2020-04-20
334
При разработке Орловского месторождения закладка выработанного пространства является неотъемлемой технологической операцией добычи руды.
Основное назначение закладочного массива:
- управление горным давлением и сдвижением пород;
- обеспечение безопасной и эффективной технологии горных работ;
- исключение возникновения эндогенных пожаров;
- обеспечение минимальных потерь и разубоживания руды.
9.1. Требования к закладочным смесям
Твердеющие закладочные смеси должны удовлетворять следующим основным требованиям:
- обеспечивать в определенные сроки нормативную прочность при затвердевании смеси;
- литые твердеющие смеси должны быть транспортабельны на значительные расстояния в самотечном режиме за счет напора, создаваемого вертикальным столбом смеси;
- угол растекания смеси при укладке ее в слоях не должен превышать 60;
- для формирования однородного массива твердеющие литые смеси должны быть устойчивы к расслоению.
Для принятых вариантов систем разработки и параметров очистных выработок нормативная прочность в соответствии с расчетами должна быть:
|
|
|
- при нисходящей слоевой системе разработки: 4 МПа (несущий слой высотой 1,5 м) и 1 МПа выше несущего слоя;
- при подэтажно-камерной системе: упрочненный слой толщиной 4¸5 м - 3¸4 МПа и 1,5¸2 МПа выше несущего слоя при высоте подэтажа 15¸20 м.
Рекомендуемые составы закладочных смесей приведены в соответствии с "Технологической инструкцией по производству закладочных работ на Орловском руднике" в таблицах 9.1 и 9.2.
Таблица 9.1- Основные составы твердеющих закладочных смесей для БГУ
| Марка состава | Расход материалов на 1 м3 смеси, кг | |||
| цемент | хвосты | дробленая порода | вода | |
| М40 | 250 | 1170 | 420 | 470 |
| М15 | 150 | 1170 | 510 | 470 |
| М45 | 250 | 870 | 620 | 470 |
| М15 | 150 | 870 | 710 | 470 |
Таблица 9.2 - Основные составы твердеющих закладочных смесей для БЗК
| Марка состава | Расход материалов на 1 м3 смеси, кг | |||
| цемент | хвосты | измельченная порода | вода | |
| М45 | 250 | 1290 | 220 | 520 |
| М20 | 150 | 1290 | 310 | 520 |
| М50 | 250 | 960 | 450 | 520 |
| М20 | 150 | 960 | 540 | 520 |
9.2. Закладочное хозяйство
Приготовление закладочной смеси на Орловском руднике производится на двух поверхностных комплексах: бетоно-гидравлическом узле (БГУ) производительностью 90 м3/час и бетоно-закладочном комплексе (БЗК) производительностью 60 м3/час.
В состав закладочного комплекса входят следующие объекты:
- бетоносмесительное отделение;
- мельничное отделение;
- склады заполнителей;
- сортировочные узлы;
- конвейерные галереи;
- прирельсовый склад цемента;
- комплекс магистральных и участковых трубопроводов;
|
|
|
- лаборатория качества закладки.
На рисунке 9.1 представлена технологическая схема закладочного комплекса Орловского рудника.
Технологическая схема приготовления закладочных смесей включает приготовление инертных из отвальных пород Орловского рудника и текущих хвостов обогатительной фабрики (ОФ). Текущие хвосты на обогатительной фабрике проходят первую стадию гидроциклонирования (ГЦ), затем по трубопроводу подаются на гидроциклоны БГУ или БЗК на вторую стадию гидроциклонирования. Сгущеный продукт с ГЦ подают в смешиватель, сюда же поступает цемент из расходного силоса через дозатор. На БГУ цементно-песчаную смесь хвостов подают в барабанный смеситель 14, туда же из расходного бункера крупного заполнителя 9 дозатором 12 по ленточному конвейеру 13 подают отсев или дробленую породу или калантырский песок. На БЗК цементно-песчаную смесь хвостов подают в шаровую мельницу 15, туда же подают из расходного бункера 10 дозатором 12 по ленточному конвейеру 13 дробленую породу или песок.
