Przedmiotem wynalazku jest wieloskladnikowy material podsadzkowy o scisliwosci nie wiekszej niz 5 i 10%, z którego moze byc wykonana podsadzka hydrauliczna przeznaczona do wypelniania wolnych przestrzeni powstalych w wyniku dzialalnosci górniczej w kopalni glebinowej a zwlaszcza w kopal¬ niach rud miedzi.Stan techniki. Kazdej dzialalnosci górniczej w kopalni glebinowej towarzyszy powstawanie tzw. pustek poeksploatacyjnych, które z wielu powodów - ochrona powierzchni, bezpieczenstwo pracy itd. — powinny byc zlikwidowane. W górnictwie do wypelniania pustek poeksploatacyjnych najszersze zastosowanie znalazla podsa¬ dzka plynna, transportowana na drodze hydraulicznej.W kopalniach rud miedzi stosowana podsadzka hydrauliczna sklada sie wylacznie z piasku podsadzkowego, stanowiacego material podsadzkowy, który z powierzchni transportowany hydraulicznie rurociagami podsadzko wymi do otamowanych wyrobisk górniczych po odfiltrowaniu sie wody bedacej medium transportujacym, stanowi podparcie stropu. Stosowany piasek podsadzkowy bardzo czesto zawiera gliny, ily oraz inne zanieczysz¬ czenia pogarszajace jakosc oraz utrudniajace proces odprowadzenia wody z otamowanych i podsadzanych wyrobisk. Ponadto z uwagi na szybki rozwój kopalnictwa odczuwa sie ogólny deficyt piasków podsadzkowych.Poszukiwania nowych, eksploatacyjnie przydtanych zlóz piasku sa przedsiewzieciami kosztownymi, pomijajac juz wzgledy ochrony srodowiska. Z drugiej strony procesom wydobywczym rud miedzi towarzyszy powstawanie odpadów przemyslowych wsród których powazna ilosc stanowia skaly plonne lokowane na haldach. Tak wiec, przedsiewziecia zmierzajace do chocby czesciowego zastapienia klasycznego i drogiego materialu podsadzkowego jakim jest piasek nabieraja znaczenia imaja pelne uzasadnienie spoleczne oraz ekonomiczno-techniczne.Znane jest w przemysle weglowym czesciowe wykorzystanie skal pronnych towarzyszacych pok? -dom wegla jako samodzielnego materialu podsadzkowego dla podsadzki hydraulicznej. Oznacza to, ze podsadzka tak utworzona nie zawiera w soim skladzie klasycznego materialu jakim jest piasek podsadzkowy. Przykladem tego2 97 568 moze byc patent polski nr 62275 wedlug którego material podsadzkowy stanowi mieszanina lupków karbon¬ skich, mulkowców oraz piaskowców karbonskich.Skaly plonne kopaln rud miedzi stanowia weglanowe skaly cechsztynu a zwlaszcza dolomity oraz piaskowce (czerwone i biale), ale z warstw czerwonego spagowca. Dla tych skal jak dotychczas nie przeprowa¬ dzono badan i doswiadczen okreslajacych ich przydatnosc jako materialu .podsadzkowego. Przeprowadzone doswiadczenia oraz kompleksowe badania tych skal, wykazaly przede wszystkim zupelnie odmienne ich wlasnosci od skal plonnych przemyslu weglowego, jako ewentualnych materialów podsadzkowych. I tak na przyklad skruszone do max ziarn 30 mm (sortyment 30), weglanowe skaly cechsztynu wykazaly scisliwosci okolo 11% zas piaskowce czerwonego spagowca okolo 9%.Natomiast scisliwosc skal plonnych przemyslu weglowego tego samego sortymentu wynosi: dla lupków powyzej 30%, dla piaskowców karbonskich powyzej ^0% (Adamek, Hurysz - Komunikat GIG nr 265). Róznice te sa zasadnicze. Ponadto drugim niezmiernie waznym parametrem podsadzki jest filtracja wody (wodoprzepusz- czalnosc), która dla piaskowców czerwonego spagowca jest minimalna. Jest to podyktowane duza zawartoscia frakcji mniejszych od 0,1 mm w piaskowcach pochodzacych z hald oraz ich ilastym spoiwem.W wyniku badan i doswiadczen stwierdzono, ze utworzona z samych piaskowców czerwonego spagowca podsadzka plynna wykazuje wlasciwosci cieczy ciezkich co jest