RU2377412C1 - Hardening fill mixture - Google Patents

Hardening fill mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2377412C1
RU2377412C1 RU2008141849/03A RU2008141849A RU2377412C1 RU 2377412 C1 RU2377412 C1 RU 2377412C1 RU 2008141849/03 A RU2008141849/03 A RU 2008141849/03A RU 2008141849 A RU2008141849 A RU 2008141849A RU 2377412 C1 RU2377412 C1 RU 2377412C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
hardening
cement
gypsum
flocculant
Prior art date
Application number
RU2008141849/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Леонидович Трушко (RU)
Владимир Леонидович Трушко
Регина Эдуардовна Дашко (RU)
Регина Эдуардовна Дашко
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=41643053&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2377412(C1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)"
Priority to RU2008141849/03A priority Critical patent/RU2377412C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2377412C1 publication Critical patent/RU2377412C1/en

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention is related to mining industry, namely to hardening fill mixtures. It includes filler, liquid sodium glass, gypsum, cement. Fill mixture is additionally supplemented with flocculant and martite-hematite iron ore, with the following ratio of mixture components: liquid sodium glass 20-22%; cement 1-2%; gypsum 1-2%; flocculant 0.002-0.004%; martite-hematite iron ore 1%; filler - the rest.
EFFECT: improved quality of technological properties of hardening fill mixture, reduced prime cost, increased bearing capacity of filled mass, reduced consumption of hardening solution and simplified technology of stripped area filling.
2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке полезных ископаемых системами с закладкой выработанного пространства твердеющей закладочной смесью, в составе которой применяются некондиционные пески с низким модулем крупности менее 0,7. Использование флокулянта (Alclar) позволяет снизить дисперсность песков, что дает возможность уменьшить содержание цемента до минимальных значений (1-2%), а в качестве основного вяжущего использовать жидкое стекло с плотностью ρ=1300 кг/м3.The invention relates to the mining industry and can be used in underground mining of systems with the laying of the worked out space by a hardening filling mixture, in which substandard sands with a low particle size modulus of less than 0.7 are used. The use of flocculant (Alclar) can reduce the dispersion of sand, which makes it possible to reduce the cement content to the minimum values (1-2%), and as the main binder use liquid glass with a density ρ = 1300 kg / m 3 .

Известен закладочный материал (заявка №2001104570 от 20.01.2003), включающий дробленую горную породу и твердеющую смесь, отличающийся тем, что в качестве дробленой горной породы он содержит дробленую скальную породу с гранулометрическим составом, обеспечивающим после ее вибрационной укладки в выработанное пространство образование заложенного массива с пористостью 7-15%, а в качестве твердеющей смеси - инъектированный в его поры твердеющий раствор.Known filling material (application No. 2001104570 from 01.20.2003), including crushed rock and hardening mixture, characterized in that, as crushed rock, it contains crushed rock with a particle size distribution, which ensures formation of a laid mass after vibrational laying into the worked out space with a porosity of 7-15%, and a hardening solution injected into its pores as a hardening mixture.

Недостатком закладочного материала для смеси является то, что в качестве заполнителя закладочный материал содержит дробленую скальную горную породу, что значительно удорожает его стоимость, например, по сравнению с некондиционным песчаным заполнителем и затрудняет контроль качества получаемой закладки.The disadvantage of filling material for the mixture is that filling material contains crushed rock, which significantly increases its cost, for example, in comparison with substandard sand filler and makes it difficult to control the quality of the resulting bookmarks.

