Закладочная смесь и способ ее приготовления

Закладочная смесь и способ ее приготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в горном деле, для приготовления твердеющих закладочных смесей, используемых для закладки выработанного подземного пространства. Цель: упрощение технологии при сохранении прочности. Сущность изобретения: закладочная смесь содержит следующие компоненты в соотношениях, 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 26-33, вода остальное. При приготовлении смеси компоненты разделяют на группы: ангидрит - базальтовый щебень, нефелиновый шлам - гранулированный шлак никелевого производства. Мокрый помол групп ведут раздельно. Получают продукте содержание частиц менее 0,08 мм в каждой группе в количестве 40-50%. 1 з.п.ф-лы, 4 табл. w Ё

,, ЯЦ,, 1773278 А3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)5 Е 21 F 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4829866/33

2 смесей, используемых для закладки выра(22) 02.04.90 (46) 30.10.92; Бюл. М 40 (71) Норильский горно-металлургический комбинат им. А,П.Завенягина (72) Л.B,Ìàëåòèí, А.И,Мохов, О.Б,Осеев, ботанного подземного пространства.

Цель; упрощение технологии при сохранении прочности, Сущность изобретения; закладочная смесь содержит следующие компоненты в соотношениях, 3.О.Штернбек, Ж.И.Розенберг, В.И;Макеев- мас.%: ангидрит 6,5-10,5, нефелиновый и B.Ñ.Ìàíüêîâñêèé, шлам 10,5 — 19,5; гранулированный шлак (73) . Норильский горно-металлургическйй: никелевого производства 21,5-28,5; инеркомбинат им. А.П,Завенягина . тный заполнитель — щебень иэ баэальто(56) Боженов П.И. и др. Закладочные смеси вых пород 26-33; вода остальное. При на вяжущем из нефелинового шлама и ан- приготовлении смеси компойенты раздегидрита. Сб. "Вопросы комплексной механизаляют на группы: ангидрит — базальтовый щебень, нефелиновый шлам — гранулироции подземных рудников цветной металлургии", вып. 64.Л.; Гипроникель, 1976, с. 51-52. (54) ЗАКЛАДОЧНАЯ СМЕСЬ И СПОСОБ EE

П РИ ГОТОВЛ ЕНИЯ (57) Использование: в горном деле, для приготовления твердеющих закладочных

Изобретениеотносится к горномуделу и может быть использовано при приготовлении твердеющих закладочных смесей, используемых в технологии закладки выработанного пространства при подземной добыче руды.

Известен состав бесцементного вяжущего и способ приготовления закладочных смесей. Вяжущее включает, мас.g: никелевый гранулированный шлак 10-15, ангидрит

21,2-45, нефелиновый шлам 42,5-67,7. Способ приготовления включает совместный

"сухой" помол всех. компонентов смеси и последующее затворение их водой. Гидравлическая активность такого состава вяжущего проявляется после предварительного сухого помола компонентов до тонкости, характеризуемой удельной поверхностью ванный шлак никелевого производства.

Мокрый помол групп ведут раздельно. .Получают продукт с содержаниегл частиц 3 менее 0,08 мм в каждой группе в количестве 40-50%, 1 э.п.ф-лы, 4 табл.

4300 см /г. Компоненты смеси характеризуются резкими различиями"в размалывающей способности. Так, если. принять размалывающую способность ангидрита эа единицу, то для нефелинового шлама этот показатель будет равен двум, а для гранулированного шлака — 4,5 — 5. Поэтому при совместном помоле до указанной тонкости будет происходить переиэмельчение ангидрита с большим выходом частиц менее микройа, что вызывает повышенную водопотребность при затворении смеси. А это, в свою очередь, ухудшает технологические свойства смеси: снижаются темпы набора прочности и растут усадочные деформации.

