RU1773278C

RU1773278C - Закладочна смесь и способ ее приготовлени

Info

Publication number: RU1773278C
Application number: SU904829866A
Authority: RU
Inventors: Леонид Васильевич Малетин; Александр Иванович Мохов; Олег Борисович Осеев; Эрик Оттович Штернбек; Жак Иосифович Розенберг; Владимир Иванович Макеев; Виктор Семенович Маньковский
Original assignee: Норильский Горно-Металлурический Комбинат Им.А.П.Завенягина
Priority date: 1990-04-02
Filing date: 1990-04-02
Publication date: 1992-10-30

Abstract

Использование: в горном деле, дл приготовлени твердеющих закладочных смесей, используемых дл закладки выработанного подземного пространства. Цель: упрощение технологии при сохранении прочности. Сущность изобретени : закладочна смесь содержит следующие компоненты в соотношени х, мас.%: ангидрит 6,5-10,5, нефелиновый шлам 10,5-19,5; гранулированный шлак никелевого производства 21,5-28,5; инертный заполнитель - щебень из базальтовых пород 26-33, вода остальное. При приготовлении смеси компоненты раздел ют на группы: ангидрит - базальтовый щебень, нефелиновый шлам - гранулированный шлак никелевого производства. Мокрый помол групп ведут раздельно. Получают продукте содержание частиц менее 0,08 мм в каждой группе в количестве 40-50%. 1 з.п.ф-лы, 4 табл. w Ё

Description

Изобретение относитс к горному делу и может быть использовано при приготовлении твердеющих закладочных смесей, ис- пользуемых в технологии закладки выработанного пространства при подземной добыче руды.

Известен состав бесцементного в жущего и способ приготовлени закладочных смесей. В жущее включает, мас.%: никелевый гранулированный шлак 10-15, ангидрит 21,2-45, нефелиновый шлам 42,5-67,7. Способ приготовлени включает совместный сухой помол всех компонентов смеси и последующее затворение их водой. Гидравлическа активность такого состава в жущего про вл етс после предварительного сухого помола компонентов до тонкости, характеризуемой удельной поверхностью

О

4300 см /г. Компоненты смеси характеризуютс резкими различи ми в размалывающей способности. Так, если прин ть размалывающую способность ангидрита за единицу, то дл нефелинового шлама этот показатель будет равен двум, а дл гранулированного шлака - 4,5-5. Поэтому при совместном помоле до указанной тонкости будет происходить переиэмельчение ангидрита с большим выходом частиц менее микрона , что вызывает повышенную водопотребность при затворении смеси. А это, в свою очередь, ухудшает технологические свойства смеси: снижаютс темпы набора прочности и растут усадочные деформации.

Кроме того, одной из особенностей нефелинового шлама вл ютс высокие его

XI VI 00

ю

Х| 00

о

гигроскопичность и влагоемкость, содержание влаги в нем может измен тьс от 18- 20% (естественное состо ние) до 40% при хранении с доступом атмосферного воздуха . Дл обеспечени сухого помола нефелинового шлама требуетс применение дополнительных операций по сушке, обезвоживанию и обособленному хранению шлама, что усложн еттехнологию приготовлени закладочных смесей.

Известен состав бесцементной закладочной смеси и способ ее приготовлени . Состав содержит: нефелиновый шлам 150- 180 кг/м3 (10,5-12,3% от массы сухих продуктов смеси), ангидрит 70-80 кг/м (4,9-5,5%), гранулированный шлак 300 кг/м3 (20,5-21%), инертный заполнитель до 900 кг/м3 (61,6-63,4%), вода 450 л/м3.

Компоненты подвергаютс совместному мокрому помолу и смешиванию.

Недостатком состава закладочной смеси вл ютс низкие темпы набора прочности, а также неустойчивость к рас слаиваемости смеси. При совместном мокром помоле ангидрита и нефелинового шлама получаетс продукт, про вл ющий признаки быстрого схватывани , что приводит к необходимости частых остановок и промывок мельницы. Это усложн ет технологию приготовлени смеси.

Цель изобретени - упрощение технологии при сохранении прочности.

