PL66286B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 25.X.1972 66286 KI. 5d,15/08 MKP E21f 15/08 Wspóltwórcy wynalazku: Andrzej Giezynski, Jerzy Kucharczyk, Alfred Bilinski, Wladyslaw Konopko, Romuald Gocman Wlasciciel patentu: Glówny Instytut Górnictwa, Katowice (Polska) Sposób otrzymywania podsadzki i wypelniania nia podziemnych lub powierzchniowych wyrobisk górniczych Wynalazek dotyczy sposobu otrzymywania pod¬ sadzki oraz wypelniania ta podsadzka podziemnych wyrobisk górniczych, lub wyrobisk powierzchnio¬ wych.Znane dotychczas sposoby otrzymywania pod¬ sadzki utwardzonej polegaja na stosowaniu piasku lub kruszonej skaly zmieszanych z lepiszczem w postaci cementu, wapna lub organicznych zwiaz¬ ków chemicznych. Podstawowa wada tych sposo¬ bów jest ich duzy koszt, który ogranicza stosowa¬ nie podsadzki utwardzonej tylko do wyjatkowych przypadków. Natomiast powszechnie, do wypelnia¬ nia podziemnych wyrobisk górniczych, stosuje sie podsadzke hydrauliczna lub sucha, zwlaszcza przy wybieraniu grubych pokladów wegla warstwami.Przy eksploatacji warstwami z góry na dól cze¬ sto tworzy sie sztuczny strop z pomostu drewnia¬ nego lub siatki metalowej. Tak wykonany strop jest kosztowny i pracochlonny, a poza tym nie¬ trwaly, poniewaz drewno szybko ulega zbutwieniu, a siatka metalowa korozji. Stosowanie podsadzki suchej ma te wade, ze ma ona duzy wspólczynnik scisliwosci, dochodzacy niekiedy do 60%, co ma ujemny wplyw na ochrone powierzchni. Natomiast przy stosowaniu podsadzki hydraulicznej, przy eksploatacji warstwami z dolu ku górze, kazda wyzej polozona warstwe wybiera sie na spodku z piasku, co ogranicza stosowanie maszyn urabia¬ jacych i obudowy zmechanizowanej. Wybieranie na spodku piaskowym ma równiez i te wade, ze 10 15 20 30 wegiel a zwlaszcza mial zanieczyszcza sie pias¬ kiem.Znane sa równiez przypadki, ze przy zagospo¬ darowywaniu powierzchni terenów górniczych, a zwlaszcza przy likwidowaniu i wypelnianiu ta¬ kich wyrobisk jak zaglebienia, wykopy itp. czesto zachodzi koniecznosc utwardzania materialu wy¬ pelniajacego te wyrobiska w celu adaptacji terenu dla potrzeb budownictwa. W przeciwnym bowiem przypadku nalezaloby pozostawic splantowany te¬ ren na dlugi okres czasu, niezbedny do naturalne¬ go osiadania gruntu.Wymienione wyzej wady i niedogodnosci usuwa sposób otrzymywania podsadzki utwardzonej we¬ dlug wynalazku. Istota tego sposobu polega na tym, ze stosuje sie aktywizowana mieszanine za¬ wierajaca popioly lotne w stanie suchym, o za¬ wartosci czesci palnych ponizej 7% w ilosci od 60 do 75% wagowych w stosunku do ciezaru calej mieszanki oraz aktywator w ilosci 6 do 10% wago¬ wych w stosunku do ciezaru popiolów. Jako akty¬ wator najkorzystniej jest stosowac w postaci sproszkowanej kamien wapienny lub magnezyt na¬ turalny albo ich mieszanine.Popioly i aktywator miesza sie ze soba doklad¬ nie az do uzyskania jednorodnej mieszaniny, a nastepnie dodaje sie wode zarobowa w ilosci 25 do 40% wagowych w stosunku do ciezaru calej mieszaniny. Tak uzyskana podsadzke umieszcza sie w wyrobisku pod cisnieniem na przyklad przy 66 28666 286 uzyciu strumienia powietrza i tworzy utwardzona warstwe pod lub nad warstwa znanej podsadzki.Okazalo sie nieoczekiwanie, ze wysoki stopien roz¬ drobnienia suchych czastek popiolowych stwarza warunki, do pobudzania popiolów do reakcji che- 5 micznych z dodanymi w malej ilosci zwiazkami chemicznymi zwanymi aktywatorami.Rodzaj aktywatorów dobiera sie uwzgledniajac sklad chemiczny popiolów. Rola aktywatorów po¬ lega na umozliwieniu procesu hydratacji, wyni- 10 kiem którego jest wydzielanie sie krysztalów, wia¬ zacych pojedyncze ziarna popiolów w stwardniala mase. Na intensywnosc przebiegu hydratacji i sile wiazania wplywa wiele czynników, a wsród nich rodzaj aktywatorów, którymi przykladowo moga 15 byc niektóre siarczany, zwiazki chloru, zwiazki wapnia, zwiazki magnezu i inne, a takze stezenie roztworu, oraz w duzej mierze stopien zageszcze¬ nia w masie czastek popiolowych. Duza powierz¬ chnia wlasciwa, bedaca nastepstwem postaci py- 2o lastej popiolów lotnych, przyczynia sie do szybsze¬ go przebiegu procesu hydratacji w porównaniu z przebiegiem tego procesu w otoczeniu czastek mineralnych o wiekszych wymiarach.Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest przede 25 wszystkim to, ze pozwala on zagospodarowac na szeroka skale uciazliwy, masowy material odpado¬ wy jakim sa popioly lotne. Lokowanie popiolów lotnych nawet w stanie mokrym na skladowiskach powierzchniowych nie eliminowalo dotychczas 30 wtórnego zapylania atmosfery ze wszystkimi ujem¬ nymi skutkami tego zjawiska dla zycia spoleczne¬ go i gospodarczego danego regionu. Sposób utwar¬ dzania podsadzki, wedlug prostej i ekonomicznej technologii, pozwala na szerokie stosowanie jej do 35 wypelniania wybranych pustek pod ziemia oraz wyrobisk na powierzchni. Szczególnie nadaje sie ona do stosowania przy wybieraniu grubych po¬ kladów warstwami oraz przy eksploatacji pokla¬ dów zalegajacych pod waznymi obiektami. Zasto- 40 sowanie podsadzki wedlug wynalazku zwieksza równiez bezpieczenstwo pracy oraz pozwala na za¬ stosowanie maszyn urabiajacych i obudowy zme¬ chanizowanej przy warstwowych systemach wy¬ bierania. 