PL175396B1 - Mieszanina podsadzkowa do wypełniania pustek poeksploatacyjnych albo wykonywania sztucznego stropu - Google Patents

Abstract

Mieszanina podsadzkowa do wypełniania pustek poeksploatacyjnych albo wykonywania sztucznego stropu, grawitacyjnie transportowalna w tradycyjnych, podsadzkowych instalacjach doprowadzanych do górniczych wyrobisk od podsadzkowego leja na powierzchni do wybranej przestrzeni eksploatacyjnego wyrobiska, albo skalnego rumowiska dla wykonania sztucznego stropu nad niżej lezącą warstwą pokładu, zawierającaw swojej objętości na wlocie do podsadzkowego leja od 75 do 95 procent części stałych na nośniku z flotacyjnych odpadów o zawartości korzystnie powyżej 500 gramów części stałych w litrze flotacyjnych odpadów oraz substancje chemicznie wiążące wilgoć, o jednorodnej postaci i/lub składanych z kilku składników podawanych do mieszaniny, korzystnie przed wlotem do wybranej przestrzeni pokładu, proporcjonalnie do ilości podawanej mieszaniny, dla całkowitego wypełnienia wybraną przestrzeni pokładu, proporcjonalne do ilości podawanej mieszaniny, dla całkowitego wypełnienia wybranej przestrzeni, z^ś na wylocie do wybranej przestrzeni końcowa mieszanina zawiera powyżej 1000 gramów części stałych w litrze na nośniku z flotacyjnych odpadów, dodawanych do mieszaninyo zawartości powyżej 500 gramówna litr częścistałych, a dodatkowowswojej odmianie zawierającej od 70 do 95 procent części stałych w nośniku w postaci iłów oraz innych składników, tworzących ilaste muły o płynnej konsystencji ma od 450 do 500 gramów częścistałych w litrze mieszaniny, do których dodaje się wypełniaczew ilości od 1 do 15 procent, najkorzystniej od 1 do 10 procent części stałych, jako substancje chemiczniewiążące część zawartej wody, najkorzystniej w postaci dymnicowych pyłów albo elektrowrnanych popiołów, do osiągnięcia ilości od 900 do 1100 gramów części statych w litrze mieszaniny z nośnikiem w postaci płynnych iłów, bentonitów względnie ilastych mułów pochodzących z biologicznego rozkładu substancji organicznych w jednorodnej postaci, bądź o niejednorodnej postaci złożonej z wypełniaczy w proporcjonalnie dobranych ilościach od 450 do ponad 500 gramów części stałych na wlocie do podsadzkowego leja, a złożonej w ilości równej bądź większej od 50 procent flotacyjnych odpadów i płynnych iłów lub iłowych odpadów, a także w ilości równej albo mniejszej od 50 procent wypełniaczy złożonych z dymnicowych popiołów, odpadowego kamienia oraz wielkopiecowego żużla w ilości od 40 do 60 procent o najkorzystniejszej granulacji, przy czym wielkopiecowy żużel stanowi do 30 procent ogólnego składu wypełniaczy w mieszaninie, znamienna tym, ze w swojej objętości złożonej z flotacyjnych odpadów, szlamów, wody z rozpuszczonymi związkami sodu i potasu, pyłów dymnicowych oraz środków przyspieszających zestalanie, ma od 30 do 70 procent poflotacyjnych odpadów i szlamów oraz solankę z rozpuszczonymi związkami chemicznymi w ilości od 70 do 30 procent, głównie chlorków sodu i potasu wraz z innymi substancjami zawartymi w zasolonych wodach, w tym do 0,1 do 3,0 gramów związkówmagnezu w litrze zagęszczonej solanki oraz 70 do 30 procent pyłów z elektrowni, a także od 2 do 10 procent środków przyspieszających zestalanie mieszaniny podsadzkowej w wybranej przestrzeni eksploatacyjnego wyrobiska

Description

Wynalazek rozwiązuje mieszaninę podsadzkową dla wypełniania pustek poeksploatacyjnych albo wykonywania sztucznego stropu, grawitacyjnie transportowalną w tradycyjnych, podsadzkowych instalacjach doprowadzanych do górniczych wyrobisk od podsadzkowego leja na powierzchni do wybranej przestrzeni eksploatacyjnego wyrobiska, albo skalnego rumowiska dla wykonania sztucznego stropu nad niżej leżącą warstwą pokładu.

