Сущность управления горным давлением полной закладкой заключается в заполнении выработанного пространства пустой породой, называемой закладочным материалом.

Полная закладка выработанного пространства как способ управления горным давлением имеет многоцелевое назначение: уменьшение потерь полезного ископаемого и снижение вероят­ности возникновения эндогенных пожаров, что способствует повышению безопасности горных работ; при разработке мощ­ных крутонаклонных пластов исключается возможность воз­никновения провалов на поверхности, уменьшается ее опуска­ние. Применение закладки выработанного пространства являет­ся одним из природоохранных мероприятий, осуществляемых на ряде горнодобывающих предприятий. Однако закладка вы­работанного пространства является трудоемким процессом, требующим дополнительных затрат на ее осуществление. По­этому ее применяют в тех условиях, где посредством полной за­кладки выработанного пространства представляется возмож­ным обеспечить высокую безопасность работ и сохранность по­верхности.

В качестве закладочного материала используют песок, гра­вий, дробленые коренные породы, отходы обогатительных фаб­рик, а также породы шахтных отвалов. На ряде шахт Кузбасса в качестве закладочного материала применяют дробленые ко­ренные породы, добываемые в специальных карьерах.

Закладка выработанного пространства может быть гидрав­лическая, пневматическая, самотечная и механическая. Самотеч­ная и механическая закладки обладают рядом существенных не­достатков. Одним из них является значительная усадка закла­дочного массива. Поэтому эти виды закладки практически не применяются.

Применяют в основном гидравлическую закладку, при ко­торой закладочный материал в выработанное пространство до­ставляют по трубам потоком воды. Закладочный материал пе­ремещается по трубам с поверхности до забоя. Технологическая схема гидрозакладки включает следующие процессы: образова­ние закладочной пульпы в смесительных камерах, транспорти­рование закладочного материала по трубам до выработанного пространства и его укладка, отвод воды до отстойников, ее ос­ветление и откачка на поверхность. Схема гидрозакладочного комплекса представлена на рис. 4.48. В состав комплекса входят: 1 — бункер с закладочным материалом; 2 — смесительный ло­ток; 3 — гидромонитор для размыва закладочного материала; 4

— приемная воронка; 5 — пульпопровод; б — закладочный массив; 7—дренажная труба; 8—подземный водоотстойник; 9

— насос; 10 — трубопровод; 11 — поверхностный водоотстой­ник; 12 — насос.

Пульпопровод, в качестве которого используют армиро­ванные износоустойчивые трубы диаметром 150—200 мм, со­стоит из вертикальных и горизонтальных частей.

Перемещение пульпы по горизонтальной части пульпопро­вода осуществляется за счет разностей геодезических уровней смесительного устройства и места укладки закладочного мате­риала в забое.

Эффективность гидравлической закладки зависит от грану­лометрического состава материала и консистенции пульпы. К пульпе предъявляют довольно жесткие требования. Если в каче­стве закладочного материала используют дробленые коренные породы, то отношение твердой фазы к жидкой (Г: Ж) достигает 1 :6, а при применении песка 1 : 1 или 1 :1,5. Следовательно, с уве­личением крупности закладочного материала расход воды рез­ко возрастает. Допустимая максимальная крупность дробленых пород составляет 40—60 мм. Минимальный размер частиц ра­вен 0,1 мм. Более мелкие частицы нежелательны по условиям выноса их водой из закладочного массива.

Закладочный материал при гидрозакладке должен легко отдавать воду. Это достигается ограничением содержания гли­нистых пород. Их должно быть не более 15 %. Закладочный ма­териал не должен также содержать горючих веществ. Закладоч­ный массив после отделения воды должен быть газонепрони­цаемым.

Гидравлическая закладка обеспечивает более высокую плот­ность массива и минимальную его усадку под действием собст­венного веса и горного давления. Это определяет перспектив­ность ее применения. Она характеризуется также большой про­изводительностью и малой энергоемкостью. В то же время она имеет существенные недостатки, основными из которых являют­ся: поступление в горные выработки большого количества во­ды, загрязнение выработок, невозможность совмещения работ по выемке угля и возведению закладки, большие капитальные и эксплуатационные затраты.

В отдельных случаях применяют твердеющую закладку. В се состав вводят вяжущие компоненты. Такой закладочный ма­териал значительно улучшает свойства закладочного массива.

При пневматической закладке транспортирование закладоч­ного материала осуществляется по трубам сжатым воздухом. Смешивание сжатого воздуха и закладочного материала осуще­ствляется в специальных пневматических закладочных маши­нах различной конструкции. К закладочной установке матери­ал подается ленточным конвейером. Специальный питатель ре­гулирует количество подаваемого закладочного материала. От машины закладочный материал перемещается по металличе­ским трубам диаметром до 150—200 мм. Давление сжатого воз­духа 0,5 МПа, расход его на 1 м3 транспортируемого материала достигает 100—110 м3. Скорость движения материала на выхо­де из трубопровода достигает 30—40 м/с. Это обусловливает сравнительно высокую плотность закладочного массива.

Основными недостатками пневматической закладки явля­ются: значительные капитальные затраты; большой расход сжа­того воздуха, что удорожает стоимость закладочных работ, же­сткие требования к закладочному материалу, быстрый износ труб и арматуры, большое пылеобразование.

Пневматическая закладка может применяться в различных горно-геологических условиях, в том числе и при комплексно - механизированной выемке.