45 Sposób wedlug wynalazku jest dokladniej wy¬ jasniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wyrobisko podsadzone podsadzka sucha, które nr. spodku ma warstwe podsadzki utwardzonej, fig. 2 — to samo wyrobisko podsadzone za porno- 50 ca piasku z warstwa podsadzki utwardzonej pod stropem, fig. 3 — wyrobisko wypelnione calkowi¬ cie podsadzka utwardzona, a fig. 4 — wyrobisko na powierzchni wypelnione podsadzka utwardzona.Jak uwidoczniono na rysunku przy eksploatacji 55 pokladu warstwami z góry na dól z zawalem stro¬ pu, lub z podsadzka sucha najkorzystniej jest na spodku likwidowanej przestrzeni ulozyc najpierw warstwe 1 podsadzki utwardzonej i dopiero na tej warstwie ukladac sucha podsadzke 2. Warstwa 1 60 podsadzki po stwardnieniu bedzie stanowila ro¬ dzaj sztucznego stropu przy wybieraniu warstwy zalegajacej ponizej. Jezeli natomiast kierunek wy¬ bierania warstw jest z dolu ku górze, wówczas ko¬ rzystniej jest na warstwie piasku 3 ulozyc warstwe 65 4 podsadzki utwardzonej. Warstwa ta bedzie sta¬ nowila twardy spodek dla wybieranej warstwy za¬ legajacej wyzej, co pozwoli na stosowanie maszyn urabiajaco-ladujacyeh i obudowy zmechanizowa¬ nej.Utwardzona podsadzka 5 mozna równiez wypel¬ niac calkowicie wybrana przestrzen zawarta po¬ miedzy tama 6, stropem 7 i spagiem 8. Taki spo¬ sób podsadzania nadaje sie szczególnie przy wy¬ bieraniu pokladu zalegajacego pod bardzo czulymi obiektami, wzglednie przy wybieraniu filarów chroniacych szyby i inne wazne obiekty. Utwar¬ dzona podsadzke 9 mozna równiez stosowac do wypelniania zaglebien 10 i nierównosci terenu na powierzchni przy ich adaptacji dla celów budow¬ nictwa.Przyklad: 700 kg popiolu lotnego w stanie suchym, o zawartosci czesci palnych ponizej 7°/o, miesza sie dokladnie z 56 kg sproszkowanego ka¬ mienia wapiennego, lub magnezytu naturalnego.Nastepnie do mieszaniny tej dodaje sie 250 1 wody i ponownie calosc miesza sie az do uzyskania ma¬ sy jednorodnej. Wytworzona w ten sposób miesza¬ nine podaje sie do miejsca podsadzania, gdzie do¬ datkowo zageszcza sie ja, najkorzystniej za pomo¬ ca strumienia powietrza.Jako aktywator mozna równiez stosowac roztwór wodny siarczanów, zwiazków chloru, zwiazków wapnia lub zwiazków magnezu o stezeniu 3 do TVo w stosunku do masy popiolów. iDobre rezultaty uzyskuje sie równiez gdy jako aktywator stosuje sie odpadowy roztwór wodny weglanu wapnia, otrzymany przy produkcji celulozy, z dodatkiem chlorku wapnia w ilosci 1 do 2'°/o wagowych w stosunku do ciezaru popiolów.Odmiana opisanego wyzej sposobu otrzymywa¬ nia podsadzki utwardzonej polega na tym, ze ak¬ tywizowana mieszanine dodaje sie w ilosci 250 do 350 1 do 1 m3 znanego materialu podsadzkowego.Nastepnie calosc miesza sie i po wprowadzeniu do wyrobiska zageszcza sie znanymi sposobami, na przyklad strumieniem powietrza.Tak wykonana podsadzke umieszcza sie i za¬ geszcza w calej wybranej przestrzeni przeznaczo¬ nej do likwidacji. Zastosowanie tego typu podsadz¬ ki utwardzonej ma szczególnie wazne znaczenie przy wybieraniu pokladów zalegajacych na nie¬ wielkiej glebokosci pod waznymi obiektami lub w filarach ochronnych.Inna odmiana zastosowania podsadzki utwardzo¬ nej polega na tym, ze aktywizowana warstwe mie¬ szaniny umieszcza sie na materiale wypelniajacym wyrobiska powierzchniowe. Szczególnie cenne ko¬ rzysci uzyskuje sie przy pokrywaniu skladowisk luznych materialów pylastych. Wtedy warstwa, która pokrywa sie takie skladowisko zapobiega za¬ nieczyszczaniu powietrza w wyniku wtórnego za¬ pylenia, a jednoczesnie stwarza mozliwosc odpo¬ wiedniego zagospodarowania powierzchni nieuzyt¬ ków. PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób otrzymywania podsadzki i wypelniania nia podziemnych lub powierzchniowych wyrobisk66 2 5 górniczych, znamienny tym, ze stosuje sie aktywi¬ zowana mieszanine zawierajaca popioly lotne w stanie suchym o zawartosci czesci palnych ponizej 7lD/o w ilosci — od 60 do 75% wagowych w stosun¬ ku do ciezaru calej mieszanki, oraz aktywator w 5 ilosci 6 do 10% wagowych w stosunku do ciezaru popiolów, najkorzystniej w postaci sproszkowane¬ go kamienia wapiennego, lub magnezytu natural¬ nego albo ich mieszaniny, a nastepnie po wymie¬ szaniu suchych skladników dodaje sie wode w 10 ilosci 25 do 40% wagowych w stosunku do ciezaru calej mieszaniny i umieszcza sie ja w wyrobisku pod cisnieniem w strumieniu powietrza i tworzy utwardzona warstwe pod lub nad wastwa znanej podsadzki. 15

2. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze jako aktywator stosuje sie roztwór wodny siarczanów, zwiazków chloru, zwiazków wapnia lub zwiazków magnezu o stezeniu 3 do 7% w sto- 20 sunku do masy popiolów. 6

3. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze jako aktywator stosuje sie odpadowy roz¬ twór wodny weglanu wapnia otrzymywany przy produkcji celulozy z dodatkiem chlorku wapnia w ilosci 1 do 2% wagowych w stosunku do ciezaru popiolów.

4. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienna tym, ze aktywizowana mieszanine dodaje sie w ilosci 250 do 350 litrów do 1 m3 znanego ma¬ terialu podsadzkowego, calosc miesza sie i po wprowadzeniu do wyrobiska zageszcza sie znany¬ mi sposobami na przyklad strumieniem powietrza.

5. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze aktywizowana mieszanine umieszcza sie i zageszcza w calej przestrzeni wyrobiska.

6. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze aktywizowana mieszanine umieszcza sie w postaci warstwy na materiale wypelniajacym powierzchniowe wyrobiska. «KI. 5d, 15/08 66 286 MKP E21f 15/08 Fig. 1- ^ 5 6 7 1 Fig-2. ? ^1 %* ZF „Ruch", zam. 797-72, nakl. 200 + 20 egz. Cena zl 10,— PL PL