О.А. Федяева
Промышленная экология
Конспект лекций. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. - 145 c.
Глава 5. Экологическая характеристика производств
5.17. Закладка выработанных пространств
С начала 60-х годов в горнодобывающей промышленности
нашей страны развиваются способы шахтной добычи полезных ископаемых с закладкой
выработанного пространства. С целью максимального удешевления закладочных работ
стремятся в качестве закладочного материала использовать как отвалы и хвосты
обогащения горных предприятий, так и отходы других отраслей промышленности (шлаки,
золы и т.п.).
В большинстве случаев способы добычи с закладкой
применяют с целью более полной добычи полезных ископаемых, так как при обычной
технологии их выемки для компенсации горного давления требуется оставлять под
землей так называемые охранные целики, содержащие десятки и сотни миллионов
тонн руд и твердого топлива. Практикуется и засыпка выработанных пространств
пустой породой, обеспечивающая временное (на период добычи) укрепление кровли и
резкое сокращение объёмов поверхностных отвалов. В последнем случае
предотвратить полностью оседание породной толщи (появление провалов на земной
поверхности) не удастся из-за усадки закладочного материала, достигающей иногда
50 % от первоначально заложенного объема. Применение же твердеющего
закладочного материала обеспечивает его усадку, не превышающую 5 % даже при десятикратном
превышении ожидаемого на глубине давления. Такая монолитная закладка особенно
необходима при добыче высокоценных руд, когда недопустимы никакие их потери в
охранных целиках.
При монолитной закладке закладочный материал должен
обладать способностью схватывания (твердения) и иметь предел прочности при
одноосном сжатии 2,0-2,5 МПа. Указанные свойства зависят от химического
состава, степени измельчения, твердости и некоторых других характеристик
используемого для закладки материала. Поэтому различные твердые отходы горных,
обогатительных, а так же других предприятий не одинаково пригодны для этих
целей. В большинстве случаев к таким материалам (отвальные песчаники, горелые
породы, отходы обогащения и др.) необходимо добавлять активаторы схватывания:
цемент, известь, гипс, жидкое стекло и др. В то же время отдельные виды
измельченных шлаков, например, могут сами выполнять роль вяжущих материалов.
Закладка может быть полной (при заполнении всего
объёма выработанного пространства) или частичной (при заполнении его в виде
слоев или полос). Приемы заполнения закладочным материалом выработанных пустот
могут быть различными. В зависимости от используемых способов транспортирования
и укладки закладочного материала различают гидравлическую, самотечную,
пневматическую, гидропневматическую, механическую и ручную закладку. Выбор того
или иного приема зависит от принятого порядка проведения горных работ и
конфигурации выработанного пространства.
Использование закладки выработанного пространства при
добыче полезных ископаемых является весьма перспективным, так как позволяет не
только увеличить добычу руд и топлива (за счёт охранных целиков), но и
ликвидировать значительную часть хранящихся на земной поверхности твердых
отходов промышленности. Однако закладка - дорогостоящее мероприятие,
существенно сказывающееся на себестоимости добываемых полезных ископаемых. В
этой связи большое внимание уделяется вопросам удешевления и сокращения
потребления прежде всего самих закладочных материалов с одновременным увеличением
их эффективности. Существенные успехи, в частности, достигнуты в последнее
время в области приемов закладки, основанных на вспучивании закладочных материалов.
|