Известна твердеющая бесклинкерная закладочная смесь (патент РФ №2275505, от 05.11.2004), включающая измельченное известьсодержащее вяжущее в виде активного алюмосиликатного материала и обожженных карбонатных пород, воду затворения, флегматизатор, заполнитель, который содержит обожженные при 900-1200°С карбонатные породы с содержанием активных окисей кальция и магния CaO+MgO в них не менее 40% и не более 9,1% от массы смеси, измельченные до остатка на сите 0,08 мм не более 15%, в качестве активного алюмосиликатного материала - обожженный мергель или обожженную глину, либо обожженные хвосты обогащения кимберлитовых руд, или гранулированный доменный шлак, а вода затворения содержит флегматизатор в количестве, определяемом по формуле: Д=(0,005÷0,021)·СИ/СВ, где Д - количество флегматизатора в 1 л воды затворения, кг; (0,005÷0,021) - коэффициент, учитывающий пропорциональное соотношение флегматизатора и обожженных карбонатных пород в составе смеси; СИ - расход обожженных карбонатных пород в составе смеси, кг; СВ - экспериментально определенный расход воды затворения в составе смеси, л, при соотношении компонентов в закладочной смеси, мас.%: активный алюмосиликатный материал - 5,6-33,2, обожженные карбонатные породы - 1,0-16,7, вода затворения с флегматизатором - 10,6-27,5, заполнитель - остальное. При превышении указанного содержания активных CaO+MgO в смеси переводят CaO и MgO в гидроокиси опрыскиванием водой в количестве не более 20% от массы обожженных карбонатных пород в пересчете на активные CaO+MgO. В качестве карбонатных пород используют вмещающие породы кимберлитовых месторождений, в качестве заполнителя - песок, и/или хвосты обогащения, и/или измельченную алюмосиликатную породу - туф, и/или диабазовую породу, и/или карбонатную породу, в качестве флегматизатора - лигносульфонат технический - ЛСТ или суперпластификатор С-3 и ЛСТ, взятые в соотношении 2:1.Known hardening clinker-free filling mixture (RF patent No. 2275505, from 05.11.2004), including crushed lime-containing binder in the form of active aluminosilicate material and calcined carbonate rocks, mixing water, phlegmatizer, aggregate, which contains carbonate rocks calcined at 900-1200 ° C with the content of active calcium and magnesium oxides CaO + MgO in them is not less than 40% and not more than 9.1% by weight of the mixture, crushed to a sieve residue of 0.08 mm no more than 15%, as an active aluminosilicate material - calcined marl or calcined clay, or burnt tailings of kimberlite ore dressing, or granulated blast furnace slag, and the mixing water contains a phlegmatizer in an amount determined by the formula: D = (0.005 ÷ 0.021) · SI / CB, where D is the amount of phlegmatizer in 1 liter of mixing water, kg ; (0.005 ÷ 0.021) - coefficient taking into account the proportional ratio of the phlegmatizer and calcined carbonate rocks in the mixture; SI - consumption of calcined carbonate rocks in the mixture, kg; SV - experimentally determined mixing water flow rate in the mixture, l, with the ratio of components in the filling mixture, wt.%: Active aluminosilicate material - 5.6-33.2, calcined carbonate rocks - 1.0-16.7, mixing water with a phlegmatizer - 10.6-27.5, aggregate - the rest. If the indicated content of active CaO + MgO is exceeded in the mixture, CaO and MgO are converted to hydroxides by spraying with water in an amount of not more than 20% of the mass of calcined carbonate rocks in terms of active CaO + MgO. The host rocks of kimberlite deposits are used as carbonate rocks, sand and / or enrichment tailings, and / or ground aluminosilicate rock - tuff, and / or diabase rock, and / or carbonate rock are used as aggregate, and technical lignosulfonate is used as a phlegmatizer - LCT or C-3 superplasticizer and LCT taken in a 2: 1 ratio.

Недостатком бесклинкерной закладочной смеси является то, что высокое содержание активных окисей кальция и магния обеспечивает водонеустойчивость такой закладочной смеси; при воздействии воды, содержащей диоксид углерода либо сероводород, или подкисленных вод за счет растворения и выноса СаО и MgO наблюдается резкое снижение прочности и устойчивости закладочного массива. Эти недостатки полностью отсутствуют в предлагаемом составе закладочной смеси, в котором вяжущим служит стекло с минимальным содержанием цемента.The disadvantage of a clinker-free filling mixture is that the high content of active calcium and magnesium oxides ensures the water resistance of such filling mixture; when exposed to water containing carbon dioxide or hydrogen sulfide, or acidified water due to the dissolution and removal of CaO and MgO, there is a sharp decrease in the strength and stability of the filling array. These disadvantages are completely absent in the proposed composition of the filling mixture, in which glass with a minimum cement content serves as a binder.

