Флотационное оборудование
Узнать больше Свернуть
Развернуть

АО «НПО «РИВС» – российский разработчик технологических решений и поставщик флотационного оборудования.
Компания производит и поставляет собственное оборудование РИФ и запасные части, которые применимы для флотационного оборудования любых производителей.

Подробнее Свернуть
Нашли ошибку? Выделите ее мышкой
и нажмите
Ctrl + Enter
Поделиться:
Вы уже голосовали

Определение выхода компонентов твёрдого и воды закладочной смеси в главные водосборники насосных станций подземных рудников

23.08.2022

Одним из источников шламообразования на подземных рудниках являются закладочные работы, технология выполнения которых связана с возможным выходом твёрдых компонентов и воды закладочной смеси в горные выработки и переносом их с шахтной водой в главные водосборники насосных станций подземных рудников.

Определение выхода компонентов твёрдого и воды закладочной смеси в главные водосборники насосных станций подземных рудников

Схема закладочных комплексов подземных рудников приведена на рис. 1 [2]. По технологии горных работ на подземных рудниках отрабатываются камеры (имеющие примерное соотношение параметров по ширине (В, м), длине (L, м), высоте (Н, м) как В:L:H=15:50:60), в которые подается закладочная смесь от закладочного комплекса по вертикальным и горизонтальным магистральным и участковым закладочным трубопроводам (рис. 1), состоящим из труб различного диаметра и длиной 3–5 м [4], соединённые между собой фланцевыми или быстроразъёмными соединениями.

Рис. 1. Схема комплекса гидравлической закладки отработанной горной выработки: 1 — закладочный комплекс; 2, 3, 4 — вертикальный, горизонтальный магистральный и участковый закладочные трубопроводы; 5 — закладываемая горная выработка.
Рис. 1. Схема комплекса гидравлической закладки отработанной горной выработки: 1 — закладочный комплекс; 2, 3, 4 — вертикальный, горизонтальный магистральный и участковый закладочные трубопроводы; 5 — закладываемая горная выработка.

Для возведения закладочного массива с необходимыми физико-механическими свойствами в расчётные сроки рекомендуется применение составов закладочных смесей, которые включают цемент, диабаз, серицит-кварцивые метасоматиты, серицитхлоркварцивые метасоматиты, юлдашевский известняк, дациты и воду и имеют плотность смеси от 1,840 до 2,005 т/м3.

Фактическое значение плотности закладочной смеси составляет от 1.86 до 1.90 т/м3. От закладочного комплекса (рис. 1) смесь подаётся по трубопроводам непрерывно и равномерно в наиболее высокую точку выработанного пространства камеры, вдоль продольной оси камеры, обеспечивающей максимальную полноту её заполнения при достигнутых углах растекания закладочной смеси.

Режим работы трубопроводного транспорта — самотечный. При самотечном режиме закладочная смесь транспортируется по горизонтальному участку под действием статического напора, создаваемого весом столба закладочной смеси в вертикальном ставе.

Определение выхода компонентов твёрдого и воды закладочной смеси в главные водосборники насосных станций подземных рудников

Длина горизонтального участка при самотечном режиме зависит от реологических свойств смеси, высоты заполнения вертикального става и определяется из соотношения [4]

Н3:Lг.тр = 1:3÷1:5 (2)

Перед закладкой выработанного пространства твердеющей закладочной смесью производится возведение изолирующих перемычек: бетонных (железобетонных), деревянных, металлических, тросовых, из навала горной породы длинной 5–15 м.

Бетонные изолирующие перемычки (рис. 2) сооружаются на высоту 1.0÷1.2 м с последующим наращиванием высоты перемычки после того, как предыдущий слой потеряет подвижность. Несущая способность перемычек определяется расчётом.

Рис. 2. Бетонная перемычка с дренажными трубами:  
1 — закладочная смесь; 2— бетонная изолирующая перемыч-ка; 3 — перфорированная дренажная труба; 4 — фильтроткань или мешковина; 5 — прудок отстоявшей воды из закладочной смеси; 6 — дренажная скважина.
Рис. 2. Бетонная перемычка с дренажными трубами: 1 — закладочная смесь; 2— бетонная изолирующая перемыч-ка; 3 — перфорированная дренажная труба; 4 — фильтроткань или мешковина; 5 — прудок отстоявшей воды из закладочной смеси; 6 — дренажная скважина.

Аварийное разрушение изолирующей перемычки возможно, когда величина давления твердеющей закладки (Р3, рис. 2) на изолирующую перемычку превышает давление (Ррас), на которое она рассчитана, т. е. Р3рас.[ 5].

