Введение к работе
Актуальность темы. Гидравлическая закладка как способ управления горным давлением имеет вековую историю. Впервые она была применена на одной из шахт США в 1886 г.
Гидрозакладка нашла применение в Кузбассе, Караганде, Донбассе и Ткибули.
Преимуществом гидравлической закладки являются: высокая плотность возводимых закладочных массивов, обеспечивающая их минимальную усадку; дальность транспортировки закладочного материала; высокая производительность закладочных работ и др.
Наряду с достоинствами гидравлический способ закладки имеет существенный недостаток, который заключается в том, что і выработанное пространство поступает большое количество вода, способствующей выносу мелких частиц закладочного материала. Количество выносимых частиц на отдельных шахтах юстигает 10-12%. Это вызывает заиливание горных выработок, участковых отстойников и общешахтного водосборника, гатенснвный износ насосов.
Отсутствие эффективных способов очистки и отвода отра-іотанной воды стало препятствием для широкого внедрения идравлической закладки на отечественных шахтах. Поэтому юшение вопросов технологии возведения закладочного массива с іадаиными фильтрационными свойствами, очистки отработанной юды в выработанном пространстве и отвода осветленной воды для ювторного использования является актуальной научной задачей.
Цель работы - разработка способа возведения гидрозакла-іочного массива с осветлением воды в выработанном пространст-
ІЄ.
Идея работы - повышение эффективности возведения за-ладочного массива гидравлическим способом за счет оставления іелких частиц закладочного материала в выработанном прост-іанстве и отвода осветленной отработанной воды в замкнутом іикле для повторного использования.
Задачи исследований:
установить количество мелких фракций закладочного материала, выносимых отработанной водой при возведении закладочного массива;
определить параметры процессов осветления отработанное воды и ее фильтрации через закладочный массив;
разработать способ возведения закладочного массива, обеспечивающий полную очистку отработанной поды в выработаннок пространстве путем естественного отстоя;
обосновать параметры отстойника и илосборннка с учетт объема отработанной воды и количества осаждаемого шлама.
Методы исследований.
При решении поставленных задач использован комплекі методов, включающий научное обобщение проведенных исследований и производственного опыта, стендовые и шахтные нспы-тания, метод математической статистики, технико-экономический анализ.
Основные положения, защищаемые в диссертации:
технология возведения закладочного массива с осветление* отработанной воды в выработанном пространстве;
зависимость коэффициента фильтрации закладочной массива от содержания мелких фракций;
зависимость степени очистки отработанной воды от вре менп отстоя;
метод расчета параметров илосборннка и отстойника.
Научная новизна работы заключается в следующем:
обоснована возможность очистки отработанной воды о вы работанном пространстве;
установлена зависимость степени осветления отработанно] воды от времени как при естественном, так и при искусственно; (с применением коагулянта ПАА) отстое;
установлена зависимость коэффициента фильтрации от со держания частиц крупностью меньше 1 мм d закладочном ма тернале. Критическое значение коэффициента фильтрации KKf при котором происходит поверхностное течение потока над закла дочным массивом, зафиксировано лрн закладочном материале содержанием частиц крупностью меньше 1 мм более 12% и ее ставляст 3,6 м/часг
установлена зависимость фильтрационного расхода отрабс тайной воды от площади фильтрация и коэффициента фильтра цни закладочного массива. Максимальный фильтрационный рас
код установлен вначале отработки выемочного участка при первоначальном коэффициенте фильтрации. После каждого цикла закладки коэффициент фильтрации закладочного массива снижа? ется, в связи с образованием кальматизированного слоя в массиве а после 20 циклов закладочный массив становится почти водонепроницаемым ;
обоснована возможность сооружения нлосборника и отстойника в выработанном пространстве, и разработана методика расчета их параметров с учетом количества осевшего шлама и объема отработанной воды.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе, подтверждается экспериментальными данными, полученными и результате лабораторных и шахтных исследований, достаточностью их объема, обеспечивающего надежность на 65-86% при относительной погрешности не более 12%, удовлетворительной сходимостью экспериментальных и теоретических исследований с погрешностью не более 15%.
Практическая ценность работы заключается о разработке способа возведения гидрозакладочного массива с осветлением отработанной воды в выработанном пространстве и методики расчета параметров нлосборника, отстойника и водоотводного канала.
Реализация результатов работы.
Разработанный способ возведения гидрозакладочного массива с осветлением воды в выработанном пространстве использован ДонНИИ при разработке технического задания на комплекс МВЗК (механизированным выемочно-закладочный комплекс) цля выемки тонких крутых пластов лавами по простиранию.
Апробация работы.
Результаты проведенных исследований и основные положения работы докладывались на научном семинаре отделения ИГД им. А.А.Скочикского (г. Люберцы), на ученом Совете Дон-НИИ (г. Горловка), на техническом совете ПО "Грузуголь" (г.Ткибули).
Публикация. По результатам выполненных исследований опубликовано 3 печатные работы, имеется положительное решение на патент по заявке №5017812/03 от 16.09.91 г.
Объем «структура. Диссертация состоит из введения, пяти глав и основных выводов, изложенных на 135 страницах машинописного текста, содержит 31 рисунок, 16 таблиц, список использованной литературы из 59 наименований и 2 приложения.
Автор выражает признательность руководителю -докт.техн.наук Ф.Ф.Шаламберидзе, проф., докт.техн.наук М.И.Вескову, коллективу лаборатории комплексного использования минеральных ресурсов и закладки ИГД им. А.А.Скочинско-го за оказанную помощь при выполнении диссертационной работы.