Известен тампонажный раствор, выбираемый в качестве прототипа (патент №2001135982 от 27.12.2001), для тампонажа закрепного пространства шахтных стволов калийных рудников, содержащий цемент, затворяющую жидкость, отличающийся тем, что в качестве пластифицирующей и уплотняющей добавки, регулирующей сроки твердения, используется раствор лигносульфонатов, в качестве добавок, увеличивающих водостойкость и плотность смеси, используется зола-унос, жидкое стекло, хлористый кальций, в качестве расширяющей добавки используется гипс, негашеная известь.A well-known grouting mortar, selected as a prototype (patent No. 20011135982 dated 12.27.2001), for grouting the fixed space of mine shafts of potash mines, containing cement, shutter fluid, characterized in that a mortar is used as a plasticizing and sealing additive that regulates the hardening time lignosulfonates, as additives that increase the water resistance and density of the mixture, fly ash, water glass, calcium chloride are used, gypsum, quicklime are used as an expanding additive.

Недостатком тампонажного раствора является использование цементов как основного вяжущего, что значительно повышает стоимость закладочной смеси, а применение лигносульфонатов - высокотоксичного отхода целлюлозно-бумажной промышленности не отвечает экологическим требованиям по применению материалов в горных выработках, а также защите подземных вод от загрязнения. В предлагаемом изобретении используются экологически чистые компоненты, которые значительно снижают денежные затраты на изготовление больших объемов закладочных смесей при условии применения некондиционных песков с низким модулем крупности.A drawback of grouting mortar is the use of cements as the main binder, which significantly increases the cost of the filling mixture, and the use of lignosulfonates, a highly toxic waste from the pulp and paper industry, does not meet environmental requirements for the use of materials in mine workings, as well as the protection of groundwater from pollution. The present invention uses environmentally friendly components that significantly reduce the monetary cost of producing large volumes of filling mixtures provided that substandard sands with a low particle size modulus are used.

Технический результат - повышение качества технологических свойств твердеющей закладочной смеси, снижение себестоимости, увеличение несущей способности заложенного массива.The technical result - improving the quality of the technological properties of the hardening filling mixture, reducing costs, increasing the bearing capacity of the embedded array.

Технический результат достигается тем, что твердеющая закладочная смесь включает заполнитель, жидкое стекло натриевое, гипс, цемент, согласно изобретению в смесь дополнительно вводят флокулянт (Alclar) и мартито-гематитовую железную руду, при соотношение компонентов смеси:The technical result is achieved by the fact that the hardening filling mixture includes aggregate, liquid sodium glass, gypsum, cement, according to the invention, a flocculant (Alclar) and martite-hematite iron ore are additionally introduced into the mixture, with the ratio of the components of the mixture:

- жидкое стекло натриевое (плотность 1300 кг/м3) 20-22%;- sodium liquid glass (density 1300 kg / m 3 ) 20-22%;

- цемент 1-2%;- cement 1-2%;

- гипс 1-2%;- gypsum 1-2%;

- флокулянт 0,002-0,004%;- flocculant 0.002-0.004%;

- руда железная мартито-гематитовая 1%;- iron ore martito-hematite 1%;

- заполнитель - остальное.- placeholder - the rest.

Технический результат достигается тем, что в качестве заполнителя смесь содержит некондиционный карьерный песок с модулем крупности менее 0,7.The technical result is achieved by the fact that, as a filler, the mixture contains substandard quarry sand with a fineness modulus of less than 0.7.