Закладочна смесь, включающа ангидрит , нефелиновый шлам, гранулированный шлак никелевого производства, инертный заполнитель - щебень из базальтовых пород и воду, содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас,%:

Ангидрит6,5-10,5

Нефелиновый шлам 10,5-19,5

Гранулированный

шлак никелевого

производства21,5-28,5

Инертный заполнитель щебень из базальтовых

пород26,0-33,0

ВодаОстальное

В способе приготовлени , включающем мокрый помол и смешение компонентов смеси: ангидрита, нефелинового шлама, гранулированного шлака никелевого производства и щебн из базальтовых пород, перед помолом компоненты раздел ют на две группы: ангидрит - базальтовый щебень и нефелиновый шлам - гранулированный шлак никелевого производства, помол групп ведут раздельно, при этом до содержани частиц менее 0,08 мм в каждой группе в количестве 40-50%.

Лучшей диспергэции компонентов в жущего (ангидрита и нефелинового шлама) удалось достигнуть только при помоле компонентов по двум группам: ангидрит щебень , нефелиновый шлам - гранулированный шлак. Благодар новому способу помола выход фракций в жущих и наполнител изменилс .

Сравнение данных табл.1 показывает,

что раздельный помол указанных групп материалов позвол ет получить продукт с улучшенной дисперсностью в жущего по классам ± 0,08 мм. Выход фракции менее 0,08 мм нефелинового шлама возрастает с

60 до 84%, а ангидрита с 78,5 до 92,5% при одних и тех же затратах времени на помол. Эти новые показатели по дисперсности улучшили характеристики закладочной смеси (см.табл.2).

Предложенный состав компонентов по группам помола позволил в итоге получить продукт, характеризуемый остатком на сите 0,08 мм в количестве 40-50%, что вилось наиболее оптимальным дл получени улучшенных характеристик смеси. При уменьшении остатка (менее 40%) происходит переизмельчение в жущих: ангидрита и нефелинового шлама, что приводит к росту водопотребности и ухудшению темпов набора прочности. При большем значении остатка (более 50%) дисперсность продукта помола в жущих не будет соответствовать требуемым значени м, а значит, ухудшитс их гидратаци , сниз тс темпы набора прочности и ухудшитс транспортабельность.

В качестве нижнего предела общего количества в жущего по услови м прочности прин т расход в 500 кг/м (или 25% от массы смеси), а верхнего - 700 кг/м3 (30 мас.%).

Превышение этого предела нецелесообразно по экономическим факторам: не будет осуществл тьс их промол до нужной фракции , а значит, часть в жущих крупной фракции будет использована в качестве

заполнителей, что нерационально из-за того , что компоненты в жущих в 4-10 раз дороже заполнителей.

Определение рационального соотношени между нефелиновым шламом и ангидритом в указанных количествах в жущего - осуществл лось также по услови м прочности и услови м экономичности (нефелиновый шлам в 2 раза дороже ангидрита). Нормативным требовани м прочности во

все сроки отвердени отвечают смеси с соотношением нефелина к ангидриту в диапазоне 1,5-2,0. Ниже значений 1,5 смесь не набирает необходимой прочности в ранние сроки твердени (7 сут), а при отношении

более 2 намечаетс снижение прочности 0 возрасте 28 и 180 сут.

Конкретные примеры предлагаемого состава закладочной смеси приведены в табл.4.

Нижний предел содержани ангидрита - 6,5% соответствует оптимальному его количеству в пределе общей массы в жущего. Ниже этого предела (см. строка 2, табл.4) хоть и возможно достичь требуемой прочности к возрасту 180 сут, но темпы набора прочности (в возрасте 7 и 28 сут) низкие. Кроме того, смеси с низким содержанием ангидрита имеют достаточно высокое сопротивление сдвигу , что делаетих транспорт ненадежным из-за закупорок бетоноводов.

Верхний предел содержани ангидрита - 10,5% прин т исход из того, что при превышении его соотношение нефелин: ангидрит выходит за пределы вы вленного оптимального значени (1,5-2,0). А при преобладании ангидрита под нефелиновым шламом смесь в возрасте 180 сут разрушаетс из-за внутренних напр жений, возникших в результате вторичных фаЗовых превращений гипсовых материалов в ангидрите (см. строку 8, табл.4).

Нижний предел содержани нефелинового шлама - 10,5 прин т из услови предельно низкого содержани его при прин том соотношении его с ангидритом - 1,5. Ниже этого предела (строка б, табл.4) смеси не отвечают требовани м нормативной прочности в возрасте 7 и 28 сут,

С увеличением содержани нефелинового шлама более 19,5% увеличиваете выход непромолотых частиц шлама до 30% (см. строку 7, табл.4), что приводит к росту водоотделени на 15%. Это делает смесь неустойчивой по отношению к расслоению, а значит, ухудшаетс ее транспортабельность . Этот высокий процент выхода крупной фракции нерационален также с точки зрени использовани ресурсов в жущих.