Aktualnie, tak z literatury naukowo-technicznej i patentowej oraz praktyki w zakresie wypełniania poeksploatacyjnych pustek, albo wykonywania sztucznego stropu nad niżej leżącą warstwą pokładu, znane są podsadzkowe mieszaniny złożone z wodnego nośnika i/lub flotacyjnych odpadów, w których wypełniaczami są kwarcowy piasek w stanie czystym bądź zailonym, popłuczkowy kamień oraz popioły i paleniskowe odpady. Wspólną cechą tych mieszanin podsadzkowych jest ich oparcie na nośniku wodnym, którego udział w stosunku do suchych składników wynosi od 50 do 100 procent objętości suchych składników, przy czym dla osiągnięcia elastycznej mieszaniny tworzącej sztuczny strop, dodaje się do mieszaniny, przed jej wtoczeniem do wybranej przestrzeni albo skalnego rumowiska mającego tworzyć sztuczny strop, syntetyczną żywicę bądź cementy oraz inne przyspieszacze tężenia i tworzące bardzo sztywną konsystencję uniemożliwiającą elastyczne uginanie się podsadzkowej masy po jej stężeniu i związaniu składników. Natomiast dla konsolidacji rumowiska zawałowego stropowych skał, zwłaszcza w celu przyspieszenia procesu jego wiązania wymagane jest stosowanie substancji chemicznych, zaś dla podtrzymywania tego rumowiska, do czasu jego związania pod wpływem chemicznych substancji dodawanych do podsadzkowych mieszanin na wodnym nośniku, wymaga dodatkowo stosowania siatek podtrzymujących stropowe skały dla utrzymania bezpieczeństwa pracy całej załogi eksploatacyjnego wyrobiska, a także odpowiedniej budowy podsadzkowych tam.

Najbliższymi rozwiązaniami mieszanin podsadzkowych są mieszaniny przedstawione w polskich opisach patentowych nr 143 339 i nr 159 733, które złożone są z lotnych popiołów, paleniskowych odpadów i popłuczkowego kamienia, na nośniku z flotacyjnych odpadów i/lub płynnych iłów karbońskich oraz czwartorzędowych. Zgodnie z wynalazkiem opatentowanym za numerem 143 339 mieszanina podsadzkowa na wlocie do podsadzkowego leja zawiera od 75 do 95 procent części stałych na nośniku z flotacyjnych odpadów o zawartości korzystnie powyżej 500 gramów części stałych w litrze flotacyjnych odpadów oraz substancje chemicznie wiążące wilgoć, o jednorodnej postaci i/lub składanych z kilku składników podawanych do mieszaniny, korzystnie przed wylotem do wybranej przestrzeni pokładu, proporcjonalnie do ilości mieszaniny podawanej dla całkowitego wypełnienia, wybranej przestrzeni, na wyście końcowa mieszanina zawiera powyżej 1000 gramów w litrze części stałych na nośniku z flotacyjnych odpadów, a dodawanych do mieszaniny o zawartości powyżej 500 gramów na litr części stałych. Korzystnie jest, jeżeli mieszanina ta ma w nośniku z flotacyjnych odpadów o zawartości powyżej 500 gramów części stałych w litrze odpadów powyżej 25 procent popłuczkowego kamienia oraz proporcjonalnie do 5 procent dodatków chemicznie wiążących wilgoć w postaci jednorodnej: cementów, gipsów, cemlitów lub innych, albo w nośniku z flotacyjnych odpadów o korzystnej końcowej zawartości powyżej 1000 gramów w litrze odpadów powyżej 40 procent dodatków chemicznie wiążących wilgoć w postaci niejednorodnej, złożonej z lotnych popiołów, hydratyzowanego wapnia, gipsów i/lub cementów w korzystnych ilościach wagowych, limitowanych ilością wolnej wody w końcowej mieszaninie, a koniecznej do związania w wymaganym czasie, przy czym dodatki wiążące wolną wodę dodaje się w przypadkach limitowania czasu wiązania.