Исследования проводились на основе теории планирования эксперимента с привлечением аналитических разработок в области физико-химических и химических процессов синтеза вяжущих при использовании некондиционных заполнителей по критерию их гранулометрического состава (модуля крупности), выполнения лабораторных работ, состоящих из определенных стадий:The studies were carried out on the basis of the theory of experimental design with the use of analytical developments in the field of physicochemical and chemical processes for the synthesis of binders using substandard aggregates according to the criterion of their particle size distribution (particle size), laboratory work, consisting of certain stages:

- подготовка воздушно-сухой смеси из нескольких компонентов (песок + цемент + гипс + железная руда) в заданном процентном отношении к массе песка;- preparation of an air-dry mixture of several components (sand + cement + gypsum + iron ore) in a given percentage of the mass of sand;

- подготовка растворов (жидкое стекло + флокулянт);- preparation of solutions (liquid glass + flocculant);

- тщательное перемешивание твердой и жидкой составляющих;- thorough mixing of solid and liquid components;

- формование образцов определенной формы и размеров;- forming samples of a certain shape and size;

- твердение образцов при комнатной температуре 20±2°С в течение 4-28 дней;- hardening of samples at room temperature 20 ± 2 ° C for 4-28 days;

- испытания образцов на прессах для получения величины временного сопротивления сжатию.- testing samples on presses to obtain the value of temporary resistance to compression.

Для обоснования оптимального состава было исследовано 15 рецептур.To substantiate the optimal composition, 15 formulations were studied.

Пример. В таблице 1 приведены результаты исследований твердеющей закладочной смеси.Example. Table 1 shows the results of studies of hardening filling mixture.

Предлагаемый состав закладочной смеси обеспечивает возможность использования в качестве основного заполнителя некондиционных тонких и мелких карьерных песков с низким модулем крупности при условии применения активного флокулянта (Alclar) для агрегирования тонкодисперсных фракций песка, что позволяет значительно снизить расход дорогостоящего цемента и использовать в качестве вяжущего жидкое стекло и малые количества гипса как связующего компонента, а также с целью предотвращения усадки смеси при ее твердении.The proposed composition of the filling mixture makes it possible to use substandard fine and small pit sand with a low particle size modulus as the main filler, provided that an active flocculant (Alclar) is used to aggregate fine sand fractions, which can significantly reduce the cost of expensive cement and use liquid glass as a binder and small amounts of gypsum as a binding component, as well as to prevent shrinkage of the mixture during its hardening.

Таблица 1.Table 1. Результаты исследований прочности многокомпонентной закладочной смеси.The results of studies of the strength of a multicomponent filling mixture. №№ п/п№№ Твердые компоненты закладочной смеси в % от массы заполнителя (некондиционного песка)Solid components of the filling mixture in% by weight of aggregate (substandard sand) Жидкие компоненты вяжущегоLiquid binder components Отношение жидкой и твердой составляющихThe ratio of liquid and solid components Плотность смеси ρ,
кг/м3
The density of the mixture is ρ,
kg / m 3
Временное сопротивление сжатию Rсж, МПаTemporary compression resistance R sg , MPa
ПесокSand ГипсGypsum Цемент М300Cement M300 Железная руда «краска»Iron ore "paint" Жидкое стекло ρ=1300 кг/м3 Liquid glass ρ = 1300 kg / m 3 Раствор флокулянта в % к массе жидкого стекла заданной плотностиFlocculant solution in% by weight of liquid glass of a given density 28 суток, 100% прочности28 days, 100% strength 4 суток, 40% от конечной прочности (28 суток)4 days, 40% of final strength (28 days) 1one ++ 1one 1one 1one ++ 66 0,220.22 17201720 8585 3434 22 ++ 00 22 1one ++ 4four 0,220.22 16301630 7979 3232 33 ++ 1one 55 1one ++ 00 0,210.21 19001900 9090 3636

Claims (2)