Кроме того, одной иэ особенностей нефелинового шлама являются высокие его

1773278 гигроскопичность и влагоемкость, содержание влаги в нем может изменяться от 1820% (естественное состояние) до 40% при хранении с доступом атмосферного воздуха. Для обеспечения "сухого" помола нефелинового шлама требуется применение. дополнительных операций по сушке, обезвоживанию и обособленному храйению шлэмэ, что усложйяеттехнологию приготовления закладочных смесей;

Известен состав бесцементной закладочной смеси и способ ее приготовления, Состав содержит: нефелиновый шлам 150+

180 кг/м (10,5-12,3% от массы сухих продуктов смеси), ангидрит 70-80 кг/мз (4,9-5,5%), гранулированный шлак 300 кг/м (20 5-21%), инертный заполнитель до

900 кгlм (61,6-63,4%), вода 450 n/ì .

Компоненты подвергаются совместйому мокрому помолу и смешиванию;:

Недостатком состава закладочной смеси являются низкие темпы набора прочности, а также неустойчивость к расслаивэемости смеси. При совместном мокром помоле антидрита и нефелинового шлама получается продукт, проявляющий признаки быстрого "схватывания", что при, водит к необходимости частых остановок и прамывок мельницы. Это усложняет технологию приготовления смеси, Цель изобретения — упрощение технологйи при сохранении прочности.

Закладочная смесь, включающая ангидрит, нефелиновый шлэм, гранулированнйй шлак никелевого производства, инертный заполнитель — щебень из базальтовых пород и воду, содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас,%:

Ангидрит 6 5-10,5

Нефелиновый шлам 10,5-19,5

Гранулираванный шлак никелевого производства 21,5-28,5

Инертный заполнитель— щебень из базальтовых пород

Вода .:, Остальйое

В способе прйготовления, включающем мокрый помол и смешение компонентов смеси: ангидрита, нефелиновога шлама, гранулированного шлака никелевого произ водства и щебня из базальтовых пород, перед помолом компоненты разделяют на две группы: ангидрит — базальтовый щебень и нефелиновый шлам — гранулированный шлак никелевого производства. помол групп ведут раздельно, при этом до содержания частиц менее 0,08 we s каждой rpyntie в количестве 40-50%.

Предложенный состав компонентов па

tруппам помола позволил в итоге получить продукт, характеризуемый остатком нэ сите

0,08 мм в количестве 40-50%, что явилось наиболее оптимальным для получения улучшенных характеристик смеси. При уменьшении остатка (менее 40%) происходит переизмельчение вяжущих: ангидрита и нефелиноваго шлама, что приводит к росту водопотребности и ухудшению темпов на30 бора прочности. При большем значении остатка (более 50%) дисперсность продукта помола вяжущих не будет соответствовать требуемым значениям, а значит, ухудшится их гидратация, снизятся темпы набора прочности и ухудшится транспортабельнасть

В качестве нижнего предела общего количества вяжущего по условиям прочности принят расход в 500 кгlм (или 25% от массы: смеси), а верхнего — 700 кг/м (30 мас. ).

Превышение этого предела нецелесообразно по экономическим факторам: не будет осуществляться их промол до нужной фракции, а значит, часть вяжущих крупной фракции будет использована в качестве

45 заполнителей, что нерационально из-за того, что компоненты вяжущих в 4-10 раз дороже заполнителей.

Определение рацианал ьнога соотношения между нефелинавым шламом и ангидри50 том в указанных количествах вяжущего— рсуществлялось также по условиям прочности и условиям экономичности (нефелиновый шлам в 2 раза дороже ангидрита).

Нормативным требованиям прочности во. все сроки отвердения отвечают смеси с соотношением нефелина к ангидриту в диапазоне 1,5-2,0. Ниже значений 1,5 смесь не набирает необходимой прочности в ранние сроки твердения (7 сут), а при отношении

Лучшей диспергации компонентов вяжущего(энгидрита и нефелинового шлама) удалось достигнуть только при помоле компонентов по двум группам: ангидрит5 щебень, нефелиновый шлам — гранулированный шлак, Благодаря новому способу помола выход фракций вяжущих и наполнителя изменился.

