Способ приготовления бесцементной закладочной смеси

Авторы патента:

E21F15/00 - Способы и устройства для закладки выработанного пространства (перемычки E21F 17/103)

C04B18/00 - Использование агломерированных или отработанных материалов или отходов в качестве наполнителей для строительных растворов, бетона или искусственных камней (использование отработанных материалов для производства цемента C04B 7/24); обработка агломерированных или отработанных материалов или отходов, специально предназначенная для усиления их наполняющих свойств в строительных растворах, бетоне или искусственных камнях

Владельцы патента RU 2792863:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" (RU)

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к технологии приготовления закладочной смеси, предназначенной для подачи в выработанное пространство подземных горных выработок. Способ приготовления бесцементной закладочной смеси включает смешение компонентов смеси, мас.%: сталеплавильного шлака 69-70, горелых пород шахтного отвала 22-23, шлама, полученного в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов, 7-9, до получения подвижности смеси 13-16 см. Компоненты дозируют по весу с точностью не ниже 1,2-2% и загружают в непрерывно действующую шаровую мельницу, затем совместно измельчают и смешивают в течение 32-35 минут до получения плотности 1950-2000 кг/см². Технический результат, получаемый в результате использования изобретения, заключается в том, что технология приготовления смеси упрощается за счет совместного помола и смешения всех компонентов одновременно, что позволяет сделать процесс непрерывным, сохраняется качество смеси, обеспечивающей при ее твердении необходимую прочность. 1 пр.

Известен состав бесцементной закладочной смеси и способ ее приготовления (SU №1773278 E21F 15/00, опубл. 30.10.1992 г.).

Смесь содержит, мас. %: ангидрит 6,5-10,5; нефелиновый шлам 10,5-19,5; гранулированный шлак никелевого производства 21,5-28,5; инертный заполнитель - щебень из базальтовых пород 26,0-33,0; вода - остальное. Способ приготовления включает мокрый помол и смешение компонентов, предварительно разделенных перед помолом на две группы: ангидрит - базальтовый щебень; нефелиновый шлам - гранулированный шлак никелевого производства.

Недостатком известного способа приготовления закладочной смеси является необходимость грануляции шлака и раздельный помол компонентов по двум группам, что усложняет технологию приготовления смеси.

Известен также, способ приготовления бесцементной закладочной смеси, путем совместного мокрого помола и смешивания компонентов (Баженов П.И. и др. Закладочные смеси на вяжущем из нефелинового шлама и ангидрита. Сб. «Вопросы комплексной механизации подземных рудников цветной металлургии», вып.64. Л.: Гипроникель, 1976, с. 51-52.). Состав содержит, мас. %: нефелиновый шлам 10,5-12,3%, ангидрит 4,9-5,5%, гранулированный шлак 20,5-21%, инертный заполнитель 61,6-63,4%, вода 450 л/м³.

Недостатком известной технологии приготовления бесцементной закладочной смеси является получение при совместном мокром помоле ангидрита и нефелинового шлама продукта, проявляющего признаки быстрого «схватывания», что приводит к частым остановкам для промыва мельницы. Кроме того необходимо осуществлять предварительную грануляцию шлака, что усложняет технологию приготовления смеси.

Известен состав закладочной смеси (RU №2348814, E21F 15/00, С04В 18/14, опубл. 10.03.2009 г.), который содержит отходы горно-металлургического производства при следующем соотношении, масс. %:

шлак сталелитейный	69-70
горелые породы шахтного отвала	22-23
шлам, полученный в результате
нейтрализации известью, отработанных
электролитов тяговых кислотных аккумуляторов	9-7

Способ приготовления закладочной смеси заключается в следующем. Шлаки сталелитейного производства текущего выхода (после магнитной сепарации с отделением металлических включений - скрапа, зерен) и горелые породы шахтного отвала размалывают в шаровой мельнице и тщательно перемешивают в сухом виде. Полученную смесь затворяют шламом, полученным в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов, тщательно перемешивая.

Недостатком известной технологии является необходимость предварительного помола и перемешивания в сухом виде шлака и горелых пород, что усложняет технологию приготовления смеси.

Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в упрощении технологии приготовления смеси, повышении ее качества, сохранении высоких прочностных характеристик и использовании в качестве закладочных компонентов общедоступных отходов местной промышленной сырьевой базы, загрязняющих окружающую среду.

Существующая техническая проблема решается тем, что в известном способе приготовления бесцементной закладочной смеси, путем смешения компонентов смеси, мас.%: сталеплавильного шлака 69-70, горелых

пород шахтного отвала 22-23, и шлама, полученного в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов 7-9, до получения подвижности смеси 13-16 см,

согласно изобретению, компоненты дозируют по весу с точностью не ниже 1,2-2% и загружают в непрерывно действующую шаровую мельницу, затем совместно измельчают и смешивают в течение 32-35 минут, до получения плотности 1950-2000 кг/см².