Odmiana mieszaniny podsadzkowej przedstawiona w polskim opisie patentowym nr 159 733 zawiera od 70 do 95 procent części stałych w nośniku w postaci płynnych iłów oraz innych składników, tworzących ilaste muły o płynnej konsystencji na od 450 do 500 gramów części stałych w litrze mieszaniny, do których dodaje się wypełniacze w ilości od 1 do 15 procent, najkorzystniej od 1 do 10 procent części stałych, jako substancje chemicznie wiążące część zawartej wody, najkorzystniej w postaci dymnicowych pyłów albo elektrownianych popiołów, do osiągnięcia ilości od 900 do 1100 gramów części stałych w litrze mieszaniny z nośnikiem w postaci płynnych iłów, bentonitów względnie ilastych mułów

175 396 pochodzących z biologicznego rozkładu substancji organicznych w jednorodnej postaci, bądź o niejednorodnej postaci złożonej z wypełniaczy w proporcjonalnie dobranych ilościach od 450 do ponad 500 gramów części stałych na wlocie do podsadzkowego leja, a złożonej w ilości równej bądź większej od 50 procent flotacyjnych odpadów i płynnych iłów lub iłowych odpadów, a także w ilości równej albo mniejszej od 50 procent wypełniaczy złożonych z dymnicowych pyłów odpadowego kamienia oraz wielkopiecowego żużla w ilości od 40 do 60 procent o najkorzystniejszej granulacji, przy czym wielkopiecowy żużel stanowi do 30 procent ogólnego składu wypełniaczy w mieszaninie. Ponadto mieszanina ta, w nośniku w postaci płynnych iłów, złożonych z karbońskich i czwartorzędowych iłów, ma w swojej końcowej zawartości korzystnie od 900 do 1100 gramów części stałych w litrze mieszaniny 50 procent płynnych iłów, zawierających na wlocie do podsadzkowego leja od 450 do 500 gramów części stałych, do których dodaje się 50 procent wypełniaczy w postaci jednorodnej, jako dymnicowy pył i/lub popiół z elektrowni, albo w postaci niejednorodnej, złożonej z cementów, hydratyzowanego wapna względnie gipsu, dodawanych proporcjonalnie do ilości pyłów i potrzebnego czasu tężenia mieszaniny, w łącznej ilości od 1 do 15 procent suchych wypełniaczy, najkorzystniej od 1 do 10 procent, przy czym nośnik podsadzkowej mieszaniny zawiera od 40 do 60 procent swojej objętości odpady w postaci płynnych iłów i proporcjonalnie flotacyjnych odpadów, zaś ilaste muły do podsadzkowej mieszaniny z powierzchniowych i dołowych osadników oraz zbiorników wód wstępnie zagęszczonych. Jednocześnie mieszanina ta na wlocie do podsadzkowego leja tradycyjnej podsadzkowej instalacji ma w nośniku zawierającym proporcjonalnie po 50 procent płynnych iłów i flotacyjnych odpadów oraz od 450 do 500 gramów części stałych w litrze odpadów, a także powyżej 40 procent, odpowiedniej granulacji, popłuczkowego kamienia proporcjonalnie do 60 procent dymnicowego pyłu, jako ilości części stałych, korzystnie w granicach powyżej 900 do 1000 gramów w litrze odpadów na wylocie do wybranej przestrzeni.

Celem wynalazku jest osiągnięcie możliwości wykorzystania do sporządzania mieszaniny podsadzkowej, nie tylko z dymnicowych pyłów i paleniskowych popiołów wraz z flotacyjnymi odpadami oraz z innych odpadów i płynnych mułów, a także substancji chemicznych rozpuszczonych w dołowych wodach i zanieczyszczających naturalne środowisko, zwłaszcza powierzchniowe cieki wodne i rzeki, degradujące w nich biologiczne życie, zaś zadaniem technicznym postawionym do rozwiązania jest dokonanie mieszaniny podsadzkowej służącej do wypełniania poeksploatacyjnych pustek albo wykonywania sztucznego stropu nad warstwą przeznaczonego do eksploatacji minerału lub użytecznej kopaliny, nadspodziewanie korzystnie wykorzystując wszystkie składniki rozpuszczone w dołowych wodach, umożliwiając tym samym zasilanie wodnych instalacji wodą ekologicznie czystą.