Содержание гранулированного шлака учитываетс в общем балансе заполнителей (вместе с базальтовым щебнем). При содержании гранулированного шлака менее 21,5% также увеличиваетс выход непромолотых частиц нефелинового шлама (крупностью более 0,08 мм), что не отвечает требовани м рационального использовани в жущих веществ. Кроме того, при уменьшении количества шлака дл поддержани общего баланса заполнителей требуетс увеличить расход базальтового щебн , что ведет к росту водопотребности смеси и к повышенному водоотделению, которое после укладки смеси в выработанном горном массиве приводит к усадочным деформаци м , что недопустимо по услови м отработки месторождений. Кроме того, повы- . шейное водоотделение и увеличение

сопротивлени сдвигу ухудшает транспортабельность смеси (пример 3, табл.4).

При содержании шлака более 28,5% общее содержание фракций более 0,08 мм резко возрастает и превышает предельное значение (50%) по услови м трубопровод0 ного транспорта, т.к. увеличиваетс и водоотделение и сопротивление сдвигу (см. строка 12, табл.4).

, Расходы щебн в диапазоне 26-33 определены по услови м общего баланса за5 полнителей при вы вленных ограничени х по прин тому пределу содержани фракций более 0,08 мм в составе смеси - (40-50%) - по услови м транспЬрта.

При меньшем содержании щебн (при0 мер 10, табл.4) требуетс увеличить расход более плотного гранулированного шлака, а это ведет к увеличению сопротивлени сдвигу, что ухудшает транспортировку смеси по трубам. При превышении верхнего

5 редела (пример 11, табл.4) отмечаетс тенденци снижени прочностных свойств закладки .

Пример конкретного осуществлени способа приготовлени закладочной смеси.

0 Ангидрит из расходного бункера питателем КТ-3 подают в дробилку СМД и с кондиционным размером куска не более 30 мм поступает на сборный транспортер ТР-1. На этот же транспортер с помощью питател

5 ПТ-196 поступает щебень фракции до 30 мм и далее вместе с ангидритом его подают в мельницу МШР-1.

Второй поток образуют нефелиновый шлам и гранулированный шлак, которые

0 также по транспортеру подают в другую мельницу МШР-1.

Помол в раздельных потоках осуществл ют одновременно, продукты помола по сливным желобам поступают в сборный бак5 смеситель, где смесь окончательно перемешиваетс . Так как мпоненты в жущего и заполнител подобраны по признакам размалывающей способности, то при одних и тех же затратах времени на помол получают

0 продукт, в котором в жущие свойства ангидрита и нефелинового шлама про вл ютс наиболее полно, т.к. до 90-92% ангидрита и 86% нефелинового шлама промалываютс до тонкости менее 0,08 мм.

5 В то же врем сами по себе продукты ангидрит со щебнем и нефелиновый шлзм с гранулированным шлаком, будучи разделенными , имеют активность с большими сроками схватывани (несколько суток), что позвол ет не прерывать процессы помола.

с мельницы промывать только во врем технологических перерывов, св занных с переходами на закладку очередных пустот.

Контроль качества смеси осуществл ют по показател м расхода масс, влагосодер- жани , плотности, с отбором образцов дл Испытани на прочность в контрольные сроки (в 8 и 180 сут), а в качестве характеристики помола примен ют метод рассева на стандартном сите № 0,08 - по остатку на сите.

Claims

Формула изобретени 1. Закладочна смесь, включающа ангидрит , нефелиновый шлам, гранулированный шлак никелевого производства, инертный заполнитель-щебень из базальтовых пород и воду , отличающа с тем, что, с целью упрощени технологии при сохранении прочности , она содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%: ангидрит6.5-10,5

нефелиновый шлам 10,5-19,5

гранулированный шлак никелевого

производства21,5-28.5

инертный заполнитель- щебень из базальтовых

пород26.0-33,0

водаостальное
2. Способ приготовлени закладочной смеси, включающий мокрый помол и смешение компонентов смеси: ангидрита, нефелинового шлама, гранулированного шлака никелевого производства и щебн из базальтовых пород,отличающийс тем, что, с целью упрощени технологии при сохранении прочности, перед помолом компоненты раздел ют на группы: ангидрит - базальтовый щебень и нефелиновый шлам - гранулированный шлак никелевого произ- водства, помол групп ведут раздельно до содержани частиц 0,08 мм в каждой группе в количестве 40-50%.

25

Та блица 1

Таблица 2

Таблица 3