1. Твердеющая закладочная смесь, включающая заполнитель, жидкое стекло натриевое, гипс, цемент, отличающаяся тем, что в закладочную смесь дополнительно вводят флокулянт и мартито-гематитовую железную руду при соотношении компонентов смеси:
жидкое стекло натриевое 20-22%;
цемент 1-2%;
гипс 1-2%;
флокулянт 0,002-0,004%;
руда железная мартито-гематитовая 1%;
заполнитель остальное.
1. Hardening filling mixture, including aggregate, sodium liquid glass, gypsum, cement, characterized in that a flocculant and martite-hematite iron ore are additionally introduced into the filling mixture at a ratio of mixture components:
liquid glass sodium 20-22%;
cement 1-2%;
gypsum 1-2%;
flocculant 0.002-0.004%;
iron ore martito-hematite 1%;
placeholder else.
2. Твердеющая закладочная смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве заполнителя она содержит некондиционный карьерный песок с модулем крупности менее 0,7. 2. The hardening filling mixture according to claim 1, characterized in that as a filler it contains substandard quarry sand with a particle size of less than 0.7.
RU2008141849/03A 2008-10-21 2008-10-21 Hardening fill mixture RU2377412C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008141849/03A RU2377412C1 (en) 2008-10-21 2008-10-21 Hardening fill mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008141849/03A RU2377412C1 (en) 2008-10-21 2008-10-21 Hardening fill mixture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2377412C1 true RU2377412C1 (en) 2009-12-27

Family

ID=41643053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008141849/03A RU2377412C1 (en) 2008-10-21 2008-10-21 Hardening fill mixture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2377412C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103352722A (en) * 2013-07-24 2013-10-16 山东理工大学 Cemented filling close to back processing technology for goaf at barren rock filling background
RU2747753C1 (en) * 2020-10-09 2021-05-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Hardening filling mixture

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103352722A (en) * 2013-07-24 2013-10-16 山东理工大学 Cemented filling close to back processing technology for goaf at barren rock filling background
RU2747753C1 (en) * 2020-10-09 2021-05-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Hardening filling mixture

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Moghadam et al. Preparation and application of alkali-activated materials based on waste glass and coal gangue: A review
US7837412B2 (en) Binder for mine tailings, alluvial sand and the like
EP2831015B1 (en) Binder composition comprising lignite fly ash
KR101321977B1 (en) Clay block using unsintered inorganic binder and method for manufacturing thereof
KR102226027B1 (en) Soil grouting material and groution method using the same
CN106348712A (en) Cementing filling material for co-processing lead-containing dangerous wastes of mine and preparation method of cementing filling material
KR101680348B1 (en) Pile grouting materials
CN106348711A (en) Cementing filling material for co-processing mercury-containing dangerous wastes of mine and preparation method of cementing filling material
KR20220016637A (en) Concrete composition for revealing early strength
KR20130122162A (en) Filling agent composition
KR101134221B1 (en) Concrete block composition
KR101736367B1 (en) Grounting composition for high pressure injection soil solidification method
JP5490352B2 (en) Method for producing cement clinker
KR101130047B1 (en) A block compositions for ecological restoration using non sintered cement
KR101640160B1 (en) Method for preparing a hardening composition for deep mixing method and hardening composition for deep mixing method
CN106348714A (en) Cementing filling material for co-processing zinc-containing dangerous waste of mine and preparation method of cementing filling material
RU2377412C1 (en) Hardening fill mixture
KR20130122163A (en) Method for manufacturing the filling agent composition and system therefor
KR20210155654A (en) Expandable mortar composition and pile construction method
RU2224727C2 (en) Cement slurry for the insulating shield and a method of making of the insulating shield
KR101447267B1 (en) Method for preparing a hardening composition for deep mixing method and hardening composition for deep mixing method
CN104926257B (en) A kind of anti-crack and anti-seepage cement and preparation method thereof
KR20150112506A (en) Quick-setting composition for paving soil and method for paving soil road by using the same
KR101602130B1 (en) Mortar composition for compaction grouting process using unsintered inorganic binder bottom ash
KR101564382B1 (en) Eco-friendly mortar composition for compaction grouting

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101022

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20120420

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181022