Превышение давления закладки над несущей способностью изолирующей перемычки происходит из-за нарушения технологии изготовления перемычки и технологии закладочных работ как по количественному составу компонентов закладываемой смеси, так и по скорости закладки компонентов в закладываемую горную выработку (камеру).

Применение твердеющих компонентов в составе закладочной смеси является источником загрязнения главных водосборников насосных станций шламом за счёт возможного аварийного разрушения изолирующей перемычки в закладываемых камерах и прорыва закладочной смеси в горные выработки с дальнейшим переносом её шахтной водой в главные водосборники насосных станций подземных рудников; ликвидации «пробок» в закладочном трубопроводе, возникающих в процессе ведения закладочных работ из-за несоблюдения режимов приготовления закладочной смеси и нарушения технологии закладки камер, путем залповой подачи воды из специального резервуара в вертикальный став для продавливания «пробки»; промывки закладочного трубопровода от компонентов закладочной смеси после временного или полного прекращения подачи закладочной смеси в закладываемый слой камеры.

Во втором и третьем случаях промывочная вода с компонентами твёрдого вещества закладочной смеси отводится от закладываемой камеры и направляется в горные выработки, по которым с шахтной водой также поступает в главные водосборники насосных станций.

Для определения содержания механических примесей в шламоиловой пульпе главных водосборников подземных рудников от различных источников шламообразования предлагается ввести относительный показатель содержания механических примесей, приносимых шахтной водой и оседающих в главном водосборнике насосной станции (Пмп, г/м3), который определяется по выражению
Пмп = Gвс — Gпк, г/м3:
Gвс — содержание механических примесей в загрязненной шахтной воде на входе в водосборник, г/м3;
Gпк — содержание механической взвеси в осветлённой шахтной воде, откачиваемой из приёмных колодцев насосных станций, г/м3.

Содержание механических примесей в загрязнённой шахтной воде на входе в водосборник является функцией.

Gвс = f(Gi),

где Gi — количество механических примесей, поступающих в главные водосборники насосных станций подземных рудников от ni источников шламообразования, в том числе от твёрдых компонентов закладочной смеси при ведении закладочных работ.

Количество твердеющих компонентов закладочной смеси (Gк, кг), сбрасываемых из закладываемого слоя камеры в горные выработки при возможном аварийном разрушении изолирующей перемычки и переносимых шахтной водой в главные водосборники подземных рудников за исследуемый промежуток времени, определяется по выражению

Gк = 10-3 .(Вi.Li.h) .γсм . kду.к,

где Вi, Li, hc — ширина, длина закладываемой горной выработки и высота (h = 0.95÷1.15 м [3]) закладываемого слоя смеси в камере, м;
γсм — плотность закладочной смеси кг/м3;
kду.к — коэффициент долевого участия в заиливании главного водосборника насосной станции от возможного аварийного сброса закладочной смеси из камеры.

Количество твердеющих компонентов закладочной смеси (Gпроб, кг), поступающих в главный водосборник насосной станции подземного рудника при ликвидации «пробок» в  закладочном трубопроводе за исследуемый промежуток времени, определяется как
Gпроб=10-3.[Sтр.(Lз.тр+Lг.тр).γсм.kду.проб], где Sтр.i. — площадь поперечного сечения закладочного трубопровода, Sтр.i.= π.D2трi/4 м2;

Dтрi — диаметр магистрального или участкового закладочного трубопровода, м;
Lз.тр — длина заполнения вертикального трубопровода закладочной смесью, м;
Lг.тр — длина горизонтальной части трубопровода, заполненного закладочной смесью, м (при образовании «пробки» давление закладочной смеси в вертикальной части трубопровода не действует на смесь за  «пробкой», и она (часть её) остаётся в трубопроводе, поэтому объём закладочной смеси можно принимать с учётом всей длины горизонтального трубопровода);
γсм — плотность закладочной смеси, кг/м3;
kду.проб — коэффициент долевого участия в заиливании главного водосборника насосной станции от ликвидации «пробок» в закладочном трубопроводе.

Количество твердеющих компонентов закладочной смеси (Gпр.тр, кг), поступающих в главный водосборник от промывки закладочного трубопровода водой при временных остановках подачи закладочной смеси в камеру или после полной закладки слоя камеры, определяется по выражению

Gпр..тр = Sтр.i.(Lз.тр + Lг.гр).γсм.kду.пр,

где Sтр.i — поперечное сечение i-го участка трубопровода, м2;
Lв.тр — длина заполненной смесью вертикальной части закладочного трубопровода, м;
Lг.тр — длина горизонтальной части закладочного трубопровода, м;
γсм — плотность закладочной смеси, кг/м3;
kду.пр — коэффициент долевого участия в заиливании главного водосборника насосной станции от промывки закладочного трубопровода водой при временных остановках подачи закладочной смеси в камеру или после полной закладки слоя камеры.

