Расчёт закладки выработанного пространства

 

В данной курсовом проекте применятся камерная система разработки с последующей закладкой очистного пространства. Закладка служит, для того чтобы предотвратить сдвижение вмещающих пород после выемки блока, а иногда для создания благоприятных условий для выемки целиков. В последнем случае применяют твердеющую закладку, позволяющую до минимума сократить потери руды при выемке целиков.

Применение закладки выработанного пространства обеспечивает высокую полноту извлечения полезных ископаемых, безопасность работ в сложных горно-геологических условиях, исключает возможность самовозгорания руд, а при разработке глубоких горизонтов является эффективным средством поддержания горных пород.

Для транспортировки закладочного материала по трубопроводам сжатым воздухом, на Кальинском месторождении применяется пневматическая закладочная машина барабанного типа ДЗМ-2, позволяющая производить загрузку породы в трубопровод, находящийся под давлением сжатого воздуха. Закладочная машина расположена на поверхности рудника.

 

Таблица 7.1 Техническая характеристика ДЗМ-2

Производительность, м3/час	300
Дальность транспортирования материала по трубопроводам, м	до 1500
Давление воздуха, МПа: в закладочном трубопроводе поступающего в машину	0,43 0,55
Расход воздуха на 1 м3 закладочного материала, м3	100 ¸ 110
Диаметр закладочного трубопровода, мм	175, 200
Скорость движения закладочного материала по трубопроводу, м/с	30 ¸ 40
Габариты, мм длина ширина высота	2440 1130 2440

 

Приготовленная смесь через питатель и приёмные воронки по трубопроводу в закладочном стволе подаётся в отработанные камеры.

После окончания транспортирования материалов ставы труб промывают или продувают сжатым воздухом.

В качестве закладочных материалов применяют песок, дроблёные горные породы, полученные в шахте или добытые на поверхности, породы от моек и сортировок, из отвалов на поверхности, хвосты обогатительных фабрик, котельные и металлургические шлаки.

Твердеющая закладка представляет собой смесь следующих компонентов - вяжущего, заполнителя и воды, концентрация того или другого компонента зависит от значения нормативной прочности закладочного материала.

В качестве нормативной прочности закладки принимают максимальную из величин прочности закладки при сжатии, рассчитывается:

· для стадии отработки камер:

 

 (7.1)

 

где n - коэффициент запаса прочности, n=1,5;_ф - коэффициент формы целика:

 

 (7.2)

 

а и h - соответственно поперечный размер искусственного целика и его высота, м;_д - коэффициент, учитывающий длительную прочность искусственного целика, k_д=1;_a - коэффициент, учитывающий угол падения залежи:

 

g₁ и g₂ - удельный вес соответственно пород пригружающей толщи и закладки, т/м³;

Н₁ - высота толщи, пригружающей искусственную опору, м;- площадь кровли, приходящаяся на искусственную опору, м²;- поперечная площадь искусственного целика, м²;₂ - высота обнажаемой части закладочного массива, м.

 (7.3)

· для стадии отработки рудных целиков:

 

 (7.4)

 

где k_н - коэффициент, учитывающий, какая часть массы столба пород нагружает искусственный массив:

 

 (7.5)

 

Н - глубина залегания от поверхности, м;- расстояние между осями рудных целиков, м;

а - ширина искусственного целика, м.

 (7.6)

Полученные значения s_сж сравнивают с нормативной прочностью закладки в вертикальном обнажении s_сж3 и из них выбирается наибольшее:

s_сж3=2,45, МПа.

Принимаем нормативную прочность закладки 4,02 МПа.

Состав и стоимость твердеющей закладки зависят от наличия местных материалов, необходимой прочности, принятой схемы её приготовления и способа подачи закладочного материала в выработанное очистное пространство приведены в таблице 7.2.

 

Таблице 7.2 Состав твердеющей закладки

Система разработки	Вяжущие: доменный гранулированный шлак, цемент, кг.	Заполнители: песок с глиной, кг.	Вода, л.	Прочность на сжатие, МПа.	Стоимость 1 м3 закладки, руб.
1-ый вариант	360:40	1280	400	5 - 6	267,6
2-ой вариант	180:20	1500	400	1,5 - 2	108

 

Годовая производительность закладочного комплекса:

 

 (7.7)

 

где k_н.д. - коэффициент неравномерности добычи, k_н.д.=1,25;_у - коэффициент усадки твердеющей закладки, k_у=1,01.

Часовая производительность закладочного комплекса:

 

 (7.8)

 

где N_д и N_см - число соответственно рабочих дней в году и смен в сутки при производстве закладочных работ;

Т_см - продолжительность смены, час;

Т_пз - время на подготовительно-залючительные операции, час;_п - коэффициент технологических простоев, k_п=0,9.

Таким образом закладочный комплекс обеспечивает часовую производительность закладочных работ и соответствует техническим характеристикам.

По полученным технико-экономическим показателям вариант системы разработки слоевой выемки камер расположенных под углом 60^о к простиранию и закладкой выработанного пространства превосходит вариант камерной системы разработки со взрыводоставкой практически по всем показателям. Разница в себестоимости составляет 1,5%. Таким образом, для очистной выемки предлагается второй вариант системы разработки.