PL170425B1 - Samozestalająca się podsadzka i sposób jej wytwarzania - Google Patents

Abstract

1. Samozestalająca się podsadzka, składająca się z poflotacyjnych odpadów kopalnianych, lotnych popiołów oraz wody, znamienna tym, że stanowią ją w proporcjach wagowych poflotacyjne odpady z przeróbki węgla kamiennego oraz w ilości ponad 40% ciężaru odpadów lotne popioły z elektrowni i/lub elektrociepłowni, otrzymane na drodze suchego i/lub półsuchego odsiarczania spalin oraz najlepiej surowa, odpadowa woda kopalniana, w ilości 10% do 20% wagowych masy podsadzkowej.

Description

Wynalazek dotyczy samozestalającej się podsadzki dla wypełnienia kopalnianych wyrobisk, zrębów pozawałowych pustek i kawern oraz sposobu jej wytwarzania.

Dotychczasowe podsadzki, zgodnie zarówno z tradycją jak i przepisami, są wykonywane na bazie piasku o określonym uziarnieniu. Podsadzki te zawierają dodatki zestalające, przeważnie cement. Mimo iż dodatek cementu jest niewielki i nie przekracza 4%, to mając na uwadze znaczne ilości masy podsadzek, stanowi to duże ilości cementu, bezpowrotnie traconego. Podnosi to koszt eksploatacji kopalń, wymaga stosowania na terenie kopalń magazynów dla dużych ilości cementu, a także urządzeń za i wyładowczych oraz zabezpieczeń chroniących środowisko przed zapyleniem cementem. Również stosowanie eksperymentowe, mieszaniny odpadów poflotacyjnych z popiołami lotnymi wymagają dodatku ponad 2% cementu, dla uzyskania efektu zestalenia się podsadzki, co nie wiele zmniejsza związane z tym kłopoty. Jakiekolwiek próby wykorzystania odpadów poflotacyjnych wymagają dotychczas ich osuszenia z 50% wilgoci, co łączy się z zajmowaniem miejsca na składowiskach, w celu odsączenia wody i wyschnięcia, lub wymaga stosowania filtracyjnych pras, a także za- i wyładunku, przed i po osuszeniu, co jest czaso i praco-chłonne.

Znana jest też podsadzka do wypełniania podziemnych lub powierzchniowych wyrobisk górniczych, z polskiego opisu patentu tymczasowego nr 102 311, zawierająca odpady poflotacyjne górnictwa, lub popioły lotne, aktywizator procesu twardnienia, korzystnie w postaci chlorku magnezu oraz wodę w ilości umożliwiającej transport odpadów w konsystencji półpłynnej, a charakteryzująca się tym, że zawiera odpadowe wapno magnezjowe z zasadowych procesów przewałowych hutnictwa metali nieżelaznych, o uziarnieniu do jednego milimetra, w ilości od 8% do 15% wagowych, w stosunku do ciężaru cząstek mineralnych zawartych w odpadach oraz aktywator procesu twardnienia w ilości od 0,5% do 0,7% wagowych, w stosunku do ciężaru cząstek mineralnych zawartych w odpadach.

Celem wynalazku jest samozestalająca się podsadzka oraz sposób jej wytwarzania, bez specjalnych dodatków zestalających, a zwłaszcza cementu i dodatków aktywizujących.

Cel ten został osiągnięty dzięki wynalazkowi polegającemu na tym, że samozestalająca się podsadzka składająca się z poflotacyjnych odpadów kopalnianych, lotnych popiołów oraz wody. charakteryzuje się tym, że stanowią ją w proporcjach wagowych, poflotacyjne odpady z przeróbki węgla kamiennego oraz w ilości ponad 40% ciężaru odpadów lotne popioły z elektrowni i/lub elektrociepłowni, otrzymywane na drodze suchego i/lub półsuchego odsiarczania spalin oraz najlepiej, surowa, odpadowa, kopalniana woda w ilości od 10% do 20% wagowych masy podsadzkowej. Sposób wytwarzania samozestalającej się podsadzki charakteryzuje się tym, że mieszanie odbywa się, najkorzystniej w procesie ciągłym, bezpośrednio przed transportem do wyrobisk.

Samozestalająca się podsadzka według wynalazku jak wykazały próby na skalę przemysłową, wykazuje poza zamierzonym celem, nie stosowania wiążących dodatków na przykład cementu,