Коэффициенты долевого участия в  заиливании главного водосборника насосной станции от различных источников шламообразования определены по методу экспертных оценок и представлены в табл.1 (графа 4). Количество механических примесей, поступающих в главные водосборники насосных станций подземных рудников от ni источников шламообразования, в том числе от компонентов твёрдого закладочной смеси при ведении закладочных работ, представлены в графе 5 (табл. 1).

Таблица 1. Результаты экспертной оценки источников шламообразования и влияния их на содержание механических примесей в главных водосборниках насосных станций подземных рудников
Таблица 1. Результаты экспертной оценки источников шламообразования и влияния их на содержание механических примесей в главных водосборниках насосных станций подземных рудников

Выход загрязнённой воды от закладочных работ определяется по  суммарному расходу воды, поступающей в камеру в составе закладочной смеси (400÷600 л на 1 м3 смеси [2]) и количеству воды, подаваемой для ликвидации «пробок» в закладочном трубопроводе, а также для промывки закладочного трубопровода после окончания закладки слоя камеры, что в среднем за месяц для условий рудника составляет 3 067 м3 (данные расхода воды на закладочные работы).

Определение выхода компонентов твёрдого и воды закладочной смеси в главные водосборники насосных станций подземных рудников

Из вышеизложенного следует, что суммарный показатель долевого участия твёрдого от закладочных работ в  заиливании главных водосборников насосных станций подземных рудников составляет 27,5 %.

Библиографический список:

  1. Закладочные работы в шахтах. Справочник по ред. Бронникова Д. М., Цыгалова М. Н. — М.: Недра,1989. — 400 с.
  2. Технологическая инструкция по производству закладочных работ на рудниках Норильского комбината. — Норильск: Главникелькобальт, 1975. — 33 с.
  3. Технологическая инструкция по производству закладочных работ на шахтах объединения «Севуралбокситруда». — Североуральск, «Унипромедь», 1987.
  4. Цыгалов М. Н., Зурков П. Э. Разработка месторождений полезных ископаемых с монолитной закладкой. — М.: Недра, 1970. — 176 с.

Текст и фото: Артем Зубков, старший научный сотрудник ООО «УралЭнергоРесурс»


Поделиться:
Статья опубликована в журнале Добывающая промышленность №4, 2022
Еще по теме

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спецпроекты
Уголь России и Майнинг 2022
Проект «Уголь России и Майнинг – 2022» глазами dprom.online. Обзор XXX Международной специализированной выставки в Новокузнецке: обзоры техники,...
MiningWorld Russia 2022
Обзор технических решений для добычи, обогащения и транспортировки полезных ископаемых, представленных на площадке МВЦ «Крокус Экспо» в Москве....
Рудник Урала 2021
Главные события выставки «Рудник Урала-2021» в рамках спецпроекта dprom.online. Полный обзор мероприятия: «живые» материалы об участниках и их...
В помощь шахтёру
Путеводитель по технике и технологиям, которые делают работу предприятий эффективной и безопасной.
Уголь России и Майнинг 2021 | Обзор выставки
Спецпроект dprom.online, посвящённый международной выставке «Уголь России и Майнинг 2021» в Новокузнецке. Репортажи со стендов компаний-участников,...
Mining World Russia 2021 | Обзор выставки
Спецпроект MiningWorld Russia 2021: в прямом контакте. Читайте уникальные материалы с крупной отраслевой выставки международного уровня, прошедшей...
День Шахтёра 2020
В последнее воскресенье августа свой праздник отмечают люди, занятые в горной добыче. В День шахтёра 2020 принимают поздравления профессионалы своего...
Уголь России и Майнинг 2019
Спецпроект dprom.online: следите за выставкой в режиме реального времени.

Ежедневно: репортажи, фотоотчеты, обзоры стендов участников и релизы с...

COVID-2019
Спецпроект DPROM-НОНСТОП. Актуальные задачи и современные решения. Достижения и рекорды. Мнения и прогнозы. Работа отрасли в условиях новой...
Mining World Russia 2020 | Репортаж и обзор участников выставки
Международная выставка в Москве Mining World Russia 2020 – теперь в онлайн-режиме. Показываем весь ассортимент машин и оборудования для добычи,...
популярное на сайте
Пройди квиз ко Дню Шахтёра 2022, узнай какой ты горняк! Свернуть

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.