Сравнение данных табл.1 показывает,, 10 что раздельный помол указанных групп материалов позволяет получить продукт е улучшенной дйсперсностью вяжущего по классам + 0,08 мм. Выход фракции менее

0,08 мм нефелинового шлама возрастает с

15 60 до 84%, а ангидрита с 78,5 до 92,5% при одних и тех же затратах времени на помол, Эти новые показатели по дисперсности улучшилй характеристики закладочной.смеси (см.табл.2).

1773278 болев 2 намечается снижение прочности в мациям, что недопустимо по условиям отравозрасте 28 и 180 сут. -: ботки месторождений, Кроме того, повмКонкретные примеры предлагаемого . шенное водоотделение и увеличение состава закладочной смеси приведены в сопротивления сдвиг ухудшает транспортабл.4; - ...::.;..::: .. 5 табельйасть смеси (пример 3, табл.4).

Нижний предел содержания ангйдрита- ":. При содержании шлака более 28.5% об6,5% соответствует оптймальному его коли- щее содержание фракций более 0,08 мм резчествувпределеобщеймассывяжущего,Ни- ко возрастает и превышает предельное же этого предела (см. строка 2, табл.4) хоть и значение (50%) по условиям трубопроводвозможно достичь требуемой прочности к 10 ного транспорта, т.к. увеличивается и водовозрасту180сут, нотемпынабора прочности - отделение и сопротивление сдвигу (см, (в возрасте 7 и 28 сут) низкие. Кроме того, строка 12, табл.4). смеси с низким содержанием ангидрита име- ::::: Расходы щебня в диапазоне 26-33 опют достаточно высокое сопротивление сдви- "ределены по условиям общего баланса загу,чтоделаетихтранспортненадежнымиз-3а 15 полнителей при выявленных ограничениях закупорок бетоноводов; ..:..: -: llo принятому пределу содержания фракций

Верхний предел содержания ангидри- более 0,08 мм в составе смеси — (40-50%)— та — 10 5% принят исходя из того, что при по условиям транспорта. превышении его соотношение нефелин: ан-:::; ..При меньшем содержании щебня (пригидритвыходитза пределы выявленногооп- 20 мер 10, табл.4) требуется увеличить расход тимальйого значения (1,5 — 2;О). А при более плотного гранулированного шлака, а преобладании ангидрита йод нефелиновым это ведет к увеличению сопротивления шламом смесь в возрасте 180 сут разрушв-., сдвигу, что ухудшает транспортировку смеетсяиз-завнутреннихнапряжений,возник- си по трубам. При превышении в рхнего ших в результате вторичных фаЗовых 25 редела (пример 11, табл,4) отмечается тенпревращений гипсовых материалов вангид- денция снижения прочнОстных свойств зарите(см. строку 8, табл.4).: - ",:: кладки.

Нижний предел содержания нефели- : Пример конкретного осуществления нового шлама — 10,5 принят из условия способа приготовления закладочной смеси. предельно низкого содержания его IlpH 30 Ангидрит из расходного бункера питапринятом соотношейии его с ангидритом - ":телем КТ-3 подают в дробилку СМД и с кон1,5. Киже этого предела (строка G, табл.4) дицйонйым размером куска не более 30 мм смеси не отвечают требованиям норматив- поступает на сборный транспортер TP-1. На ной прочности в возрасте 7 и 28 сут. : . этот же транспортер с помощью питателя