zjawiskiem bardzo niepozadanym i niebezpiecz¬ nym w technologii podsadzki hydraulicznej. Malo tego, dodanie stosunkowo nieduzych ilosci piaskowców czer¬ wonego spagowca do innych skal plonnych na przyklad dolomitów - majacych doskonala filtracje wody, pogarsza wodoprzepuszczalnosc tak utworzonej mieszaniny do tego stopnia, ze praktycznie nie moze byc ona stosowana jako podsadzka plynna.Stosowane wedlug patentu 62275 piaskowce karbonskie powinny charakteryzowac sie rozmywalnoscia w granicach 0,5-^5% to znaczy rozmywalnoscia niewielka. Wlasciwa norma BN-66/0431-01 dopuszcza 20%.Natomiast rozmywalnosc piaskowców, czerwonego spagowca wynosi kilkanascie a czesto ponad 20%, a wiec jest kilkanascie razy wieksza.Wytrzymalosc na sciskanie piaskowców karbonskich stosowanych wedlug patentu 62275 musi byc co najmniej równa 400 kg/cm2. Piaskowce czerwonego spagowca maja wytrzymalosc na sciskanie co najwyzej 400 kfcj/cm2 i to w stanie powietrzno-suchym, a w stanie zawilgoconym wytrzymalosc ta spada o 50% i wiecej.Inne stosowane w przemysle weglowym skaly plonne do podsadzki plynnej jak na przyklad lupki czy mulkówce sa w ogóle nieporównywalne pod wzgledem wlasnosci z pozostalymi skalami plonnymi kopaln rud miedzi to znaczy z weglanowymi skalami cechsztynu.Przytoczone wyzej porównanie wyników badan podstawowych parametrów skal plonnych zlóz rud miedzi i zlóz wegla uwidaczniaja ewidentne ich róznice, a to oznacza, ze te pierwsze nie moga byc wykorzystane do podsadzki plynnej (w dodatku samodzielnie). W zestawieniu i skladzie okreslonym w patencie nr 62275.Badanie skal weglanowych cechsztynu o wielkosci kesów do 30 mm wykazaly, ze material ten kwalifikuje sie zgodnie zobowiazujaca w Polsce norma do III klasy materialów podsadzkowych, co praktycznie bardzo ogranicza zakres jego stosowania jako samodzielnego skladnika podsadzki plynnej.Badania piaskowców czerwonych i bialych czerwonego spagowca wykazaly ze pod wzgledem uziarnienia i scisliwosci sa równorzedne jako materialy podsadzkowe ll-glej klasy. Badania piaskowców czerwonego spagowca stwierdzily duza zawartosc ziarn mniejszych od 0,1 mm, zwlaszcza gdy pochodza one z hald. Ziarna te, jak równiez ilaste spoiwo piaskowców czerwonego spagowca uniemozliwiaja dostateczna filtracje wody z utworzonej z nich podsadzki. Uwzgledniajac jeszcze, ze wytrzymalosc na sciskanie zawilgoconych piaskowców czerwonego spagowca spada nawet kilkakrotnie, stwierdzono, ze samodzielnie nie moga byc stosowane jako material podsadzkowy. Równiez praktycznie niemozliwe jest, ze wzgledu na filtracje wody i klase otrzymanej podsadzki, stosowanie mieszaniny cechsztynskich skal weglanowych i piaskowców czerwonego spagowca jako materialu podsadzkowego.Dazac do otrzymania podsadzki plynnej, klasy mozliwie najwyzszej, zawierajacej równoczesnie w swoim skladzie cechsztynskie skaly weglanowe lub piaskowce czerwonego spagowca albo t jedno i drugie, przeprowa¬ dzono dalsze badania parametrów materialu podsadzkowego ale zlozonego juz z mieszanin piasku podsadzkowe¬ go o scisliwosci równej max 5% i 5-10% skal weglanowych cechsztynu oraz piaskowców czerwonego spagowca.Celem tych badan bylo ustalenie takich udzialów wymienionych skladników, które przy odpowiednio okreslonych warunkach zapewnia mozliwie najlepszy material podsadzkowy. Uwzgledniono przy tym odpowied¬ ni sklad chemiczny tych skladników, wielkosc ziarn budujacych skaly plonne, jak równiez i to, azeby z jednej strony - odpowiedni udzial w mieszaninie piaskowców czerwonego spagowca zapewnil obnizenie procentowej zawartosci ich drobnych ziarn, a z drugiej strony - odpowiedni