Технический результат, получаемый в результате использования изобретения заключается в том, что технология приготовления смеси упрощается за счет совместного помола и смешения всех компонентов одновременно, что позволяет сделать процесс непрерывным, сохраняется качество смеси, обеспечивающей при ее твердении необходимую прочность.

Дозирование компонентов производится по весу. Точность дозирования должна быть не ниже 1,2-2%, так как от точности дозирования компонентов смеси зависит ее качество. Незначительные отклонения приводят к изменению прочности закладочной смеси.

Чтобы получить однородную, хорошо перемешанную смесь, необходимо соблюдать установленные сроки перемешивания. Продолжительность переработки смеси в мельнице 32-35 минут (продолжительностью перемешивания считается время с момента загрузки всех материалов в мельницу до начала выгрузки смеси из нее). За это время в мельнице происходит смешивание и измельчение компонентов закладочной смеси необходимой подвижности (13-16 см.) и плотности (1950-2000 кг/м³), обеспечивающей при ее твердении получение искусственного массива прочностью 9,82 МПа. При смешивании менее 30 мин отмечается уменьшение подвижности смеси и, как следствие этого, понижение растекаемости в выработанном пространстве, что исключает возможность формирования закладочного массива с полным повторением контуров отработанного рудного тела. При смешивании более 35 минут уменьшается прочность закладочной смеси.

Для определения подвижности и плотности смеси отбирают пробы. Отбор проб производят не менее двух раз за смену. Отбор пробы смеси следует производить из движущегося потока у места разгрузки порциями (по 1,5-2 л) через одинаковые промежутки времени. Размер пробы смеси должен быть не менее 10 л.

Сущность способа приготовления заключается в совместном помоле и смешении указанных компонентов смеси. Технология приготовления закладочной смеси осуществляется следующим образом.

Сталеплавильный шлак (фракции 0-5 мм) на склад закладочного комплекса поступает с металлургического предприятия после переработки: грубого копрового дробления и магнитной сепарации крупных включений металла грузоподъемными электромагнитами в шлаковых ямах, с последующим измельчением (дроблением, грохочением).

Шлак не должен содержать органических примесей, посторонних засоряющих включений. Содержание металлических включений (корольков, скрапа) не более 3%. Фактически, после переработки их содержание не превышает 1%. Влажность шлака не более 8%.

Горелая порода, на склад закладочного комплекса поступает с терриконика угольного предприятия. Горелая порода не должна содержать органических примесей. Влажность горелой породы не более 18%. Модуль крупности горелой породы - 0,9.

Шлам, используемый в приготовлении закладочной смеси, поступает из отделения нейтрализации аккумуляторных растворов (электролитов), где собираются отходы транспортных средств промышленного предприятия для последующей утилизации.

Шлак и горелая порода из расходных бункеров поступают через электровибрационные питатели и через автоматический весовой дозатор, на ленту конвейера и по направляющим лопастям загружаются в приемную воронку мельницы с центральной разгрузкой.

Шлам, поступающий из расходного бункера через дозатор, электронасосным агрегатом также подается в приемную воронку мельницы.

От точности дозирования компонентов смеси зависит ее качество. Незначительные отклонения приводят к изменению прочности закладочной смеси. Дозирование компонентов производится по весу. Точность дозирования должна быть не ниже 1-2%.

Совместное измельчение компонентов смеси осуществляют в шаровой мельнице непрерывного действия.

Пример реализации предлагаемого способа.

Шлак, горелая порода и шлам дозируются по весу с точностью 1-2%, затем совместно измельчаются и смешиваются в шаровой мельнице непрерывного действия в течение 30-35 минут, до получения подвижности смеси 13-16 см и плотности 1950-2000 кг/см². Предел прочности на сжатие и растяжение при изгибе в возрасте 28 суток - 9,82 МПа и 5,97 МПа соответственно.

Дозирование осуществляют при следующем соотношении компонентов, мас. %: шлак сталелитейный 69-70; горелые породы шахтного отвала 22-23; шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов, 7-9.

Подготовленную смесь подают по закладочным скважинам в выработанное подземное пространство.

Способ приготовления бесцементной закладочной смеси путем смешения компонентов смеси, мас.%: сталеплавильного шлака 69-70, горелых пород шахтного отвала 22-23 и шлама, полученного в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов, 7-9, до получения подвижности смеси 13-16 см, отличающийся тем, что компоненты дозируют по весу с точностью не ниже 1,2-2% и загружают в непрерывно действующую шаровую мельницу, затем совместно измельчают и смешивают в течение 32-35 минут до получения плотности 1950-2000 кг/см².

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной разработке месторождений полезных ископаемых нисходящим порядком камерными системами с твердеющей закладкой, особенно при отработке крутопадающими рудными телами со слабоустойчивыми вмещающими породами. Способ включает формирование несущего слоя твердеющей закладкой, проходку горных выработок, включая полевые штреки на уровне почвы будущих камер, и буродоставочные орты на всю длину рудного тела до контакта с вмещающими породами, формирование камер полигональной формы со смещением камер смежных этажей на половину их ширины, с отбойкой руды взрывом пробуренных из буродоставочных ортов в отступающем порядке от контакта со вмещающими породами восходящих скважин и закладкой выработанного пространства после погашения камеры на высоту не менее ее половины.