Nakreślony cel został osiągnięty, a postawione zadanie techniczne zostało dokonane w istocie wynalazku mieszaniny podsadzkowej do wypełniania wybranej przestrzeni albo wykonywania sztucznego stropu, która złożona z lotnych popiołów, paleniskowych odpadów i popłuczkowego kamienia na nośniku z flotacyjnych odpadów i/lub płynnych iłów zawierających od 450 do 500 gramów części stałych w litrze płynnych mułów i ilastych osadów, równej albo większej od 50 procent ilości wypełniaczy, najkorzystniej w postaci dymnicowych pyłów bądź elektrownianych popiołów do osiągnięcia ilości powyżej 1000 gramów części stałych w litrze mieszaniny, a także szlamy i wody z rozpuszczonymi związkami sodu, potasu łącznie ze środkami przyspieszającymi zestalanie mieszaniny ma od 30 do 70 procent poflotacyjnych odpadów i szlamów oraz solankę z rozpuszczonymi związkami chemicznymi w ilości od 70 do 30 procent, głównie chlorków sodu i potasu wraz z innymi substancjami zawartymi w zasolonych wodach, w tym do 0,1 do 3,0 gramów związków magnezu w litrze zagęszczonej solanki, 70 do 30 procent pyłów z elektrowni, od 2 do 10 procent środków przyspieszających zestalanie mieszaniny podsadzkowej w wybranej przestrzeni eksploatacyjnego wyrobiska.

Korzystnie jest, jeżeli mieszanina podsadzkowa, niezależnie od znanych składników wywołujących przyspieszenie procesu samozestalania, ma stale w swoim składzie od 0,1 do 3,0 gramów związków magnezu w litrze zagęszczonej solanki.

175 396

Zaletą osiągniętego rozwiązania mieszaniny podsadzkowej według wynalazku jest jej skład, oparty na prawie wszystkich substancjach i odpadach powstałych przy podziemnej eksploatacji minerałów użytkowych oraz związków chemicznych, a także innych substancji zawartych w zasolonych wodach degradujących naturalne środowisko, którą można podawać do powstałych zrobów i poeksploatacyjnych zrobów za pomocą znanych istalacji rurowych do hydraulicznej podsadzki w podziemiach kopalń. Jednocześnie mieszanina ta może być podawana za pomocą pomp, stosowanych w górnictwie, do podawania i przepompowywania wód zanieczyszczonych iłami oraz gęstych cieczy. Osiągnięta na wlocie do podsadzkowego leja gęstość mieszaniny zawierającej oprócz flotacyjnych odpadów i szlamów również solankę z rozpuszczonymi związkami chemicznymi, głównie chlorków sodu i wapnia, potasu wraz z innymi substancjami zawartymi w zasolonych wodach, w tym od 0,1 do 3,0 gramów związków magnezu w litrze zagęszczonej solanki posiada płynność pozwalającą na jej grawitacyjne transportowanie w znanych instalacjach podsadzkowych i bardzo korzystnie lokuje się w eksploatacyjnych wyrobiskach, w ich wybranej części, penetrując bardzo głęboko zroby i rumowiska skalne.