С увеличением содержания нефелино- 35 flT-196 поступает щебень фракции до 30 мм вого шлама более 19,5% увеличивается вы-" и далее вместе с ангидритом его подают в ход непромолотых частиц шлама до 30% мельницу MLUP:-1. (см. строку 7, табл,4), что приводит к росту . . —::: Второй поток образуют нефелиновый водоотделения íà 15%. Это делает смесь шлам и гранулированный шлак, которые неустойчивой по отношейию к расслоению, 40 также по транспортеру подают в другую а значит, ухудшается ее транспортабель- . мельницу МШР-1. . ность. Этот высокий процент выхода-круп- Помол в раздельных потоках осуществной фракции нерационален также с точки ляют одновременно, продукты помола по зрения использования ресурсов вяжущих; сливным желобам поступают в сборный бакСодержание гранулированного шлака 45 смеситель,. где смесь окончательно перемеучитывается в общем балансе заполнителей шивается. Так как компоненты вяжущего и (вместе с базальтовым щебнем). При:содер- заполнителя подобраны по признакам раз. жании гранулйрованного шлака менее малывающей способности, то при одних и

21,5% также увеличивается выход непромо- тех же затратах времени на помол получают лотых частиц нефелинового шлама(крупно- 50 продукт, в котором вяжущие свойства анстью более 0,08 мм), что не отвечает гидрита и нефелинового шлама проявляюттребованиям рационального использова - ся наиболее полно, т.к. до 90-92% ния вяжущих веществ. Кроме того, при ангидрита и 86%: нефелииового шлама проуменьшении количества шлака для поддер- малываются до тонкости менее 0,08 мм, жания общего баланса заполнителей требу- 55 . В то. же время сами по себе продукты ется увеличить расход базальтового щебня, ангидрид со щебнем и.нефелиновый шлам с что ведет к росту водопотребности смеси и гранулированным шлаком, будучи раздек повышенному водоотделению, которое ленными. имеют активность с большими . после укладки смеси.в выработанном rop- сроками схватывания (не"колько суток), что ном массиве приводит к усадочным дефор- позволяет не прерывать процессы помола, 1773278

8 гранулированнь!й шлак никелевого производства: 21,5-28.5 .. инертный заполнитель5 щебень из базальтовых пород" . ": . 26,0-33,0 вода остальное

2. Способ приготовления закладочной

10 смеси, включающий мокрый помол и смешение компонентов смеси: ангидрита, нефелинового шлама,: гранулйровайного шлака никелевого производства. и щебня из базальтовых пород, отл и ч а ющи и ся тем, 15 что; с целью упрощения технологйй при сохранении прочности, перед помолом компонен:гы разделя!От на груг!йы: энгидрит— базальтовый щебень и нефелиновый шлам— гранулйрованный шлак никелевого пройз20 водства, помол групп ведут раздельно до содержаниячастиц > 0,08 мм в каждой трудйе в количестве 40-50 . Таблица 1

Со е жание в продукт совместного помола по

Компонент более 0,08 мм менее 0,08 мм менее 0,08 мм более 0,08 мм мас %

% от исхо, %от исхо . мас, % мас. мас. % от исхо .

% от исхо .

Нефелиновый шлам Ангид рид

Шлак гранулирова!! Ный

Базальт

16,25

11,95

11,6

10,12

7,74

2,77

3,1

0,96

21,5

60,0

78,5

40,0

580

11,41

15 08

20,8

20,4

12,9

205

G4,6

575

35,4

42 5

20,0

149

420 зат ачйваемое в емя на пойол одинакбвое

Таблица 2 с-мельницы промывать только во время тех нологических перерывов, связанйых с переходами на закладку очередных пустот, Контроль качества смеои осуЩествляют йо показателям расхода масс. влагосодержания, плотности, с отбором образцов для испйтания на прочность в контрольные сроки (в $8 и 180 сут), а в качестве характеристики помола применяют метод рассева на стандартном сите М 0,08 — по остатку на сите. ;

Формула изобретенйя

1. Закладочная смесь, вдпОчаюЩая ангидрит, нефелиновый шлам, -грануйированный шлак никелевого производства, инертный заполнитель-щебень из базальтовых пород и во ду; о т л и ч а ю щ а i c я тем, что, С целью упрощейия технологии при сохране!!ии прочности, она содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%! ангидрит, " 6 5-10,5 нефелинавый шлам 10,5-19,5 ! в продукт помола rio группам по ак ии