170 425 szereg zalet. Mieszanka w początkowej fazie jest płynna i można ją w łatwy, znany sposób, transportować rurami lub rynnami do punktów przeznaczenia, w wyrobiskach i pustkach kopalni, przy czym, w ciągu 24 godzin podsadzka zaczyna tężeć i zestala się nie tracąc odporności i nie grożąc przerwaniem tam i niekontrolowaną penetracją chodników kopalnianych. Proces samozestalenia się podsadzki przebiega aż do utworzenia monolitu o wystarczającej wytrzymałości i odporności na warunki panujące w pustkach i wyrobiskach kopalń. Zaskakującym efektem stosowania wynalazku jest to, że wszystkie komponenty są odpadami produkcyjnymi i/lub kopalnianymi i tak: odpady poflotacyjne są z zakładów przeróbki węgla kamiennego, są one odpadami trudnymi do zagospodarowania. Stanowi je zawiesina wodna drobnych cząstek skały płonnej i węgla, o uziarnieniu od 0mm do 1mm i wilgotności około 50% i gęstości około 1,3 g/cm3. Poflotacyjne odpady dotychczas kierowano na składowiska i tam dla ewentualnego dalszego zastosowania i wykorzystania suszone były do wilgotności 20%, a zgodnie z wynalazkiem nie muszą one być suszone i nie muszą przechodzić przez składowiska zajmując je przez pewien okres czasu oraz absorbując urządzenia za- i wyładowcze. Podobnie są odpadami lotne popioły po odsiarczeniu suchym lub półsuchym w elektrowniach lub elektrociepłowniach, wyłapywane ze spalin przez elektrofiltry. Tak samo, stosowana do wytwarzania samozestalającej się podsadzki woda, jest wodą kopalnianą, stanowi odpad kopalniany będąc dotychczas odpadem uciążliwym, gdyż zanieczyszczała ona środowisko i konieczne było jej czyszczenie w osadnikach jak i stosowanie filtrów.

Samozestalająca się podsadzka według wynalazku ma jeszcze jedną zaskakującą zaletę, mianowicie dwa jej podstawowe składniki są odpadami kopalnianymi i mogą być na miejscu wykorzystane bez konieczności transportu za- i wyładunku, a stanowią one 70% do 80% wagowych masy, a pozostałą część komponentów samozestalającej się podsadzki, w postaci lotnych popiołów, pobiera się z elektrowni, które to elektrownie, w większości przypadków są usytuowane w pobliżu kopalń. Sposób wytwarzania samozestalającej się masy jest nieskomplikowany, nie wymaga drogiego oprzyrządowania i jest mało energochłonny.

Reasumując, podsadzka według wynalazku i sposób jej wykonywania są ekonomiczne zarówno pod względem kosztów komponentów jak też kosztów wytwarzania, jest łatwa i wygodna w stosowaniu, nie zawiera dodatków wiążących, zagospodarowuje uciążliwe odpady poprodukcyjne z elektrowni i kopalni bez wstępnej obróbki osuszania, bez oczyszczania wody, przy tym stanowi dobry, wypróbowany wypełniacz pustek kopalnianych nie szkodliwy dla środowiska.

Samozestalająca się podsadzka według wynalazku powstaje na bazie odpadów po flotacji węgla kamiennego i zakładów przeróbki węgla kamiennego, zawiera ona cząstki skały płonnej i części palnych, nieraz w granicach do 60%. Granulacja waha się od 0 mm do 1 mm, a wilgotność wynosi około 50% masy. Masę tę wzbogaca się minimum 40% ich ilością wagową popiołów lotnych po suchym i/lub półsuchym odsiarczaniu spalin elektrowni lub elektrociepłowni i miesza się najlepiej w sposób ciągły z 10% do 20% domieszką wody kopalnianej. Jest to woda pozaklasowa, zasolona, surowa bez oczyszczania i filtrowania, stanowiąca odpady kopalniane. Mieszanie odbywać się może w mieszalniku pracującym w cyklu ciągłym, najlepiej typu ślimakowego, podającego samoustalającą się masę, bezpośrednio do rur i/lub koryt podających ją do wyrobisk, pustek i kawern w kopalni.

Przykład I. Samoustalającej się podsadzki:

— 600 dm3 odpadów po flotacji z 50% udziałem wody.

— 600 dm3 popiołu po suchym i/lub półsuchym odsiarczaniu spalin elektrowni.

— 200 dm3 wody pozaklasowej kopalnianej surowej.

Przykład II. Samoustalającej się podsadzki:

— 400 dm3 odpadów po flotacji — 800 dm3 popiołu po suchym lub półsuchym odsiarczaniu spalin.

— 270 dm3 wody kopalnianej pozaklasowej.

Mieszanie samozestalającej się podsadzki odbywa się w sposób ciągły bezpośrednio przed transportem do wyrobisk.

Jak wykazały próby, na skalę przemysłową podawanie samozestalającej się podsadzki winno odbywać się warstwami, najlepiej o grubości jednego, metra, w odstępach dobowych.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Samozestalająca się podsadzka, składająca się z poflotacyjnych odpadów kopalnianych, lotnych popiołów oraz wody, znamienna tym, że stanowią ją w proporcjach wagowych poflotacyjne odpady z przeróbki węgla kamiennego oraz w ilości ponad 40% ciężaru odpadów lotne popioły z elektrowni i/lub elektrociepłowni, otrzymane na drodze suchego i/lub półsuchego odsiarczania spalin oraz najlepiej surowa, odpadowa woda kopalniana, w ilości 1(0%o do 20% wagowych masy podsadzkowej.
2. 2. Sposób wytwarzania samozestalającej się podsadzki, znamienny tym, że mieszanie komponentów odbywa się, najkorzystniej w procesie ciągłym, bezpośrednio przed transportem do wyrobisk.