Mieszanina ta jest ponadto przydatna do wykonywania sztucznego stropu nad wybieranymi warstwami pokładów oraz do izolacji i wypełniania starych zrobów, a także chodników, przez które ma przejść front eksploatacyjny, w tym również do likwidacji wnęk, szybów i ognisk pożarowych oraz prowadzenia szeroko pojętej profilaktyki pożarowej, likwidacji przepływów powietrza przez zroby i zagrożeń metanowych. Korzystnym skutkiem jest czas samozestalania mieszaniny, której wolna woda wiązana jest na drodze fizykochemicznej, zaś jej pozostałości są absorbowane przez otaczające wyrobiska minerały. Efektem stosowania osiągniętej mieszaniny podsadzkowej jest jej praktyczne wykorzystanie w każdych warunkach górniczego zakładu, natomiast jej parametry techniczne i użytkowe odpowiadają wymaganiom wykonania tradycyjnej instalacji podsadzkowej, zaś osiągnięte skutki zapewniają izolację gazowo-wodną nawet dla całego rejonu wentylacyjnego objętego eksploatacją, ograniczając jednocześnie wielkość szkód górniczych i poprawiając warunki bezpieczeństwa gazowego oraz pożarowego, zwłaszcza w podziemnych wyrobiskach górniczych z bardzo silnym zagrożeniem wybuchowymi gazami.

Mieszanina podsadzkowa, przedstawiona w istocie wynalazku, złożona jest z nośnika zawierającego od 450 do powyżej 500 gramów części stałych w postaci płynnych ilastych osadów i mułów pochodzących z dołowych i powierzchniowych zbiorników, w tym z biologicznego rozkładu substancji organicznych oraz bentonitu, która w swojej objętości zawiera od 70 do 95 procent części stałych w litrze mieszaniny, przy czym na wlocie do podsadzkowego leja ma od 75 do 95 procent części stałych na nośniku z flotacyjnych odpadów o zawartości korzystnie powyżej 500 gramów części stałych w litrze flotacyjnych odpadów oraz substancje chemicznie wiążące wilgoć, o jednorodnej postaci i/lub składanych z kilku składników podawanych do mieszaniny, korzystnie przed wlotem do wybranej przestrzeni pokładu, proporcjonalnie do ilości podawanej mieszaniny, dla całkowitego wypełnienia wybranej przestrzeni. Na wylocie do wybranej przestrzeni mieszanina ta zawiera powyżej l000 gramów części stałych w litrze na nośniku z flotacyjnych odpadów, które dodawane są do mieszaniny o zawartości powyżej 500 gramów na litr części stałych, natomiast w swojej odmianie zawierającej od 70 do 95 procent części stałych w nośniku w postaci iłów oraz innych składników, tworzących ilaste muły o płynnej konsystencji, tak aby na wstępie miała od 450 do 500 gramów części stałych w litrze mieszaniny.

Uzupełnieniem części stałych w litrze mieszaniny są wypełniacze w ilości od 1 do 15 procent, najkorzystniej od 1 do 10 procent części stałych, a stanowiące substancje chemicznie wiążące część zawartej w mieszaninie wody i dodawane w postaci dymnicowych pyłów albo elektrownianych popiołów, do osiągnięcia od 900 do 1100 gramów części stałych w litrze mieszaniny z nośnikiem w postaci płynnych iłów, bentonitów względnie ilastych mułów pochodzących z biologicznego rozkładu substancji organicznych w jednorodnej postaci, bądź o niejednorodnej postaci złożonej z wypełniaczy w proporcjonalnie dobranych ilościach od 450 do 500 gramów części stałych na wlocie do podsadzkowego leja, a złożonych w ilości równej bądź większej od 50 procent flotacyjnych odpadów i płynnych iłów albo