1773278

Таблица 3 теблмца4

Свойства смеси

«« содеркамме аракц мамае 0,68 м ф

Смесь Содермамие клипом., мас.в

> »»

I прОЧНОСтЬ Прм СзатИИ 303а е возрате, суток зсебеиь (пасок) амгмд- меферит лмм, WI6lC во всей смеси гран алак водоотделеиив, сопро» тиаре" мие

2В 380

33/»s

f3s про« тотипу 46 80 150 450

Э к сперм меиталь«6,0. 18,5 23 ° 5 32,0

15 ° 5»17,0 85 78,0 . 14,6 19-2!

08 18 43

84з89 72 76 8,0 16-1 7

1 ° 4 . 3,55,0 7-8

Амгидрмт амходит эа пре»

AtnL»oc >sin змачемие,имэкмв те>к>ы набора ппп»>ос ти,цель медостмгмута

1;8-2,5 4,5- 5,0 Грач,алак выходит за ain продел,уве>ь>ч,коп-ео nåïðî. юлотых частиц плана - цель ме достигаетсп

«5>5 6,0-8,6 Sce составл.е оптик.nрeделак,Цель достигаетси

9-12 Все пределы граммчмые.Цель достигаетсл

1,8 4,0 йеаелг илам вьо>одит эа в3п предел,мизкал прочиость цель Ке достмгаетсл

5,5-6;5 бередим.йлвм выходит эа вах предел, увеличиеаатсх мепромалыеаемость илама до

302 - цель ме достмгмута разрув, Ямгидрит вь»е изх предела, смесь разрув. "цель ме дс стигмута (смесь разруа. в

0osp. 380 суток)

2.7-4ьб;4.3-6>6 Ямгмлрит граммы. -6,5, no>s>. в пределах оптмм. змвчемми

Цель достмгаетсл

4,5-5>0 8,0 щебеча мемьие в3п змач. ° увеличив,сспротмел. сдвигу ц>п>ь ме достигнута 1,8-2,:0 4,0-4,5 Щебень Вольпе пхх змач., смикеыме темпов набора йрочиости.Цель ме достигмута 4,0 5,5»6,5 алак - больие взх змач., увелич.к-во крупы.рракцмм и сопротмвл. сдвигу. Цель ие достиг муга

4,5»5,6 6>0-8,6 щлам,вгид- грвммчм. Цель дорпТ пределы стмгмута щлвк щебемь

6>5 12,8 15,7 33,0 55

98 78 16"!2 14" 16

0,8-2,5

4,8 6

3,5

1,2 1,4 4,0

8,5 32,5 22,5 32 55

90 86 6

16,5 19,5 21 ° 5 33 50

88-90 В2 86 5,5 12

3,0

18,5 9,0 22 32 4в

86 82 6,6 14

0,8"1,0

t0,5 20,5 28,0 26,0 56

92 70 . 9-11,0 14-15

90 " 92 5 5 7 8

12,5 10,5 28,5 26,0 50

1 ° 6-2, 0 6,5-8,0

90 ° 82 10-34- 12 .

6г5 12>8 23 ° 5 33 . 56

I;2-1,5

30,5 15,5 28.5 38,5 45

88 82 10 12 14»15 1,4 1 5

12 5 21 ° 5 36 5&"

94 " .. 78 12-14 32-14

0.9-1, 1

92 70 9»1 3,0 1435

10>5, 19>6 30>5 45

1,2««1,4

83 9 13

1,3-1,5

8 5 10 5 28 5 26 54

» « ° Ю » «

Составитель Г.Смекалова

Техред M.Moðãåíòçë Корректор B.Петраш

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент" г Ужго, .Г род, ул. агарина, 101

Заказ 3854 Тираж

ВНИИПИ Г осударственного комитета по изобретениям и открь)тиям г)ри ГКНТ СССР

113035; Москва, Ж 35, Раушская наб.,4/5