udzial weglanowych skal cechsztynu zapewnil obnizenie procentowej zawartosci glin, ilów i czastek pylastych piasków podsadzkowych, oczywiscie w stosunku do calej masy utworzonego materialu podsadzkowego. W wyniku tych badan opracowano nowa recepture na material podsadzkowy, który w zaleznosci od jakosci glównego skladnika to znaczy piasku posiada scisliwosc do % i od 5-10% przy równoczesnej niezbednej filtracji wody.97 568 3 Istota wynalazku. Istota wynalazku polega na zastapieniu nawet do 50% w podsadzce plynnej stosowanej w kopalniach rud miedzi, klasycznego i drogiego materialu podsadzkowego jakim jest piasek skalami plonnymi zlóz rud miedzi, to znaczy weglanowymi skalami cechsztynu i piaskowcami'czerwonego spagowca, najlepiej uprzednio rozdrobnionymi do sortymentu 30 lub 50 mm.Zgodnie z wynalazkiem wieloskladnikowy material podsadzkowy o max. scisliwosci równej 5% przezna¬ czony do wytwarzania podsadzki hydraulicznej, którego podstawowym skladnikiem jest piasek stanowi mieszanina zlozona z piasków o scisliwosci do 5% oraz uprzednio skruszonych, w szczególnosci do ziarn o maksymalnej wielkosci 30 mm, weglanowych skal cechsztynu zawierajacych w swojej budowie krysztaly kalcytu i dolomitów o wielkosci od 0,015 do 0,07 mm imajacych srednia statystyczna wytrzymalosc na sciskanie wieksza od 900 kg/cm2 oraz z piaskowców czerwonego spagowca zawierajacych w swojej budowie ziarna o wielkosci 0,015 do 0,7 mm i majacych wytrzymalosc na scfskanie mniejsza od 400 kg/cm2, przy czym w calej swojej masie material podsadzkowy zawiera wagowo co najmniej 50% piasku, maksymalnie 50% weglanowych skal cechsztynu oraz ponizej 10% piaskowców czerwonego spagowca.Zgodnie z wynalazkiem, mozliwe jest równiez dodawanie skruszonych skal weglanowych cechsztynu oraz piaskowców czerwonego spagowca do jakosciowo gorszych piasków podsadzkowych ale o scisliwosci nie wiekszej niz 10%. Wówczas przy spelnionych warunkach jak wyzej, otrzyma sie material podsadzkowy o scisliwosci nie gorszej niz samego piasku, tzn. maksymalnej scisliwosci 10% i niezbednej wodoprzepuszczalnosci. tak wiec wynalazek umozliwia otrzymywanie na bazie piasku materialów podsadzkowych wieloskladnikowych, przy czym scisliwosc otrzymanego materialu podsadzkowego nie jest gorsza od samego piasku, oczywiscie przy spelnieniu podanych warunków.Przyklad realizacji wynalazku. W celu otrzymania 100 kG materialu podsadzkowego, który zgodnie z obowiazujaca norma bedzie odpowiadal I klasie materialów podsadzkowych zastosowano: — 57 kG piasku podsadzkowego, który po umownym cisnieniu 150 kg/cm2 wykazal maksymalna scisli¬ wosc równa 5% oraz charakteryzujacy sie wodoprzepuszczalnoscia 83 jum/s. Zawieral on 6% ziarn mniejszych od 0,1 mm. Odpowiada wiec on I klasie materialów podsadzkowych, — 35 kG skruszonych do ziarn o maksymalnej wielkosci 30 mm weglanowych skal cechsztynu, o wytrzy¬ malosci na sciskanie 1100 kG/cm2# scisliwosci przy cisnieniu 150 kG/cm2 równej 11,5% i zawierajacych w swojej budowie krysztaly dolomitu i kalacytu o wielkosci od 0,02 do 0,04. Material ten kwalifikuje sie do III klasy materialów podsadzkowych, — 8 kG skruszonych do ziarn o maksymalnej wielkosci 30 mm piaskowca czerwonego spagowca, o wytrzy¬ malosci na sciskanie 210 kg/cm2, scisliwosci równej 9%, zawierajacych w swojej budowie ziarna o wielkosci od 0,2 do 0,5 mm i posiadajacych bardzo mala filtracje wody oraz znaczna rozmywalnosc — 18%.Po mechanicznym wymieszaniu tych komponentów otrzymano wieloskladnikowy material podsadzkowy, który po polaczeniu z woda dal podsadzke o scisliwosci nie wiekszej od samego piasku tzn. 5%. PL