлама и осветления рассола в камеру подавали пульпу из солеотходов.

Во время подачи пульпы из солеотходов выдавливания осевшего глинисто-солевого шлама не происходило. В камеру разместили 880 т твердой части глинисто-солевого шлама. Масса солеотходов, заложенных в камеру, составила 18400 т.

Отношение солеотходов к глинисто-солевым шламам в закладочном массиве составило 20,9:1, что меньше, чем такое же соотношение, получаемое при обогащении.

Пример реализации изобретения выглядит следующим образом:

Рассчитываем известным способом массу солеотходов, которые могут быть размещены в камере без учета шламов М_ск. Отношение частей солеотходов и глинисто-солевых шламов, выходящих из процесса обогащения на момент закладки конкретной камеры, С:Ш известно, например 20:1, а следовательно, сумма частей солеотходов и глинисто-солевых шламов, выходящих из процесса обогащения, С+Ш=21.

Например, нужно разместить 18400 т солеотходов, то в этом случае шламов можно разместить:

Использование предлагаемого способа позволяет при гидрозакладке солеотходов обеспечить полное размещение шламов, образующихся при обогащении руд.