Способ приготовления закладочной смеси заданной консистенции (варианты) // 2788687

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к твердеющим закладочным смесям, и может быть использовано при подземной разработке полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства и содержит варианты способа приготовления закладочной смеси заданной консистенции. Технический результат заключается в обеспечении приготовления закладочной смеси заданной консистенции с применением вариативных по физико-механическим свойствам заполнителей с сохранением требуемой марочной прочности и возможностью приготовления закладочной смеси в поточном режиме производства.

Состав модифицированного закладочного материала // 2788685

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. Технический результат – повышение прочности и сокращение сроков твердения уменьшение расхода природного инертного заполнителя.

Способ самотечной трубопроводной доставки твердеющей смеси в подземные горные выработки // 2788051

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для трубопроводного транспорта литых твердеющих смесей для закладки в горные выработки при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Технический результат заключается в снижении динамической вязкости смеси в начале горизонтального участка, сохраняющейся на всем протяжении самотечной доставки смеси до удаленных очистных выработок на флангах рудных залежей и достижения равномерности ее укладки в горные выработки без избыточного увлажнения.

Система пульпирования с ветрено-водяной спаренной связью для сгустителей и способ обнаружения поврежденных форсунок на основе данной системы // 2787972

Настоящее изобретение относится к технической области технологии сгущенного обезвоживания хвостового песка при заполнении рудника в горнодобывающей промышленности, более конкретно к системе пульпирования с ветрено-водяной спаренной связью для сгустителей, которая в основном используется для активации хвостового песка для пульпирования и выброса песка внутри высоко-глубокого конусного сгустителя при заполнении рудника; данное изобретение также включает в себя способ обнаружения поврежденных форсунок.

Способ отработки рудных тел // 2784474

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может применяться при отработке рудных тел недостаточно крутого для свободного истечения руды падения камерами со сплошной выемкой и последующей закладкой твердеющим материалом. Способ включает проходку бурового штрека, погрузочно-доставочных ортов, рудоспуска, закладочно-вентиляционных восстающего, штрека и орта, бурение закладочных скважин, образование отрезной щели путем отбойки скважин на отрезной восстающий, послойную отбойку вееров скважин с частичным выпуском руды, непрерывное магазинирование руды в камере для поддержания неустойчивых пород висячего бока, генеральный выпуск уплотненной руды с формированием на лежачем боку откоса неистекшей обогащенной руды и закладка камеры твердеющим материалом.

Состав для упрочнения гидрозакладочного массива // 2769007

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к составам для упрочнения гидрозакладочного массива и может быть использовано при добыче минерального сырья, при отработке устойчивых руд камерными системами с гидрозакладкой выработанного пространства мелкодисперсным материалом без вяжущих. Состав для упрочнения гидрозакладочного массива, содержащий карбамидную смолу и изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбамидная смола марки КФ-МТ-15 плотностью 1,257 г/см3 - 83,3 и изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид плотностью 1,203 г/см3 - 16,7.

Закладочная смесь с наномодифицированной добавкой // 2754908

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к закладочным смесям, и может быть использовано для закладки выработанного пространства при разработке месторождений полезных ископаемых. Технический результат заключается в увеличении прочности закладочной смеси, сокращении расхода вяжущего в составе закладочной смеси, увеличении полноты утилизации отходов переработки калийных руд.

Способ получения малоклинкерного гидравлического вяжущего на основе металлургических шлаков для изготовления закладочных смесей // 2753802

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к получению малоклинкерного гидравлического вяжущего на основе металлургических шлаков для изготовления закладочных смесей. Способ получения малоклинкерного гидравлического вяжущего на основе доменного металлургического шлака Череповецкого металлургического комбината для изготовления закладочных смесей включает измельчение гранулированного доменного шлака Череповецкого металлургического комбината - ЧМК с последующим смешением измельченного шлака с цементом.

Твердеющая закладочная смесь // 2747753

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к твердеющим закладочным смесям, может быть использовано при подземной разработке полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. Технический результат заключается в снижении расхода портландцемента при сохранении соответствующей прочности на сжатие и требуемой растекаемости закладочной смеси.

Агломератное абразивное зерно // 2792805

Изобретение относится к агломератным абразивным зернам. Предложено агломератное абразивное зерно, состоящее из множества отдельных абразивных зерен, которые связаны в неорганической или органической связующей матрице, причем, в расчете на общую массу агломератного абразивного зерна, по меньшей мере 8% по массе абразивных зерен, которые связаны в связующей матрице, являются поликристаллическими алюминий-оксидными абразивными зернами на основе электрокорунда с процентным содержанием более 97% по массе альфа-оксида алюминия, и при этом поликристаллические алюминий-оксидные абразивные зерна, в свою очередь, состоят из множества первичных кристаллов Al2О3 с размером кристалла между 20 и 100 мкм.