ТЕХНОЛОГИЯ ЗАКЛАДОЧНЫХ РАБОТ

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

Таблица 9.2 - Основные составы твердеющих закладочных смесей для БЗК

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 А_г - годовой объем добычи руды, т;

g – объемная плотность руды, т/м³;

К_у - коэффициент усадки закладочной смеси, К_у = 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;

К_ио – 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.