Закладочная смесь

Закладочная смесь

Реферат

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства.

Известен состав закладочной смеси для калийных рудников, содержащий отходы обогащения калийных руд, негашеную известь, бишофит и воду [1]. Недостатками указанной смеси являются низкая подвижность, низкие прочностные характеристики и содержание дорогостоящих вяжущих компонентов.

Наиболее близким к данному изобретению является состав закладочной смеси, содержащий 30-90 мас.% глинисто-солевых отходов переработки калийных руд и 10-70 мас.% золы-уноса [2]. Недостатком указанной закладочной смеси является повышенный расход вяжущего компонента и связанные с этим затраты.

Технический результат - достижение необходимой прочности закладки при минимальном содержании дополнительных компонентов.

Технический результат достигается составом закладочной смеси, включающим галитовые отходы переработки калийных руд, магнезиальное вяжущее и химическую добавку лигносульфонат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Галитовые отходы - 96,5-98,3

Магнезиальный цемент - 1-2

Лигносульфонат - 0,7-1,5

Галитовые отходы представляют собой твердые продукты флотационного или химического обогащения калийных руд. Их состав зависит от состава руды, способа ее переработки, применяемого оборудования и др. Галитовые отходы содержат в основном: NaCl - 95%, KCl - 2%, CaSO₄ - 2%, нерастворимый остаток - 1,7%, MgCl₂ - 0,1%, влагу - 10-12%.

В качестве магнезиального вяжущего могут использоваться: магнезиальный цемент, каустический магнезит, отходы производств, содержащие окись магния. Эксперименты показали, что прочность массива повышается с увеличением содержания магнезиального вяжущего, которое является самым дорогостоящим компонентом смеси. Заявляемый состав содержит минимальное количество вяжущего, что является экономически выгодным.

Лигносульфонат - это анионные ПАВ, являющиеся отходом целлюлозо-бумажной промышленности. Оптимальное содержание лигносульфоната проверялось экспериментально и составляет 0,7-1,5 мас.%. Это содержание позволяет максимально повысить прочность закладочной смеси (см. чертеж).

При смешивании галитовых отходов с магнезиальным вяжущим и затворением смеси насыщенным раствором солей галитовых отходов с растворенным в нем лигносульфонатом происходит упрочнение закладочного массива в основном за счет формирования новых кристаллических структур - гидрооксихлоридов магния. Кроме того, добавка-лигносульфонат позволяет уменьшить количество насыщенного раствора, необходимого для затворения смеси на 15-20%, при сохранении необходимой для трубопроводного транспорта подвижности смеси, что, в свою очередь, способствует набору дополнительной прочности массива.

Для получения закладочной смеси оптимального состава компоненты закладочной смеси смешивались в определенных соотношениях в лабораторных условиях. Из полученной смеси готовили образцы - кубы 7×7×7 см и испытывали на одноосное сжатие на 7, 28, 60, 90 сутки. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1
Содержание компонентов, мас.%	В/T	Прочность образцов на одноосное сжатие, МПа
отходы	магнезиальный цемент	лигносульфонат	Продолжительность твердения, сутки
7	28	60	90
98	1	1	0,125	0,1	1,2	1,7	1,8
97	2	1	0,125	0,15	1,6	2,2	2,4
99	1	-	0,15	0,1	0,65	1	1,25
99	-	1	0,13	-	0,8	0,95	1
100	-	-	0,15	-	0,1	0,25	0,25

Как видно из результатов испытаний, предлагаемые составы закладочной смеси набирают необходимую прочность при минимальном содержании дополнительных компонентов.

Источники информации

1. Авторское свидетельство SU 386145, кл. E21F 15/00, 1971.

2. Авторское свидетельство SU 1645565, кл. E21F 15/00, 1988. (Прототип).

Закладочная смесь, содержащая отходы переработки калийных руд и вяжущее, отличающаяся тем, что она содержит галитовые отходы переработки калийных руд, в качестве вяжущего - магнезиальный цемент и дополнительно химическую добавку - лигносульфонат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Галитовые отходы	96,5-98,3
Магнезиальный цемент	1-2
Лигносульфонат	0,7-1,5