175 396 iłowych odpadów, a także w ilości równej względnie mniejszej od 50 procent wypełniaczy złożonych z dymnicowych popiołów, odpadowego kamienia oraz wielkopiecowego żużla 40 do 60 procent w najkorzystniejszej granulacji. Wielkopiecowy żużel stanowi do 30 procent ogólnego składu wypełniaczy w mieszaninie. Do przygotowanej płynnej masy mieszaniny podsadzkowej dodaje się wodę z rozpuszczonymi związkami sodu i potasu w ilości od 70 do 30 procent. Dodawana zagęszczona solanka zawierająca od 70 do 30 procent rozpuszczonych związków chemicznych, głównie chlorków sodu i potasu wraz z innymi substancjami zawartymi w zasolonych wodach, w tym od 0,1 do 3,0 gramów związków magnezu w litrze zagęszczonej solanki, niezależnie od ilości 2 do. 10 procent środków przyspieszających zestalanie mieszaniny podsadzkowej w ciągu około 72 godzin, w wybranej przestrzeni eksploatacyjnego wyrobiska.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Mieszanina podsadzkowa do wypełniania pustek poeksploatacyjnych albo wykonywania sztucznego stropu, grawitacyjnie transportowalna w tradycyjnych, podsadzkowych instalacjach doprowadzanych do górniczych wyrobisk od podsadzkowego leja na powierzchni do wybranej przestrzeni eksploatacyjnego wyrobiska, albo skalnego rumowiska dla wykonania sztucznego stropu nad niżej leżącą warstwą pokładu, zawierająca w swojej objętości na wlocie do podsadzkowego leja od 75 do 95 procent części stałych na nośniku z flotacyjnych odpadów o zawartości korzystnie powyżej 500 gramów części stałych w litrze flotacyjnych odpadów oraz substancje chemicznie wiążące wilgoć, o jednorodnej postaci i/lub składanych z kilku składników podawanych do mieszaniny, korzystnie przed wlotem do wybranej przestrzeni pokładu, proporcjonalnie do ilości podawanej mieszaniny, dla całkowitego wypełnienia wybranej przestrzeni pokładu, proporcjonalnie do ilości podawanej mieszaniny, dla całkowitego wypełnienia wybranej przestrzeni, zaś na wylocie do wybranej przestrzeni końcowa mieszanina zawiera powyżej 1000 gramów części stałych w litrze na nośniku z flotacyjnych odpadów, dodawanych do mieszaniny o zawartości powyżej 500 gramów na litr części stałych, a dodatkowo w swojej odmianie zawierającej od 70 do 95 procent części stałych w nośniku w postaci iłów oraz innych składników, tworzących ilaste muły o płynnej konsystencji ma od 450 do 500 gramów części stałych w litrze mieszaniny, do których dodaje się wypełniacze w ilości od 1 do 15 procent, najkorzystniej od 1 do 10 procent części stałych, jako substancje chemicznie wiążące część zawartej wody, najkorzystniej w postaci dymnicowych pyłów albo elektrownianych popiołów, do osiągnięcia ilości od 900 do 1100 gramów części stałych w litrze mieszaniny z nośnikiem w postaci płynnych iłów, bentonitów względnie ilastych mułów pochodzących z biologicznego rozkładu substancji organicznych w jednorodnej postaci, bądź o niejednorodnej postaci złożonej z wypełniaczy w proporcjonalnie dobranych ilościach od 450 do ponad 500 gramów części stałych na wlocie do podsadzkowego leja, a złożonej w ilości równej bądź większej od 50 procent flotacyjnych odpadów i płynnych iłów lub iłowych odpadów, a także w ilości równej albo mniejszej od 50 procent wypełniaczy złożonych z dymnicowych popiołów, odpadowego kamienia oraz wielkopiecowego żużla w ilości od 40 do 60 procent o najkorzystniejszej granulacji, przy czym wielkopiecowy żużel stanowi do 30 procent ogólnego składu wypełniaczy w mieszaninie, znamienna tym, że w swojej objętości złożonej z flotacyjnych odpadów, szlamów, wody z rozpuszczonymi związkami sodu i potasu, pyłów dymnicowych oraz środków przyspieszających zestalanie, ma od 30 do 70 procent poflotacyjnych odpadów i szlamów oraz solankę z rozpuszczonymi związkami chemicznymi w ilości od 70 do 30 procent, głównie chlorków sodu i potasu wraz z innymi substancjami zawartymi w zasolonych wodach, w tym do 0,1 do 3,0 gramów związków magnezu w litrze zagęszczonej solanki oraz 70 do 30 procent pyłów z elektrowni, a także od 2 do 10 procent środków przyspieszających zestalanie mieszaniny podsadzkowej w wybranej przestrzeni eksploatacyjnego wyrobiska.

2. Mieszanina podsadzkowa do wypełniania pustek, według zastrz. 1, znamienna tym, że niezależnie od znanych składników wywołujących przyspieszenie procesu samozestalania mieszaniny podsadzkowej ma stale w swoim składzie od 0,1 do 3,0 gramów związków magnezu w litrze zagęszczonej solanki.