Закладочная смесь поступает в вертикальный участок бетонопровода и далее по горизонтальному участку, проложенному по горным выработкам горизонтов, в забои. Транспортирование по трубам закладочных смесей осуществляется самотечным способом за счет давления смеси в вертикальном ставе.
В качестве крупного заполнителя закладочных смесей используются породы из существующих отвалов пород, а также породы, получаемые от проходки выработок при ведении проходческих работ на Орловском руднике.
Доставка основных материалов на закладочный комплекс осуществляется железнодорожным и автомобильным транспортом.
9.3. Объемы закладочных работ
На весь период проведения закладочных работ на Орловском руднике в качестве основной рекомендуется литая твердеющая закладочная смесь.
На проектную мощность рудника объем закладочных работ с учетом усадки составит:
м3,
где Аг - годовой объем добычи руды, т;
g – объемная плотность руды, т/м3;
Ку - коэффициент усадки закладочной смеси, Ку = 1,06.
Режим работы бетонозакладочного комплекса принят непрерывный с целью исключения затрат времени на промывку трубопровода и пусконаладочные операции.
Часовая производительность закладочного комплекса составит:
м3/ч,
где V - годовой объем закладочных работ, м3;
Д - количество рабочих дней;
N – число рабочих смен;
Т - продолжительность смены, ч;
Кио – коэффициент использования оборудования.
Расчетная часовая производительность закладочного комплекса при годовой производительности рудника 1500 тыс. т принимается 90 м3/ч.
В соответствии с приведенными расчетами существующий БЗК обеспечит закладку пустот в проектных объемах.
9.4. Закладочные материалы
В качестве основного вяжущего рекомендуется использовать портландцемент М400.
В качестве одного из источников инертных заполнителей рекомендуется использовать породы Орловского рудника. В породных отвалах Жезкентского ГОКа накоплено 317 тыс. т. Через ствол шахты "Скиповая" ежедневно выдают на гора 80-100 м3 породы с проходческих работ. Существующие запасы породы с учетом их пополнения обеспечат потребность в крупном заполнителе не более чем на 3 года. Потребности Орловского рудника в инертном заполнителе в виде текущих хвостов, боровых песков и отсева дробильно-сортировочной фабрики могут быть обеспечены в полном объеме. Для приготовления литых твердеющих смесей можно применять техническую воду по ГОСТ 2373.2-79 "Вода для бетонов и растворов" при показателе рН не менее 4, содержании ионов SO4 не более 2700 мг/л, растворимых солей не более 10000 мг/л.
9.5. Трубопроводный транспорт
Литая твердеющая закладочная смесь подается в выработанное пространство по трубопроводу, проложенному в технологической скважине или по стволу шахты "Северная", по закладочному горизонту и по участковым выработкам. Вертикальный трубопровод должен быть оборудован сбросным клапаном для выпуска смеси в случае закупорки горизонтального участка трубопровода.
|
|
|
Магистральный горизонтальный трубопровод на закладочном горизонте прокладывается вдоль борта выработки на высоте от 0,3 до 1,2 м. Параллельно закладочному трубопроводу прокладываются водопровод и трубопровод сжатого воздуха, необходимые для ликвидации возможных закупорок. Для этого в трубопроводе устанавливаются пневмоврезки, располагаемые, как правило, через 50 м.
Участковые трубопроводы должны быть оборудованы переключателями потока с целью обеспечения непрерывной работы поверхностного БЗК и отведения воды при промывке бетоновода.
Надежность работы трубопровода зависит от правильного выбора скоростного режима транспортирования. При транспортировании динамически стабильных смесей, к которым относятся полидисперсные закладочные смеси, рабочая скорость движения должна быть выше критической не менее чем на 10¸15 %. Критическая скорость считается такой, при которой более крупные и тяжелые частицы смеси могут выпадать в осадок. В результате этого может произойти закупорка трубопровода.
Оптимальная рабочая скорость по фактору износа трубопровода и сопротивлению транспортирования смеси должна быть не более 3,0 м/с.
