Закладочный комплекс

ЗАКЛАДОЧНЫЙ КОМПЛЕКС (а. stowage facilities; н. Versatzkomplex; ф. installation de remblayage; и. instalacion para соlocar el relleno atibacion) — совокупность сооружений и оборудования, обеспечивающих комплексную механизацию заполнения закладочным материалом выработанного пространства шахт.

Различают закладочный комплекс гидравлический, пневматический и твердеющей закладки. Гидрозакладочные комплексы (ГЗК) включают дробильно-сортировочные установки (ДСУ), аккумулирующие бункеры, выпускные дозирующие устройства, систему водоснабжения, смесительные устройства для приготовления закладочной гидросмеси, транспортные нисходящие и горизонтальные трубопроводы (см. Трубопроводный транспорт), устройства для обезвоживания закладочного материала и управления отработанной водой, систему автоматического и дистанционного управления. Различают ГЗК с естественным напором (рис. 1), создаваемым превышением уровня гидросмеси в нисходящем трубопроводе над выпускным отверстием гидрозакладочного трубопровода, и с искусственным напором, формируемым перекачными устройствами (насосами с загрузочными аппаратами, землесосами, гидроэжекторами и др.) для увеличения радиуса действия комплекса. Эти перекачные устройства устанавливают в начальном или конечном пунктах транспортирования. Закладочный материал аккумулируется в бункерах поверхностного или заглублённого типа с соответствующим расположением смесительных устройств для приготовления закладочной гидросмеси. При поверхностном расположении бункера и смесительных устройств обеспечивается максимальный напор, радиус действия и производительность ГЗК. В районах с суровыми зимними условиями для упрощения загрузки бункеров эти сооружения и устройства заглубляют. Ёмкость аккумулирующих бункеров принимают не менее среднесуточной потребности в закладочном материале (до 1500-2000 м³ и более).

ГЗК с естественным напором оборудуют одной или несколькими самостоятельными гидрозакладочными установками в зависимости от количества одновременно обслуживаемых участков. Подача закладочного материала из бункера в смесительное устройство дозированная, с помощью питателей. Для смешивания закладочного материала с водой служат наклонные (под углом 10-15о) смесительные желоба и смесительные воронки малой (менее 1 м³) и большой (4-6 м³) ёмкостей. Первые применяют в ГЗК глубоких шахт в Донбассе и за рубежом при работе в режимах с незаполненным ставом нисходящего трубопровода. Воронки большой ёмкости используют на шахтах Кузбасса при режимах с полным питанием (с заполненным ставом) и поддержанием уровня гидросмеси в пределах воронки. При неравномерном поступлении твёрдого из бункеров в смесительные воронки затрудняется поддержание постоянной его концентрации в гидросмеси. Для обеспечения заданной концентрации твёрдого или плавного её регулирования в необходимых пределах перспективно применение бункеров-смесителей, в которых образование гидросмеси и равномерная подача закладочного материала в трубопровод без подсоса воздуха осуществляются восходящим потоком воды. Обезвоживают закладочный материал (до 90-95%) с помощью передвижных или полустационарных водоотделителей в основном центробежного типа (дуговые и конические сита, гидроциклоны), смонтированных на шахтных вагонетках. Воду осветляют в специальной гидроциклонной установке с применением флокулянтов. Производительность ГЗК (по твёрдому) до 400 м³/ч.

Пневмозакладочные комплексы (ПЗК) включают в себя ДСУ с аккумулирующими бункерами и выпускными дозирующими устройствами, средства промежуточного транспорта закладочного материала, пневмозакладочную машину — загрузочный аппарат (ПЗМ), транспортирующий и распределительный трубопроводы, систему автоматического управления. Различают ПЗК с доставкой породы с поверхности, с полным и с частичным использованием породы, получаемой при проведении выработок или других горных работах. При добыче и подготовке закладочного материала на поверхности возможна пневматическая или комбинированная подача материала в выработанное пространство. По первому варианту на поверхности располагаются ДСУ и стационарная ПЗМ камерного типа, а спуск и доставка закладочного материала к выработанному пространству (на расстояние до 1500-2000 м) осуществляются без перегрузки пневмотранспортом по трубопроводу. По второму варианту закладочный материал, подготовленный на поверхностной ДСУ, спускается на закладочный горизонт по трубопроводам и перемещается в вагонетках или конвейерами до участковых закладочных установок с полустационарными ПЗМ барабанного типа с радиусом действия до 500 м. При пневматической закладке с полным использованием породы из подземных выработок на глубоких шахтах сооружаются подземные ПЗК (рис. 2) с централизованными или участковыми ДСУ, оборудованные стационарными ПЗМ камерного или полустационарного барабанного типа.

При частичном использовании породы, получаемой при проходке вслед за лавой пластовых подготовительных выработок, для возведения бутовых полос применяют передвижные дробильно-закладочные комплексы (типа "Титан-1"), которые располагают вблизи участка производства закладочных работ (в 60-80 м). Комплекс состоит из одновалковой дробилки, загрузочного устройства, низконапорной воздуходувки ВП-70 и распредпункта, смонтированных на тележках. Производительность ПЗК 50-250 м³/ч.

Комплексы твердеющей закладки (КТЗ) служат для непрерывного приготовления твердеющей смеси и сооружаются стационарно на поверхности вблизи закладочного ствола или скважины. Различают КТЗ литой (наиболее распространены) и жёсткой закладки. Комплексы первого вида применяют при значительных расстояниях транспортирования (2500-3000 м) и наличии дешёвых местных вяжущих; обеспечивают производительность 100-120 м³/ч, стабильность консистенции смеси и равномерность её подачи, устойчивую работу транспортного трубопровода, эффективность закладочных работ. КТЗ литой закладки (рис. 3) включают ДСУ с бункерами для подготовки и аккумулированию инертных заполнителей, бункеры и размольное оборудование для подготовки компонентов вяжущего, дозирующего и смесительного устройства, закладочные трубопроводы с устройствами пневмоподдува и очистки и систему автоматического управления.

КТЗ жёсткой закладки применяют при средних значениях производительности (60-100 м3/ч) и расстояний транспортирования (500-900 м). В отличие от КТЗ литой закладки, на них приготовляется и транспортируется (механическим, пневматическим или гидроспособом) не готовая твердеющая смесь, а её отдельные компоненты, которые смешиваются непосредственно перед заполнением выработанного пространства. Механический транспорт позволяет перемещать материалы большой крупности, но не применим при разработке месторождений горизонтальными слоями, т.к. не обеспечивает необходимого подпора кровли выработанного пространства. Кроме того, механический транспорт уступает по технологичности и экономичности трубопроводному. При пневматическом транспорте инертных и вяжущих материалов на конечном участке трубопровода (около 30 м) происходит смешение их с водой. КТЗ с гидравлическим транспортом представляют собой обычные ГЗК с гидродоставкой инертных заполнителей, предварительным их обезвоживанием в передвижных или полустационарных водоотделителях и последующим пневмотранспортированием с необходимым количеством остаточной воды к выработанному пространству по трубопроводу, в который нагнетается цемент, подаваемый по самостоятельному трубопроводу с поверхности.